Calorimetria
Calorimetria - Misura precisa del calore, delle reazioni e delle proprietà dei materiali.
Novità: Calneos fa ora parte del Gruppo Linseis
La calorimetria consente di determinare con precisione flussi di calore e delle conversioni di energia nei materiali in condizioni di temperatura o isotermia definite. Attraverso l’esatta registrazione dell’assorbimento e del rilascio di assorbimento e rilascio di calore è possibile analizzare in modo affidabile le entalpie di reazione, le transizioni di fase, le transizioni vetrose e le stabilità termiche: un fattore decisivo per la ricerca, il controllo qualità e lo sviluppo dei materiali.
Dal 1957 Linseis sviluppa e produce calorimetri di alta precisione per un’ampia gamma di esigenze: dai sistemi DSC compatti alle soluzioni specializzate per test ad alta pressione, sicurezza e batterie. Che si tratti di polimeri, prodotti farmaceutici, alimenti, materiali per batterie o sistemi chimici, la soluzione giusta è disponibile per ogni applicazione e per ogni scenario di misurazione.
I nostri calorimetri sono conformi agli standard internazionali come ASTM D3418, ASTM E1356, ASTM E1269 e ISO 11357 e garantiscono risultati riproducibili e standardizzati per la ricerca e l’industria.
Con l’integrazione di Calneos Linseis sta ampliando in modo specifico la sua esperienza nel campo della microcalorimetria e della calorimetria isotermica per le scienze della vita. scienze della vitafarmaceutiche e la ricerca sui materiali. I sistemi Calneos consentono di effettuare misurazioni altamente sensibili dei più piccoli effetti termici e aprono nuove possibilità di analisi delle reazioni biochimiche, dei processi di legame e della stabilità a lungo termine.
Puoi trovare una panoramica di tutti i sistemi calorimetrici nelle nostre brochure. Saremo inoltre lieti di consigliarti individualmente per definire la soluzione ottimale per le tue specifiche attività di misurazione.
I nostri migliori calorimetri per la massima precisione
DSC L64-LT
CAL L92 - Calorimetro micro
UDSC L64 - Ultimate DSC
La calorimetria è uno dei metodi più importanti per la determinazione dei flussi di calore e le conversioni di energia nei materiali. Fornisce informazioni fondamentali sulle entalpie di reazione, sulle transizioni di fase, sulle transizioni vetrose e sulla stabilità termica e permette di analizzare i processi chimici, fisici e biologici sotto l’influenza della temperatura.
Dal 1957 Linseis sviluppa e produce una gamma completa di calorimetri per la ricerca e l’industria. I sistemi consentono di misurare con alta precisione e in modo automatizzato il flusso di calore, il comportamento di reazione e le proprietà dei materiali su solidi, polveri, liquidi e campioni biologici in un intervallo di temperatura compreso tra -180 °C e 1750 °C e in condizioni isoterme.
Variabili misurate e applicazioni:
- Entalpia di reazione (ΔH)
- Flusso di calore
- Transizione vetrosa (Tg)
- Transizioni di fase (fusione/cristallizzazione)
- Capacità termica specifica (Cp)
- Stabilità termica e comportamento all’ossidazione
- Cinetica di polimerizzazione e di reazione (polimerizzazione)
- Analisi di sicurezza (ad es. batterie, reazioni di fuga)
- Identificazione del materiale e analisi della purezza
Determinazione della quantità di calore e della capacità termica specifica
$$ q = m \cdot c_p \cdot \Delta T $$
Determinazione dell’entalpia di reazione
$$ \Delta H = \int \dot{q} \, dt $$
Quantità di calore e capacità termica specifica
Questa equazione di base descrive la quantità di calore q che un materiale assorbe o rilascia al variare della temperatura. Dipende dalla massa m, dalla capacità termica specifica cₚ e dalla variazione di temperatura ΔT.
Costituisce la base della calorimetria e viene utilizzata per determinare le proprietà termiche e le conversioni di energia.
Determinazione dell’entalpia di reazione in calorimetria
Nella calorimetria a scansione differenziale (DSC) il flusso di calore q̇ viene misurato nel tempo. L’entalpia di reazione ΔH risulta dall’integrazione di questo segnale.
In pratica, questo corrisponde all’area sotto un picco nel diagramma DSC e permette di analizzare quantitativamente processi come la fusione, la cristallizzazione o le reazioni chimiche.
Tipi di calorimetro e principi di misurazione
Calorimetria dinamica (DSC)
I calorimetri a scansione differenziale misurano il flusso di calore di un campione durante programmi di riscaldamento o raffreddamento controllati. Ciò consente di determinare con precisione le transizioni vetrose, i processi di fusione e cristallizzazione, le entalpie di reazione e le stabilità termiche. Questo metodo è particolarmente apprezzato nella scienza dei materiali, nella ricerca sui polimeri e nel controllo di qualità.
Calorimetria isotermica e microcalorimetria
I calorimetri isotermici funzionano a temperatura costante e sono ideali per reazioni lente o effetti termici molto piccoli per lunghi periodi di tempo. I sistemi Calneos del Gruppo Linseis sono specializzati in microcalorimetria e calorimetria isotermica e consentono di effettuare misurazioni altamente sensibili nel campo delle scienze biologiche, della farmaceutica e dello sviluppo dei materiali. Le applicazioni tipiche includono l’analisi di enzimi e proteine, gli studi sul legame dei farmaci, i processi di cristallizzazione e adsorbimento e gli studi di stabilità.
Calorimetria adiabatica e isoperibolica
I calorimetri adiabatici impediscono lo scambio di calore con l’ambiente, per cui le variazioni di temperatura derivano direttamente dalla reazione. I sistemi isoperibolici, invece, mantengono costante la temperatura ambientale e offrono un equilibrio pratico tra precisione e complessità tecnica. Entrambi i concetti sono particolarmente importanti per le analisi delle reazioni e per le questioni legate alla sicurezza.
Calorimetria di combustione e speciale
I calorimetri a combustione, a bomba e a inserzione sono utilizzati per determinare i calori di combustione, i poteri calorifici o le proprietà termodinamiche di base. Sono utilizzati, tra l’altro, nell’industria energetica, nei test sui materiali e nella ricerca di base.
Misurazione possibile
Misurazione possibile
Misurazione non possibile
| Messgrößen/Anwendungen | IBC L91 | UDSC L64 | CAL L92 |
|---|---|---|---|
| Glasübergang (Tg) |  |  | |
| Phasenumwandlung / Schmelze |  | | |
| Reaktionsenthalpien (endo/exo) | | | |
| Aushärtung / Curing | | | |
| Kristallinität | | | |
| Reinheit / Polymorphismus | | | |
| Thermische / oxidative Stabilität (OIT) | | | |
| Spezifische Wärmekapazität (Cp) | | | |
| Batteriezellenanalyse | | | |
| Hochdruck-DSC (bis 150 bar) | | | |
| Langzeit-Stabilitätsmessungen | | | |
| Proteinstudien | | | |
Estensioni
Sono disponibili diversi moduli aggiuntivi e di espansione per ottimizzare le prestazioni dei calorimetri. Permettono di personalizzare il sistema di misurazione in base a specifiche applicazioni, materiali o condizioni di processo.
Le atmosfere definite, come aria, gas inerte o vuoto, possono essere impostate con precisione grazie ai controlli di gas opzionali: l’ideale per campioni sensibili, ossidativi o reattivi. I moduli ad alta pressione estendono le misurazioni a pressioni più elevate e aprono ulteriori possibilità per le analisi di stabilità e reazione, ad esempio nel campo della calorimetria delle batterie e della sicurezza. Per ulteriori analisi, i sistemi possono essere dotati di analisi dei gas come MS, FTIR o accoppiamenti GC per identificare i gas rilasciati in tempo reale durante la misurazione.
Ulteriori miglioramenti come il cambio automatico dei campioni, i dispositivi di calibrazione e di sicurezza e i potenti moduli software per la valutazione dei dati aumentano l’efficienza, la sicurezza e la riproducibilità delle misurazioni.
Ciò significa che i calorimetri Linseis possono essere configurati individualmente, per la massima flessibilità nella ricerca, nello sviluppo e nel controllo qualità.
L40 GASSAFETY
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I tuoi vantaggi - Caratteristiche uniche dei calorimetri Linseis
Linseis definisce da decenni gli standard della calorimetria.
I nostri sistemi combinano massima sensibilità, controllo preciso della temperatura e flessibilità modulare, per risultati affidabili nella ricerca, nello sviluppo e nel controllo qualità.
1. tecnologia dei sensori ad alta sensibilità (UDSC)
I sistemi UDSC Linseis offrono una sensibilità eccezionalmente elevata per rilevare i più piccoli effetti termici. Anche le minime variazioni di energia, come quelle che si verificano durante le transizioni del vetro, le trasformazioni di fase o le reazioni deboli, possono essere rilevate con precisione.
Il design ottimizzato del sensore consente un’eccellente risoluzione del segnale e risultati di misura riproducibili: l’ideale per le analisi dei materiali più impegnative e per la ricerca ai massimi livelli.
2. precisione isotermica per processi a lungo termine e a bassa energia (CAL)
I sistemi CAL sono stati progettati appositamente per la misurazione di alta precisione dei più piccoli flussi di calore in condizioni isotermiche. Consentono di analizzare reazioni lente, studi di stabilità e processi a lungo termine con la massima precisione.
Il controllo stabile della temperatura e l’elevata stabilità del segnale rendono questi sistemi particolarmente adatti ad applicazioni nel campo delle scienze biologiche, della farmaceutica e dello sviluppo dei materiali.
3. calorimetria di sicurezza e di reazione in condizioni reali (IBC)
I sistemi IBC consentono di effettuare indagini calorimetriche in condizioni realistiche e sono appositamente progettati per analisi di sicurezza, test di batterie e studi di reazione.
Forniscono dati precisi sullo sviluppo di calore, sulla cinetica di reazione e sulla stabilità termica, anche in condizioni di processo difficili. Questo li rende uno strumento fondamentale per valutare i rischi per la sicurezza e ottimizzare i processi industriali.
Perché Linseis - La differenza nella calorimetria
A lungo termine Investimento con valore aggiunto
Linseis non punta solo sulla precisione, ma anche su un valore aggiunto sostenibile per l’intero ciclo di vita.
I nostri sistemi offrono i costi operativi più bassi della categoria, grazie a componenti durevoli e a bassa manutenzione, a un design robusto e a una manutenzione intelligente del software.
Meno chiamate di assistenza, tempi di inattività più brevi e aggiornamenti continui da remoto assicurano la massima disponibilità del sistema e una sicurezza per il futuro, per decenni.
Soluzioni personalizzate Soluzioni – flessibilità come standard
Ogni attività di misurazione è unica: per questo Linseis non produce dispositivi standard, ma sistemi personalizzati su misura per la tua applicazione.
Che tu abbia bisogno di un forno speciale, di sensori particolari, di un intervallo di temperatura più ampio o di un’integrazione software specifica per il cliente, il nostro team di ingegneri esperti sviluppa soluzioni che si adattano perfettamente alle tue esigenze.
Con la nostra architettura di prodotto modulare, la personalizzazione diventa standard – in modo rapido, preciso e affidabile.
Pionieri tecnologici e forza innovativa dal 1957
Linseis è un pioniere tecnologico nel campo dell’analisi termica da oltre sessant’anni.
Grazie al più alto tasso di produzione interna del settore e a un eccellente reparto di ricerca e sviluppo, vengono creati sistemi che stabiliscono nuovi standard in termini di precisione, stabilità e personalizzazione.
Dalla struttura meccanica all’elettronica e al software, ogni elemento centrale del sistema viene sviluppato internamente – per una tecnologia di misurazione tecnologicamente perfetta e precisa senza compromessi “Made in Germany”.
Competenza nel software ai massimi livelli
Con la nuova suite di software LiEAP, Linseis ridefinisce lo standard dell’analisi termica.
Modulare nel design, intuitivo nell’uso e dotato di funzioni di valutazione e remote all’avanguardia, garantisce la massima efficienza, trasparenza e controllo in ogni fase del processo.
Aree di applicazione della calorimetria
Domande frequenti sulla calorimetria
Che cos'è la calorimetria?
La calorimetria è un metodo analitico per determinare con precisione i flussi di calore e le conversioni di energia nei materiali. Si tratta di misurare la quantità di calore assorbita o rilasciata durante i processi fisici, chimici o biologici. Queste misurazioni forniscono informazioni fondamentali sul comportamento termico dei materiali e permettono di comprendere a fondo i meccanismi di reazione, le transizioni di fase e le proprietà dei materiali.
Nella ricerca e nell’industria, la calorimetria è uno strumento indispensabile per caratterizzare i materiali, ottimizzare i processi e valutare le questioni legate alla sicurezza. Viene utilizzata in tutti i settori, dallo sviluppo di polimeri e materiali alla chimica, alla farmaceutica e alle scienze della vita.
Quali variabili possono essere determinate con i calorimetri?
I calorimetri consentono di determinare quantitativamente le proprietà e i processi termici chiave. Queste includono, in particolare, l’entalpia di reazione (ΔH), il flusso di calore e le temperature di transizione come la transizione vetrosa (Tg), la fusione e la cristallizzazione. Inoltre, è possibile determinare la capacità termica specifica (Cp), un parametro importante per la capacità di accumulo di energia di un materiale.
È possibile analizzare anche la stabilità termica, il comportamento di ossidazione e la cinetica di reazione. Questa moltitudine di variabili misurate rende la calorimetria uno dei metodi più versatili di analisi termica e consente una caratterizzazione completa di un’ampia varietà di materiali e processi.
Qual è la differenza tra DSC e calorimetria?
Calorimetria è il termine generico che indica tutti i metodi di misurazione del calore e delle conversioni di energia. La calorimetria a scansione differenziale (DSC) è uno dei metodi più importanti e più utilizzati in questo campo. Mentre la calorimetria in genere analizza la quantità totale di calore, la DSC misura specificamente il flusso di calore di un campione rispetto a un riferimento in condizioni di temperatura definite.
Ciò significa che gli effetti termici possono essere non solo riconosciuti, ma anche valutati quantitativamente. La DSC è particolarmente indicata per analizzare le transizioni di fase, le transizioni vetrose e le entalpie di reazione ed è uno strumento fondamentale nella ricerca sui materiali e nel controllo di qualità.
A cosa serve la microcalorimetria?
La microcalorimetria viene utilizzata per misurare effetti termici molto piccoli con una sensibilità eccezionalmente elevata. È particolarmente adatta per le applicazioni in cui i metodi calorimetrici convenzionali raggiungono i loro limiti. Le aree di applicazione tipiche sono gli studi sugli enzimi e sulle proteine, l’analisi del legame con i farmaci e l’indagine dei processi cellulari e metabolici.
La microcalorimetria è anche spesso utilizzata per studi di stabilità a lungo termine e per l’analisi di reazioni molto lente. Fornisce preziose informazioni su complessi processi biochimici e fisici, in particolare nelle scienze della vita, nella farmaceutica e nella ricerca sui materiali.
Quali materiali possono essere analizzati con i calorimetri?
La calorimetria è un metodo estremamente versatile e adatto a un’ampia gamma di materiali. Tra questi vi sono polimeri e plastiche, ingredienti farmaceutici attivi, alimenti, materiali per batterie e sostanze chimiche. Possono essere analizzati anche materiali organici e inorganici e sistemi complessi come i campioni biologici.
Questa flessibilità rende la calorimetria uno strumento universale per un’ampia gamma di settori. Permette di analizzare i materiali in condizioni realistiche e di comprendere nel dettaglio il loro comportamento sotto l’influenza della temperatura.
Quali applicazioni sono particolarmente importanti per l'industria?
Nell’industria, la calorimetria è utilizzata principalmente per lo sviluppo dei materiali, il controllo qualità e l’ottimizzazione dei processi. Permette di analizzare in modo mirato il comportamento delle reazioni, la stabilità e le proprietà termiche dei materiali, contribuendo così allo sviluppo di prodotti efficienti e sicuri.
Un’area particolarmente importante è l’analisi della sicurezza, ad esempio per le batterie o le reazioni chimiche esotermiche in cui è necessario valutare il rischio di fuga termica. La calorimetria viene utilizzata anche nell’industria farmaceutica per testare la stabilità degli ingredienti attivi e nell’industria chimica per ottimizzare i processi produttivi.
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