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Lassen Sie mich zunächst erklären, was demineralisiertes Wasser ist. Demineralisiertes Wasser, auch Demi-Wasser genannt, ist gereinigtes Wasser und wird häufig in Laboranwendungen für industrielle und wissenschaftliche Zwecke verwendet. Aber auch im Alltag begegnet man Anwendungen mit Demi-Wasser. Demi-Wasser kann beispielsweise zum Bügeln Ihrer Kleidung mit einem Dampfbügeleisen verwendet werden, um Kalkablagerungen in Ihrem Bügeleisen zu vermeiden. Aber auch in Autowaschanlagen wird es eingesetzt: Eine geringe Menge Demi-Wasser wird am Ende des Waschprogramms über das Auto gesprüht, um Tropfenrückstände auf Ihrem Autolack zu vermeiden. Am Ende dieses Blogs sind einige Beispiele für den Einsatz geeigneter Bronkhorst-Instrumente aufgeführt.
Demineralisiertes Wasser versus destilliertes Wasser
Demineralisiertes Wasser ist Wasser, das so gereinigt wurde, dass (die meisten) seiner Mineral- und Salzionen entfernt werden. Man denke zum Beispiel an Calcium, Chlorid, Sulfat, Magnesium und Natrium. Demineralisiertes Wasser wird auch als Demi-Wasser oder deionisiertes Wasser bezeichnet. Demineralisiertes Wasser unterscheidet sich im Allgemeinen von destilliertem Wasser. Destilliertes Wasser wird durch Kochen und erneutes Kondensieren gereinigt. Auf diese Weise werden Salzionen entfernt.
Der Hauptunterschied zwischen demineralisiertem Wasser und destilliertem Wasser besteht darin, dass destilliertes Wasser in der Regel weniger organische Verunreinigungen enthält; die Deionisierung entfernt keine ungeladenen Moleküle, Viren oder Bakterien. Demineralisiertes Wasser hat meist weniger Mineralionen; dies ist abhängig von der Art seiner Herstellung. Die Deionisation hat eine sauberere Produktion und hinterlässt weniger Kalk in den Anlagen, in denen sie eingesetzt wird. Ein wichtiger Punkt bei der Verwendung dieses demineralisierten Wassers ist das Material Ihrer Instrumente. Nicht jedes Material eignet sich als Rohrleitungsmaterial für Demi-Wasser; dies hängt auch von den verwendeten Temperaturen ab.
Wie wird Demi-Wasser hergestellt?
Demineralisiertes Wasser wird über drei Hauptwege produziert:
- Über Ionenaustauschverfahren mit Ionenaustauscherharzen:
Positive Ionen werden durch Wasserstoffionen und negative Ionen durch Hydroxidionen ersetzt.
- Über die Elektro-Deionisation findet auch ein Ionenaustauschprozess statt:
Ein elektrischer Strom wird durch die Harze geschickt, um sie regeneriert zu halten. Die unerwünschten Ionen bewegen sich von der Reaktionsoberfläche weg zu den Elektroden.
- Über Membranfiltration:
meist in mehreren Schritten
Um die richtige Qualität des Demi-Wassers zu erhalten, sind mehrere Stufen der Demineralisierung notwendig. Der Einsatz der Membranfiltration hat in diesem Fall den Vorteil, dass in der Regel keine Chemikalien zur Erzeugung des Demi-Wassers benötigt werden (außer vielleicht zur Reinigung); der Nachteil ist die Menge an (elektrischer) Energie, die durch den Prozess verbraucht wird. Beim Einsatz von Ionentauschern beeinflusst die Herstellungsartaußerdem den pH-Wert des Demi-Wassers.
Demineralisiertes Wasser - gängige Anwendungen
Demineralisiertes Wasser wird für industrielle und wissenschaftliche Zwecke verwendet. Sie können sich die folgenden Anwendungen vorstellen:
- Laboranwendungen und Tests
- Autowäsche
- Waschwasser für die Computerchip-Herstellung
- Automotive verwendet z.B. Blei-Säure-Batterien und Kühlsysteme
- Kesselspeisung
- Laserschneiden
- Optimierung von Brennstoffzellen
- Dampfbügeleisen und Dampferzeugeranwendungen
- Pharmazeutische Produktion
- Kosmetik
- Feuerlöscher
Gesundheitsrisiken durch demineralisiertes Wasser
Man könnte vermuten, dass demineralisiertes Wasser, das durch (Elektro-)Ionenaustausch, Destillation, Membranfiltration oder andere Produktionsverfahren vollständig von Mineralien befreit wird, als Trinkwasser verwendbar sei. Wie bei allen Dingen gibt es jedoch Vor- und Nachteile beim Trinken von demineralisiertem Wasser. Der Vorteil ist, dass die Mineralien, die für uns schlecht sind, entfernt wurden. Es gibt eine Menge Dokumentation über schlechte Einflüsse bestimmter Mineralien auf unseren Körper. Der große Nachteil des Trinkens von demineralisiertem Wasser ist jedoch, dass Demi-Wasser auch die guten Mineralien aus unserem Körper herausschwemmt und einen Mangel verursacht, so dass unser Körper nicht mehr richtig funktionieren kann. Außerdem wird der Wasserhaushalt unserer Zellen gestört und das kann durchaus gefährlich werden.
Zusammengefasst: Demi-Wasser sollte nicht als Trinkwasser verwendet werden, da es Mineralien entfernt, die für eine gute Gesundheit notwendig sind.
Einige Beispiele für Instrumente, die für Demi-Wasser verwendet werden können
Für die meisten von uns gehört Eiscreme zum Sommer einfach dazu. Nach Angaben der International Dairy Foods Association werden jedes Jahr weltweit rund 7 Milliarden Gallonen eiskalter Leckereien wie Eiscreme, Sorbet, Frozen Yogurt, Granita und Wassereis produziert und natürlich auch konsumiert. Wie zu erwarten erreicht die Produktion in den Sommermonaten ihren Höhepunkt. Doch in dem Moment, in dem Sie ein Eis genießen, werden Sie sich wahrscheinlich nicht fragen, wie diese Köstlichkeit eigentlich hergestellt wird. Um das perfekte Eis zu erhalten, müssen viele Faktoren stimmen. Hier kommen auch unsere Massendurchflussregler zum Einsatz.
Was hat Eiscreme nun mit Massendurchfluss zu tun?
Speiseeis enthält viele verschiedene Inhaltsstoffe wie Fett, Zucker, Milchfeststoffe, Emulgatoren, Aromastoffe und manchmal auch Farbstoffe. Aber es gibt einen Hauptbestandteil, an den Sie vielleicht nicht gedacht haben, wahrscheinlich weil Sie ihn nicht sehen können und er auch nicht in der Zutatenliste auftaucht – nämlich Luft. Eis wird durch Einfrieren und gleichzeitiges Einmischen von Luft in die Zutaten hergestellt. Warum ist Luft so wichtig für die Eiscremeherstellung?
Sie kennen das bestimmt, das Eis ist in der Verpackung etwas angeschmolzen, bevor man wieder ins Eisfach gestellt hat. Wenn wir das Eis nun später wieder heraus nehmen und essen, stellen wir fest, dass es nicht mehr so lecker ist, wie es mal war. Außerdem verändert sich die Textur und man sieht auch, dass das Volumen kleiner wird, wenn das Eis erst einmal geschmolzen ist. Der Anteil der Luft am Gesamtvolumen von Speiseeis liegt zwischen 30% und 50%, daher ist die die richtige Luftzufuhr im Produktionsprozess entscheidend.
Die Luftmenge in Eiscreme (oft auch als „Overrun“ bezeichnet) beeinflusst den Geschmack, die Textur und das Aussehen des fertigen Produkts stark. Ein höherer und gleichzeitig fein verteilter Luftanteil ergibt ein geschmackvolleres und geschmeidigeres Eis. Ein Nebeneffekt der Zugabe von Luft zum Eis ist, dass es schneller schmilzt. Um eine optimale Struktur des Eises zu erreichen, ist es daher wichtig, einen stabilen Zuluftstrom im Produktionsprozess mit einem konstanten Sahne-Luft-Verhältnis zu haben. Dies kann durch den Einsatz eines Massendurchflussreglers erreicht werden.
Um eine Vorstellung von der Wirkung von Luft auf Eiscreme zu bekommen, denken Sie einmal an Schlagsahne. Schlagsahne – also Sahne mit feinverteilten Luftbläschen - hat eine andere Textur und einen anderen Geschmack als einfache flüssige Sahne. Um mehr über diesen Prozess zu erfahren, lesen Sie bitte die Geschichte unseres Gast-Bloggers Hans-Georg Fenzel über die Herstellung von Torten und Kuchen.
So wird Eiscreme in Form gebracht
Um die richtige Konsistenz und Struktur zu gewährleisten, die wir als Genießer von Eiscreme erwarten, muss die Creme den richtigen Anteil und die richtige Zusammensetzung an Luftblasen enthalten. Daher verwenden die Hersteller von Belüftungsmischern einen Massendurchflussregler, um eine exakte Luftmenge in den gekühlten Mischer zu dosieren. Ein solcher Massendurchflussregler sorgt für eine kontinuierliche Luftzufuhr, proportional zur Sahnemenge. Der Massendurchflussregler muss in der Lage sein, seine Leistung unabhängig von eventuellen Gegendruckschwankungen aufrechtzuerhalten. Gelegentlich wird ein Rückschlagventil am nachgeschalteten Massendurchflussregler montiert. Wenn der Eingangsdruck sinkt, verhindert ein solches Ventil den Rückstrom von Eis in das Gerät. Zur Überwachung des Eingangsdrucks wird zusätzlich ein Druckmesser eingesetzt.
Die nachfolgende REM-Aufnahme (REM = Rasterelektronenmikroskop) zeigt die Mikrostruktur von Eiscreme. Wir erkennen deutlich den kritischen Bestandteil, die Luftbläschen. Experten behaupten, die optimale Größe, Verteilung und Menge sind eines der Geheimnisse für ein cremiges Texturrezept. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat Bronkhorst effiziente Lösungen zur Verbesserung kontinuierlicher Belüftungsprozesse entwickelt.
Also, wenn Sie das nächste Mal mit Ihren Freunden in die Eisdiele gehen, denken Sie daran, wie wichtig Bronkhorst ist, wenn es um die leckere Erfrischung geht.
- In diesem Video über die EL-FLOW Select-Baureihe erfahren Sie mehr über das thermische Massendurchflussmessgerät, das Ihnen bei der Herstellung von Eiscreme helfen kann.
- Hier können Sie unseren Applikationsbericht über Eiscreme herunterladen.
Aus unserem heutigen Leben sind Kunststoffe in unterschiedlichster Form nicht mehr wegzudenken. Sie begegnen uns überall, ob als Wegwerfprodukt wie Verpackungsfolien und Plastiktüten oder als langlebiges Bauteil in der Automobilindustrie, im Baubereich oder bei Sportgeräten und Spielzeug.
Kunststoffe werden heutzutage für die jeweilige Anwendung maßgeschneidert, je nachdem, welche Eigenschaften grade gewünscht sind. So lassen sich Eigenschaften wie Härte, Formbarkeit, Elastizität, Bruchfestigkeit, Temperatur-, Licht- und Wärmeformbeständigkeit ebenso wie die chemische und physikalische Beständigkeit an die gewünschte Funktion anpassen.
Diese Vielfalt lässt sich durch die Wahl der Grundbausteine (Makromoleküle), des Herstellungsverfahrens und die genau kontrollierte Zugabe von Additiven in weiten Grenzen variieren. Die jeweiligen Makromoleküle sind Polymere aus sich regelmäßig wiederholenden molekularen Einheiten. Die Art der Vernetzung und das Beifügen von Zusätzen bestimmen die endgültigen Eigenschaften des Materials.
Im Jahr 2016 lag die weltweite Produktion von Kunststoffen für Bulkmaterialien und Folien bei über 300 Mio. Tonnen (Quelle: BMBF), davon wurde fast ein Drittel in China produziert, Europa und Nord Amerika folgen mit jeweils knapp unter 20 Prozent.
Präzise Dosierung von Additiven zur Steigerung der operativen Effizienz und Vermeidung von Fehlchargen
Typische Additive in der Kunststoffindustrie sind Antistatika, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Füllstoffe, Gleitmittel, Stabilisatoren und Weichmacher. Viele dieser Additive sind flüssig und müssen hoch genau dosiert werden, da schon geringe Abweichungen zu unerwünschten Veränderungen der Produkteigenschaften führen. Eine hochgenaue Dosierung ist daher notwendig um kostenintensive Fehlchargen zu vermeiden und Produkte in gleichbleibend hoher Qualität zu erhalten.
Häufig werden Additive über Nadelventile zugeführt, das ist zwar kostengünstig, führt aber immer wieder zu Fehlern bei Schwankungen im Prozess (z.B. Druck und Temperatur). Hinzu kommt, dass insbesondere der Gebrauch von Weichmachern zunehmend kritisch betrachtet wird, da einige dieser Substanzen vom Menschen direkt aufgenommen werden oder sich in der Nahrungskette anreichern. Weniger bedenkliche Weichmacher wie z.B. DINCH sind deutlich teurer als die normalerweise verwendeten Phtalate.
Grade hier ist eine hochgenaue Dosierung extrem wichtig, damit die Produkteigenschaften bewahrt werden, es aber nicht zu erheblichen Mehrkosten durch Überdosierung kommt.
Mit unserer bewährten CORI-FILL™-Dosier-Technologie bietet Bronkhorst ein leicht zu handhabendes Setup, um die geforderte Genauigkeit zu gewährleisten. Durch die Kombination eines mini CORI-FLOW mit einer Pumpe oder einem geeigneten Ventil können Flüssigkeiten mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit kontinuierlich oder als Batch in den Reaktor dosiert werden.
mini CORI-FLOW zusammengbaut mit einer Pumpe
5 Gründe, warum die Additiv-Dosierung mit Coriolis-Technologie die Produkteffizient in der Kunststoffherstellung steigert:
- Medienunabhängige Messung und Regelung – Beim Wechsel eines Fluides ist keine Re-Kalibrierung nötig
- Gase und Flüssigkeiten können mit dem selben Sensor gemessen werden
- Messung/Regelung von wechselnden oder undefinierten Gemischen
- Multi-Parameter-Sensor
- Die CORI-FILL™ Technologie verfügt über eine integrierte Batch –Counter-Funktion und ermöglicht die Ansteuerung einer Pumpe oder eines Shut-off-Ventils
Das CORI-FILL-Prinzip im Video:
Stabile und reproduzierbare Durchflüsse sind die Basis eines erfolgreichen Produktionsprozesses. Dieser Gasdurchfluss ist messbar und kontrollierbar mittels eines thermischen Massendurchflussreglers. Als Produktmanager bei Bronkhorst High-Tech sehe ich immer wieder, wie unterschiedliche äußere Faktoren die Messgenauigkeit und die Stabilität der Regelung durch die Massendurchflussregler beeinflussen können (MFCs).
Wichtige Einflussgrößen sind:
- Temperaturschwankungen
- Schwankungen im Leitungsdruck
Diese Schwankungen können entstehen aufgrund eines stetig sinkenden Druckes in einer Gasversorgung (Druckgasflasche) oder aufgrund gegenseitiger Beeinflussung mehrerer Durchflussregler oder anderer Stellglieder in einem System. Um diese Einflüsse zu kompensieren hat Bronkhorst den neuen EL-FLOW Prestige PI (PI = Pressure Insensitive) entwickelt.
Cross-Talk bei Massendurchflussreglern
Was ist Cross-Talk? Unter Crosstalk versteht man die gegenseitige Beeinflussung (Interferenz) von Instumenten. Solche Interferenzen entstehen typischerweise, wenn z.B. mehrere Durchflussregler nahe beieinander in derselben Leitung positioniert oder auf derselben Schiene installiert sind. Der Leitungsdruck in so einem Set-up wird von den verschiedenen Komponenten wie Durchflussmessern und Durchflussreglern beeinflusst. Wird der Sollwert eines Massendurchflussreglers geändert, so ändert sich auch der Fließdruck, weil nun entweder mehr oder weniger Gas fließt. Da Durchflussmesser und – regler auf einen bestimmten Druck kalibriert sind, weicht der reale Durchfluss vom angezeigten ein wenig ab. Je nachdem, wie groß die Druckschwankung ausfällt, können auch die Abweichungen beliebig groß ausfallen.
Statische und dynamische Druckkompensation
Unter Statischer Druckkompensation verstehen wir eine Kompensationsmethode für langsame Änderungen im Druck, z.B. dem langsam abfallenden Druck einer Druckgasflasche. Wir kombinieren eine Druckmessung mit einem Konversionsalgorithmus on-board direkt im Massendurchflussregler. Das ermöglicht eine Echtzeitberechnung der tatsächlichen Fluideigenschaften. Bei der thermischen Massendurchflussmessung bzw. -regelung werden Dichte, Viskosität, Wärmeleitung und Wärmekapazität zur Kalkulation des Massenstromes genutzt. Diese Eigenschaften verändern sich unter dem Einfluss von Druck und Temperatur. Die Berücksichtigung der tatsächlichen Temperaturen und Drücke führen zu einer noch akkurateren Messung des Durchflusses und einer stabileren Regelung.
Unter Dynamischer Druckkompensation verstehen wir eine Kompensationsmethode für schnelle Änderungen im Druck. Diese Druckänderungen treten z.B. auf, wenn ein Durchflussregler mit höherem Durchfluss auf derselben Versorgungsleitung seinen Sollwert ändert. Dies erzeugt starke Fluktuationen im Fließdruck. Dieser unerwünschte Effekt, auch bekannt als Cross-Talk, kann einen Prozess immens stören. Sobald der im EL-FLOW Prestige PI integrierte Drucksensor diese schnellen Druckänderungen erkennt, wird die Ventilregelung entsprechend justiert und der Durchfluss stabililisiert.
Bild 1: Dynamische Kompensation, unempfindlich für Druckänderungen
Stabile Durchflussregelung mit integrierter Konversion
Der neue EL-FLOW Prestige PI kombiniert die bereits etablierte Temperaturkompensation mit einer neuartigen Druckkompensation. Darüberhinaus ermöglicht der integrierte Algorithmus den gemessenen Durchfluss in ein anderes Fluid oder auf andere Prozessbedingungen umzurechnen, die in der integrierten Datenbank hinterlegt sind (Multi-Fluid Multi-Range-Funktion: mit bis zu 25 Gasen und daraus erzeugbaren Gemischen). Die tatsächlich gemessene Temperatur und der reale Druck werden in diesem Konversionsmodell genutzt, um die unter Prozessbedingungen auftretenden Schwankungen zu kompensieren. Dies führt zu einer noch verlässlicheren Konversion und Stabilität in der Regelung.
Ihre Vorteile als Anwender:
- Optimierte und konstante Prozessbedingungen, aufgrund der verbesserter und akkurater Durchflussmessung und -regelung resultieren in deutlichen Verbesserungen der Prozessstabilität.
- Einfache Installation: es ist nicht mehr erforderlich, die genauen Prozessanforderungen, für die das Instrument gebaut wurde, exakt einzuhalten. Eine genaue Abstimmung des Prozessaufbaus entfällt damit.
- Verzicht auf Hilfskomponenten: Der zur Verfügung stehende Leitungsdruck ist für die Genauigkeit und Regelungsstabilität des Instruments weniger wichtig. Es kann auf zusätzliche Regelkomponenten verzichtet werden, die bisher z.B. die Druckstabilität gewährleistet haben. Dadurch lassen sich Kosten wie z.B. für einen Druckregler einsparen.
Bild 2: herkömmliches Setup mit Druckregler und Durchflussregler und der neue EL-FLOW Prestige PI
ACHEMA 2018 Besuchen Sie uns auf der ACHEMA 2018 und überzeugen Sie sich selbst, wie der neie EL-FLOW Prestige PI Ihre anwendungen vereinfachen kann.
Vordruckregler (P1-Regler) werden häufig in Prozessen eingesetzt, bei denen ein konstanter Druck in einem (chemischen) Reaktor benötigt wird. Elektronische Druckregler sind sehr effektiv, wenn es um die Automatisierung solcher Prozesse geht.
„Wir verwenden den neuesten elektronischen Druckregler von Bronkhorst für unsere Equilibar-Vordruckregler. Damit können wir den Domdruck über zwei Regelventile regeln", sagt Armand Bergsma, Inhaber von Pressure Control Solutions in Veenendaal (NL).
Domdruckgesteuerte Vordruckregler
Wie funktioniert nun ein domdruckgesteuerter Vordruckregler?
„Der Prozessdruck wird durch Anlegen des erforderlichen Drucks an die Referenzseite des Reglers im Verhältnis 1:1 eingestellt. Der Referenzdruck kann z.B. mit einem manuellen Druckregler oder zur Prozessautomatisierung mit elektronischen Druckreglern aufgebracht werden."
„Bis vor kurzem haben wir elektronische Druckregler mit einem Ventil eingesetzt, um die richtigen Druckwerte zu erhalten. Um den Druck ggf. reduzieren zu können, haben wir ein künstliches Leck installiert. Obwohl dies in der Praxis sehr gut funktioniert, ist der Nachteil, dass wir bei dieser Lösung ständig Inertgas verbrauchen. Insbesondere bei höheren Drücken ist das ein deutlicher Kostenfaktor."
„Der oben beschriebene Aufbau eignet sich für Niederdruckanwendungen, wenn eine Druckluftversorgung zur Verfügung steht oder für Hochdruckanwendungen, bei denen der Kunde eine zentrale Hochdruckgasversorgung bereitstellen kann. Problematisch wird es, wenn solche Einrichtungen nicht zur Verfügung stehen."
Das domdruckgesteuerte Equilibar mit Prozessdruckregler im Einsatz (Quelle: Zeton, NL)
„Wenn keine zentrale Hochdruckgasversorgung zur Verfügung steht, können Sie 200 oder 300 bar Gasflaschen verwenden. Zum Beispiel benötigen zur Prüfung von Katalysatoren verwendete Reaktoren in der Regel nur einen Druck von 150 bis 180 bar, daher können Gasflaschen mit einem Flaschendruck von 200 bzw. 300 bar nur so lange verwendet werden, bis der Prozessdruck erreicht ist. Sinkt der Flaschendruck unter den Prozessdruck, muss die Gasflasche getauscht werden. Wenn Sie über einen längeren Zeitraum arbeiten wollen, müssen Sie einen anderen Weg finden, den Gasverbrauch zu begrenzen.“
(Industrielle) Prozessdruckregler mit Einlass- und Auslassventil
Der neue EL-PRESS Prozessdruckregler von Bronkhorst
„Gemeinsam mit Bronkhorst Niederlande suchte ich nach einer Lösung, um den Verbrauch von Domdruck-Gas zu reduzieren. Wir kombinieren jetzt unseren domdruckgesteuerten Equilibar-Vordruckregler mit dem neuen Bronkhorst EL-PRESS Prozessdruckregler. Dieses Gerät verfügt über einen integrierten PID-Regler, sodass wir jetzt zwei Regelventile regeln können, was den Verbrauch von Gas für die Domdruckregelung deutlich reduziert."
„Dieser Druckregler öffnet das dem Drucksensor vorgeschaltete Regelventil. Währenddessen bleibt das nachgeschaltete Ventil geschlossen, wodurch sich der Bezugsdruck erhöht. Der Gasverbrauch während des Druckaufbaus ist vernachlässigbar, weil das zu befüllende Volumen sehr klein ist. Das dem Drucksensor nachgeschaltete Regelventil wird erst bei Druckabsenkung geöffnet. Dabei bleibt das vorgeschaltete Ventil natürlich geschlossen. Durch die Wahl des richtigen Ventils (Blendengröße) und der PID-Einstellungen können wir den Domdruck je nach Bedarf schnell oder langsam erhöhen bzw. reduzieren."
Druckregelung mit zwei Regelventilen für domdruckgesteuerte Vordruckregler
Der Bronkhorst Prozessdruckregler (Process Pressure Controller, PPC) reduziert nicht nur den Gasverbrauch, sondern bietet auch eine hervorragende Stabilität. Bei Verwendung von sehr reinen Gasen als Domdruckgas können Prozesse, die einen Equilibar-Präzisionsdomdruckregler und den PPC kombinieren, die Druckstabilität sogar besser als 0,1% kontrollieren.
„Die Prozessseite des Equilibar-Vordruckreglers (P1-Regler) wird häufig zur Verarbeitung von aggressiven Reaktanden und Nebenprodukten bei hohen Temperaturen eingesetzt. Für diese anspruchsvollen Anwendungen kann der Equilibar aus chemisch inerten Materialien wie SS316, Hastelloy, Zirkonium und Monel hergestellt werden. Durch die einzigartige Konstruktion ist das Equilibar in der Lage, sowohl Gase und Flüssigkeiten als auch Mehrphasenströmungen zu steuern."
ACHEMA 2018
Besuchen Sie uns auf der ACHEMA 2018 und überzeugen Sie sich selbst, wie gut der Domdruckregler Equilibar mit dem neuen EL-Press Prozessdruckregler von Bronkhorst funktioniert.
Bronkhorst High-Tech BV / Wagner Mess- und Regeltechnik: Halle 11.1, Stand F3
Equilibar LLC: Halle 9.2, Stand B74
Es mag Sie überraschen, aber schon seit dem Mittelalter interessieren sich die Menschen für den Geruch des Atems. Damals muss es eine ziemliche Herausforderung gewesen sein, aber schon im Mittelalter wurden Krankheiten wie Diabetes (verbunden mit einem süßen Acetongeruch) und Leberversagen (verbunden mit einem fischähnlichen Geruch) den Geruch der ausgeatmeten Luft diagnostiziert. Ich werde nicht auf die Behandlungsmöglichkeiten in diesem Zeitalter eingehen; sagen wir einfach, dass sich seitdem vieles verbessert hat. Beispielsweise verwenden wir heute Ionenmobilitätsspektrometer (IMS) zur Messung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), die die Nase des Arztes ersetzten.
Zu Beginn des 21. Jahrhunderts zeigten Forschungsstudien, dass Hunde in der Lage sind, Krebs durch Geruch zu erkennen. Die Hunde sind darauf trainiert, verschiedene Arten von Krebs im ausgeatmeten Atem der menschlichen Patienten zu erkennen, da es ihnen möglich ist Teilchen mit einer Konzentration von ppt (parts per trillion) wahrzunehmen. Zum Vergleich: Der Geruch von einem Milliliter Blut, verdünnt in 20 olympischen Schwimmbädern, kann vom Hund noch erkannt werden.
Es wurde der Schluss gezogen, dass Hunde wahrscheinlich zwischen Atemproben unterscheiden, die auf einem bestimmten Atemgeruch beruhen, aber es ist noch nicht bekannt, welchen Geruch oder welche Mischung von Verbindungen Hunde erkennen. Die Erkennung von Krebs durch trainierte Hunde scheint das Ei des Columbus zu sein, aber es erfordert intensives Schulen der Hunde und es ist noch nicht bekannt, warum nicht alle Fälle von Krebs erkannt werden.
Flüchtige organische Verbindungen (VOC)
Aus diesem Grund haben die Forscher begonnen, Analysatoren zu entwickeln, die diese Aufgabe übernehmen können. In den letzten Jahren wurde entdeckt, dass flüchtige organische Verbindungen (sogenannte Volatile Organic Compounds, VOC) bei der Diagnose von Krankheiten des Menschen unverwechselbare Biomarker sein können. Flüchtigkeit ist die Tendenz einer Substanz zu verdampfen, daher sind flüchtige organische Verbindungen organische Verbindungen, die bei Raumtemperatur leicht verdampfen oder sublimieren.
Der ausgeatmete menschliche Atem enthält einige tausend flüchtige organische Verbindungen und die Zusammensetzung der enthaltenen VOCs wird in der Atembiopsie verwendet, um als Biomarker für Krankheiten wie Lungenkrebs oder Lactoseintoleranz zu dienen.
Ein immer beliebteres Analyseverfahren zur Messung von VOCs ist die Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS). Diese Technik ist ideal für die Analyse in medizinischen Anwendungen, weil sie schnell, feuchtigkeitsunempfindlich und hochempfindlich ist und bei Umgebungsdruck arbeitet. Dadurch eignet sich die Technik sehr gut für den Einsatz in tragbaren Geräten oder mobilen Untersuchungszentren.
Die Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS)
Das Funktionsprinzip des Ionenmobilitätsspektrometers basiert auf der Drift oder Flugzeit von Ionen, die im Reaktantenteil gebildet werden. Die Ionen wandern, unterstützt durch ein elektrisches Feld, durch das Driftrohr, wo sie auf ein Driftgas (N2 oder Luft) treffen. Die Form und die Ladungszahl des Ions erleichtern oder erschweren das Durchströmen des Driftgases, was zu einer Trennung der Ionen in der Probe führt und nach dem Nachweis ein IMS-Spektrum ergibt, wie in Abbildung 1 dargestellt.
Abbildung 1: Ionenmobilitätsspektrometer mit Spektrum
Massendurchflussregler
Bronkhorst hat das Wissen und die Erfahrung, um die richtigen Produkte zu liefern. Unsere Produkte entsprechen den Spezifikationen, die für die Kontrolle der Gase in der Ionenmobilitätsspektrometrie wichtig sind, wie zum Beispiel:
- Sauberkeit
- kleine Instrumentengrösse
- schnelle Reaktion
- gute Zuverlässigkeit
- geringe Leistungsaufnahme
- niedrige Betriebskosten
Unsere auf MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) basierenden Geräte, wie die thermischen Durchflussmesser IQ+FLOW, eignen sich hervorragend für die Ionenmobilitätsspektrometrie.
Abbildung 2: IQ+FLOW Thermischer Durchflussmesser
Interessiert an der MEMS-Technologie für Gaschromatographiegeräte? In unserer Application Note erfahren Sie eine Erfolgsgeschichte zu IQ+ Gasdurchflussmesser und Druckregler für eine Gaschromatographie-Anwendung.