Absorptionskapaciteten

Absorptionskapazität bezeichnet die Fähigkeit eines Materials oder Systems, eine Substanz aus einer umgebenden Phase in sein Volumen oder seine Struktur aufzunehmen. Der Begriff wird in vielen Bereichen verwendet, etwa in der Chemie, Umwelttechnik, Materialwissenschaft und Lebensmitteltechnik. Im Gegensatz zur Adsorption, bei der Stoffe an der Oberfläche haften, beschreibt die Absorption den Transport in das Innenleben des absorbierenden Mediums, oft durch Lösung oder Diffusion.

Die Absorptionskapazität hängt von Temperatur, Druck, Konzentration, der Beschaffenheit des Absorbierenden (Porosität, funktionelle Gruppen) und dem Zustand des absorbierten Mediums ab. Sie nimmt in der Regel mit der Zeit zu bis zu einem Gleichgewicht, danach bleibt die Nettoaufnahme begrenzt. Feuchte, chemische Reaktionen und mehrphasige Mischungen beeinflussen die Kapazität ebenfalls deutlich.

Die Bestimmung erfolgt typischerweise gravimetrisch durch Messung der Gewichtsänderung pro Masseneinheit des Absorbats, oder volumetrisch. Für Gleichgewichtszustände werden Sorptionsisothermen verwendet, um Abhängigkeiten von Temperatur und Druck zu beschreiben. Typische Systeme umfassen Luft- oder Gasabsorption in Flüssigkeiten, Feuchtigkeitsaufnahme in Textilien oder Baumaterialien, und Lösungsmittelaufnahmen in Polymeren.

Anwendungen finden sich in der Umwelttechnik, z. B. CO2-Abscheidung durch chemische oder physikalische Absorption, in der Luftreinigung und in der Prozessführung der chemischen Industrie. Im Gebäudebau und in der Textilbranche sind Feuchtigkeits- und Wasseraufnahme entscheidend für Stabilität und Komfort. In der Pharmazie und Lebensmitteltechnik beeinflusst Absorptionskapazität die Haltbarkeit, Lagerung und Regulierung von Freisetzungen.

Typische Limitierungen sind die Sättigung der absorbierenden Phase, Kosten für Regeneration oder Entsorgung, und Sicherheitsaspekte bei hochreaktiven Absorbentien. Die Optimierung der Absorptionskapazität erfolgt durch Materialdesign, poröse Strukturen und Kontaktoptimierung zwischen absorbierendem Medium und Absorptionsgut.