Massenspektrometer

MS Spektren

Prinzip des MS

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Schnüffler im Dienste der Qualitätskontrolle, die Technologie

Die Problematik des Schnüffelns an Flaschen ergibt sich aus der Produktionsgeschwindigkeit von bis zu 45'000 Flaschen pro Stunde (12.5 Flaschen/sek.). Dadurch scheiden viele in der Chemie üblichen Analysemethoden (Chromatographie) aus. Für die schnelle Analyse haben sich einige grundlegende Technologien entwickelt, um damit die geforderte Geschwindigkeit und Empfindlichkeit zu erreichen. Sie können in verschiedene Kategorien eingeteilt werden:

• Puls Fluoreszenz: Die Molekühle werden durch Elektromagnetische Strahlung angeregt, worauf sie die Energie meist in anderen Spektren (Wellenlängenbereichen) wieder abgeben Þ Detektion von Benzin, Diesel, Naphthalin.
  
  
• Spektroskopische Verfahren (mit "Licht"): Im Bereich UV / VIS / IR: Das Spektrum erlaubt Rückschlüsse auf die Struktur und Zusammensetzung einer Verbindung. Meistens werden die absorbtions Spektren gemessen in ganz schmalen spektralen und Material spezifischen Bereichen.
  
  
• Mikrowellen => Ammoniakalische Verbindungen
  
  
• IR (SOX) => Alkohole, flüchtige Kohlenwasserstoffe, Aceton, Toluol. Zum Beispiel Absorbtions- Spektren bei Infrarot.
  
  
• Photoionisation: Ionisierung PID, Gas wird mit UV-Licht ionisiert und leitend breitbandig reagiert auf die meisten Kontaminanten, gute Empfindlichkeit aber ungeeignet für Produkte wie Softdrinks und Alkohol das diese als Kontaminanten detektiert werden. Wasserflaschen sehr gut geeignet. Das Verfahren wurde in den Anfängen der Fremdstoffinspektoren eingesetzt. Nicht selektiv, detektiert auch Azethaldehyd oder UV-Stabilisatoren. Entwickelt von HNU, Rikenta, Grässle.
  
  
• Chemolumineszenz: Anregung der Moleküle durch Oxidation Þ Detektion von Ammoniakalische Verbindungen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen. (KR)
  
  
• Massenspektrometer: Bestimmung der Gaszusammensetzung durch "wägen" der Masse von Atomen und Molekülen und deren Konzentration. Sehr universelles und zuverlässiges Verfahren. Analyse von Massenspektren, breitbandige Detektion und vor Allem Identifikation (Erkennung der Subtanz) aller Fremdstoffe mit Gasphase. Erkennung von Softdrinks als gut und Kontaminanten als schlecht. Synthetische Duftstoffe können nicht oder schlecht detektiert werden. Sehr universell und selektiv, anspruchsvoll im Unterhalt. Entwickelt von Soudronic Schweiz: Canis. Kopiert von anderen Firmen.
  
  
• Chemische Sensoren: Eine Chemische Reaktion eines Substrates auf einem elektronischen Schaltkreis bewirkt ein elektrisches Signal. Verschiedene Substrate ergeben unterschiedliche Reaktionen. Durch einlernen von Gerüchen entstehen Elektronische Nasen. Gute Empfindlichkeit, langsam Reaktion in Sekunden. Vorteil: kostengünstig und Wartungsfrei. Kann sehr breitbandig, sein, also eine Vielzahl von Kontamiantionen detektieren. Detektion ähnlich wie PID. Nicht selektiv, kann keine substanz mit Namen erkennen. Nicht geeignet für Soft oder Alcoholics drinks
  
• Chemische Sensoren sind sehr erfolgreich in der Kombination mit Leckmessung bei 5 Gallonen Wasser Flaschen. INSCO Sensoren. Entwickelt und geschützt von Inspecto Automation
  
  
• Restflüssigkeits- Farberkennung: Wenn keine genügende Gasphase vorhanden ist oder wenn die künstlichen Duftstoffe nicht erkannt werden können. Eine Ergänzung zum Schnüffler ist die Messung der "Farbe" der Restflüssigkeit im sichtbaren Bereich des Lichts. Detektion von Verunreinigungen ohne Gasphase und von Tensiden (Waschmittel "PEX") durch Messung der Schaumbildung nach der Einspritzung.

Was bringt die Fremdstoffinspektion?
Die Fremdstoffinspektion ist nur bei Mehrwegflaschen notwendig. Glas nimmt viel weniger Geruch an als Kunststoff. Ein Schnüffler verhindert mindestens die Kontamination der Waschmaschine durch Benzin oder Petrol Flaschen. PET nimmt viel stärker Gerüche auf als Glas. Bei Mehrweg PET ist eine Fremdstoffinspektion zwingend. Polykarbonat ist etwas weniger empfindlich als PET aber auch hier ist eine Fremdstoffinspektion notwendig.

Wie gut sind die Schnüffler?
Die Empfindlichkeiten der Sensoren für Lösungsmittel, Kohlenwasserstoffe liegen typisch bei 0,1 m l bis 1 m l (1 mm³) pro Liter Luft. Bei Alkohol sind 1% (1000ppm) kaum riechbar. Bei Ammoniak ab etwa 100 ppm riechbar.

Allen Methoden Schnüfflern gemeinsam ist, dass aus jeder Flasche eine Probe der Gasphase genommen und analysiert wird. Man stelle sich vor, dass man an 36'000 Flaschen pro Stunde riechen müsste, wie würde sich da die Nase verschmutzen! Diese Methoden sind demzufolge nicht wartungsfrei, wie rein optische Methoden, wird doch jedes Mal mit der Gasprobe auch Schmutz und Zucker mit angesaugt. Diese Substanzen verschmutzten mit der Zeit Leitungen und Sensoren. Dieses Problem ist mit einer automatischen Reinigung nur teilweise gelöst.