Permeation
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Permeation
Allgemeines
Unter Permeation (lateinisch: permeare – durchdringen, durchlaufen, durchwandern) versteht man einen Vorgang, bei dem ein Stoff auf molekularer Ebene einen Festkörper durchdringt.
Die Triebkraft für diesen Vorgang ist ein Druck- oder Konzentrationsgradient im Einzelkörper. Ohne die Wirkung äußerer Einflüsse bewegt sich der Stoff immer in die Richtung der geringeren Konzentration bzw. Druck. Die Permeation verläuft in mehreren Teilschritten:
| 1. Adsorption: | Der Stoff lagert sich auf der Oberfläche an. Dies kann aus der Gasphase geschehen oder bei direktem Kontakt mit dem flüssigen oder festen Stoff. |
| 2. Absorption: | Es kommt zur Aufnahme des Stoffes. |
| 3. Diffusion: | Hier beginnt die Durchdringung des Materials auf molekularer Ebene. Der Stoff durchdringt den Festkörper durch Poren bzw. molekulare Zwischenräume. |
| 4. Desorption: | Nachdem die Moleküle den Festkörper durchdrungen haben, diffundieren sie wieder von der Oberfläche weg. |
Beispiele für die Bedeutung der Permeation
- Das Arbeiten mit Schutzhandschuhen im Labor oder der Produktion.
- Die Verpackung von Lebensmitteln soll entweder völlig dicht (Wurst, Käse, Getränke) oder selektiv durchlässig (z. B. für Sauerstoff bei Obst) sein.
Durchführung von Permeationsmessungen
Folien und Membranen werden mit beliebigen Gasen oder Flüssigkeiten auf Ihre Durchlässigkeit geprüft. Hierfür wurden spezielle Messzellen entwickelt. Diese Zellen sind meist aus Metall wie z. B. Edelstahl. Die Messzelle wird bei der Prüfung von Gasen von einem Prüfgas durchströmt und die nach dem Durchströmen vorhandene Menge wird mit einem Detektor bzgl. der Konzentration gemessen.
Analog der Permeationsmessung bei Gasen wird in der Membrantechnik der so genannte Wasserwert ermittelt. Er dient zur Charakterisierung der Leistungsfähigkeit einer Flüssigfiltrationseinheit und wird in l/m2 • h • bar angegeben.
Literaturhinweis