Massenspektrometer in der Industrie
Wozu vor dem Prozessmassenspektrometer eine Membran installieren?
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Bypass- und in situ-Messung
Bei der Bypass-Variante wird die zu analysierende Flüssigkeit kontinuierlich durch eine Dünnschichtdurchflusszelle geleitet. Die flüchtigen Komponenten der Flüssigkeit verdampfen auf der Permeatseite. Die Permeatseite ist in der Durchflusszelle die Seite, auf der die Stoffe austreten. Mittels Unterdruck werden die gasförmigen Komponenten durch die Membran getrieben. Das Einlasssystem wird dabei bei konstanter Temperatur gehalten.
Eine zweite Variante ist für in situ-Analysen konzipiert. Die Membran wird in einem Messfühler direkt in den Reaktor eingeführt oder bündig an der Rohrleitungswand angebracht. Die Einlasstemperatur an der Membran entspricht dabei der Temperatur im Inneren des Reaktors. Aufgrund eines Phasentransfers in der inerten Membran beeinflussen die Messsysteme die Ergebnisse selbst nicht und sind langzeitstabil, je nach Anwendung mehr als ein Jahr. Durch ansteuerbare Ventile kann zwischen Gas-, Flüssig- oder in situ-Analyse gewählt werden - ohne Umbau oder Programmierung. Der Massenanalysator ist ein Quadrupol. Die Ansprechzeit des Spektrometers beträgt 80 ms. Der Messbereich umfasst acht Dekaden und die Nachweisgrenze sind ca. 10 µg pro Liter. Für Gasanalysen benötigt man eine Probe von 1 bis 10 Standardkubikzentimeter pro Minute. Bei der Messung von Flüssigkeiten werden 1 bis 100 Milliliter Probenlösung an der Membran vorbeigeleitet. Anschließend wird die Probenlösung dem Prozess wieder zugeführt. Das Massenspektrometer arbeitet vollautomatisch mit selbstständiger Kalibrierung. (vw)
Personifiziertes Entwickler-Knowhow
ist Verfahrensingenieur, Stephan Scherle Physikingenieur und Chemieingenieur. Mit dem Prozessmassenspektrometer, das sie am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart konstruierten, haben sie eine Geschäftsidee entwickelt, die im Dezember 2015 den Preis der Gründerinitiative Science4Life erhielt.
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