Gasreinigungssystem

Sauberkeit garantiert – Gasflaschen sorgen für genaue Analysen

14.03.16 | Autor / Redakteur: Katrin Ischinsky* / Doris Popp

Abb.1: Das in die Gasflasche integrierte Reinigungssystem filtert Sauerstoff, Feuchte, Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zusätzlich aus dem bereits ultrahochhreinen Gas.
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Abb.1: Das in die Gasflasche integrierte Reinigungssystem filtert Sauerstoff, Feuchte, Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid zusätzlich aus dem bereits ultrahochhreinen Gas. (Bild: Air Products)

Störungsfreies Arbeiten im analytischen Laborbetrieb ist direkt an die Reinheit der verwendeten Träger- und Make-up Gase gekoppelt. Selbst geringste Verunreinigungen im Gas können die Messung verfälschen. Schön, wenn diese Störungsquelle von Beginn an ausgeschlossen werden kann.

Phantompeaks, ein hohes Grundlinienrauschen, eine schlechte Reproduzierbarkeit – und schon macht die Messung keinen Spaß mehr. Der Schuldige ist meist schnell gefunden. Es sind kleinste Kontaminationen durch Feuchte oder Sauerstoff im Trägergas, welche die Detektorempfindlichkeit erheblich beinträchtigen und die Messung negativ beeinflussen. Und nicht nur das.

Zudem beeinträchtigt die Belastung der Trägergase durch Sauerstoff, Feuchte und halogenierte Kohlenwasserstoffe die Lebensdauer der Säulen und steigert somit die Betriebskosten.

Verunreinigungen im Flascheninneren eliminieren

Mit dem Fokus auf eine möglichst hohe Wertschöpfung für die einzelnen Prozesse ist es Air Products gelungen, eine innovative Lösung für diese Problematik zu entwickeln, die sich von folgender Idee leiten ließ: Warum Verunreinigungen im Trägergas von außen angehen, wenn man das Problem grundlegend von innen lösen kann? Von innen, das heißt, in der Gasflasche, die dem hochreinen Trägergas grob gesprochen eigentlich nur als Verpackung dient.

Air Products hat diese Verpackung in das High-Tech-Produkt BIP-Gasflasche verwandelt und bietet dem Analysemarkt damit optimierte Reinheitsgrade für die Gase Helium, Stickstoff, Wasserstoff und Argon.

„Unsere BIP-Gase sind die Antwort auf gängige Probleme von Analyselaboren bei der Versorgung mit Gas. Die Kontamination der Trägergase durch Feuchte oder Sauerstoff hat die drastische Reduktion der Detektorempfindlichkeit, eine schlechtere Peaktrennung und eine verringerte Lebensdauer der Säulen zur Folge. Die klassische Lösung besteht darin, ultrahochreine Gase zu verwenden und zwischen Gasflasche und Messgerät ein Filtersystem zu schalten. Eine solche Ausrüstung erfordert neben der strengen Überwachung des Sättigungsniveaus der Filterkartuschen zusätzlich deren regelmäßigen Austausch. Mit den BIP-Gasen bieten wir eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Alternative zu den bisher gängigen Methoden“, erklärt Anette Schönbrod, Anwendungsspezialistin im Bereich Spezialgase bei Air Products.

300-mal höhere Gasreinheit als bei herkömmlichen Systemen

BIP steht für ein in die Gasflasche integriertes Reinigungssystem, den so genannten Built-In-Purifier. Dieser Filter garantiert in Kombination mit einem speziellen Ventilsystem Maximalverunreinigungen von 10 ppb Sauerstoff und 20 ppb Feuchte, bei Wasserstoff 100 ppb Sauerstoff und 20 ppb Feuchte. Es filtert Sauerstoff, Feuchte, Kohlenwasserstoffe, Halogenkohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid vor der Entnahme aus dem ohnehin ultrahochreinen Gas, mit dem die Flasche befüllt wird.

BIP-Gase sind damit bis zu 300-mal reiner als herkömmliche Gase und stehen für den standardmäßig niedrigsten am Markt erhältlichen Grad an Verunreinigungen. Air Products garantiert den Anwendern unabhängig vom verbleibenden Flascheninhalt eine stets gleichbleibende Gasqualität, die zu jeder Zeit den vorgegebenen Spezifikationen entspricht.

Das Geheimnis hierfür liegt im Ventil-Design. Ein spezielles Absperrventil schützt sowohl das Reinigungssystem als auch das Innere der Flasche vor einem Gasrückfluss und dies selbst dann, wenn der Umgebungsdruck außerhalb der Flasche höher ist als der Druck in der Flasche selbst. Das Absperrventil schließt sich, wenn der Flaschendruck auf 3 bar fällt, sodass in der Flasche stets ein positiver Druck aufrecht erhalten bleibt. BIP-Flaschen werden im Gegensatz zu Standardflaschen mit normaler Versorgungstechnik daher niemals komplett entleert.

Das BIP-Ventil enthält zudem einen zusätzlichen Flussweg, der über ein Sekundär- oder Bypass-Ventil erreicht wird. Dieses Bypass-Ventil gewährleistet, dass die BIP-Flasche um das Reinigungssystem herum und nicht durch das Reinigungssystem hindurch befüllt wird.

Konformitätserklärung bringt zusätzliche Sicherheit

Zu guter Letzt wird jede BIP-Flasche zudem mit einer Konformitätserklärung geliefert, was zusätzliche Qualität garantiert. All dies zusammengenommen bedeutet: der Anwender hat eine Sorge weniger. Treten in der Analyse Fehler auf, kann Trägergas aus der BIP-Flasche als Kontaminierungsquelle bei der Fehlersuche kategorisch ausgeschlossen werden. Das spart Geld, Zeit und Personal. In Zeiten von steigendem Kostendruck eine gute Nachricht. „Know-how in Sachen Spezialgase bedeutet für uns vor allem auch Know-how in Fragen der zum Einsatz kommenden Gasflaschen. Auf diesem Gebiet kommt unser ganzes technologisches Wissen zum Tragen. Hier entstehen Lösungen und Innovationen, die unseren Kunden einen echten Mehrwert bringen. Neben den BIP-Gasflaschen sind es im Bereich Spezialgase vor allem auch die Gasflaschen für unsere Mischungen. Hier können wir unseren Kunden je nach Zusammensetzung eine Stabilität und Haltbarkeit von bis zu 10 Jahren garantieren“, fasst Anette Schönbrod zusammen.

* Dr. K. Ischinsky: Air Products GmbH, 45527 Hattingen

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