DE102017117450A1 - Filtervorrichtung zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe - Google Patents

Filtervorrichtung zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe. Erfindungsgemäß weist Filtervorrichtung eine wenigstens abschnittsweise luftdurchlässige Umhüllung (1, 3) und ein innerhalb der Umhüllung (1, 3) vorgesehenen Adsorbens (2) zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe aus durch die Umhüllung (1, 3) hindurchgetretener Luft auf, zur nachfolgenden Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und/oder eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten, wobei ein Teil der Umhüllung (1, 3) einen in das Adsorbens (2) hineinführend, an nur einer Seite offenen Kanal (7) ausbildet, an dem offenen Ende des Kanals (7) eine Anschlusseinrichtung (8) zum Anschluss an ein Ansaugsystem angeordnet ist und die Umhüllung (1, 3) und das Adsorbens an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil sind. Auf diese Weise wird eine einfache und verlässliche Möglichkeit bereitgestellt, mit einer gemeinsamen Filtervorrichtung (9) sowohl eine Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors sowie nachfolgend eine Überprüfung mittels eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten durchführen zu können.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung mit einer wenigstens abschnittsweise luftdurchlässigen Umhüllung und einem innerhalb der Umhüllung vorgesehenen Adsorbensen zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe aus durch die Umhüllung hindurchgetretener Luft, zur nachfolgenden Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und/oder eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten, eine Anordnung mit einer solchen Filtervorrichtung und einem Transportbehälter sowie eine Verwendung der Filtervorrichtung.
  • Probenentnahmeverfahren für gasförmige Stoffe und Partikel finden eine breite Anwendung, z.B. im Bereich der Umweltanalytik und im Bereich des Arbeitsschutzes. Zur Verbesserung des Probendurchsatzes von lebenden olfaktorischen Detektoren, wie Spürhunden oder Ratten, sind Verfahren entwickelt worden, bei denen Luftproben von verdächtigen Flächen oder Räumen auf Filter gezogen werden und diese dann von den lebenden olfaktorischen Detektoren olfaktorisch auf Explosionsstoffe, Drogen oder Erkrankungen (z.B. bei Atemproben) untersucht werden. Teilweise kommerziell genutzte Beispiele aus der Praxis hierfür sind MEDDS (Mechem Explosives and Drug Detection System), REST (Remote Explosive Scent Tracing), RASCO (Remote Air Sampling for Canine Olfection) und RasCargo.
  • Den bei den zuvor genannten Verfahren genutzten Filtern ist gemein, dass sie Kunststoffe und andere organische Materialien, wie Polyurethanschaum, PVC-Gewebe oder Polyethylen, enthalten. Diese unterliegen in ihrer genauen Zusammensetzung produktions- und chargenabhängigen Schwankungen, die auch Einfluss auf die olfaktorische Wahrnehmung haben können. Zudem wird Filtern nicht sichergestellt, dass die Filter bei einer Aufbewahrung z.B. am Ort der Verwendung oder in einem Zwischenlager keine zusätzlichen ortstypischen Gerüche aufnehmen. Aufgrund der außerordentlichen Leistungsfähigkeit lebender olfaktorischer Detektoren können auch Emissionsänderungen unterhalb der Nachweisgrenze instrumentellanalytischer Verfahren von lebenden Detektoren, wie Spürhunden, wahrgenommen werden. Bei einem Wechsel der Filter kann es daher aufgrund eines damit einhergehenden und schwer nachvollziehbaren Wechsels der für die Herstellung verwendeten Materialien zu einem Einbruch der Detektionsfähigkeit des Spürhunds und anderer lebender olfaktorischer Detektoren kommen. Dies trifft auch zu, wenn es zu einer Änderung des Geruchsbukets am Aufbewahrungsort unbeaufschlagter Filter kommt. Die genannten Filtersysteme sind auch nicht an die Detektionsaufgabe, wie die Detektion schwer flüchtiger oder aber leicht flüchtiger Stoffe, die Detektion polarer oder unpolarer Stoffe, anpassbar.
  • Die bislang genutzten Filter sind typischerweise zylindrisch und werden von Rohren umschlossen. Die Ansaugung erfolgt im Allgemeinen über eine Stirnfläche. Damit ist ein relativ hoher Druckabfall, eine hohe Strömungsgeschwindigkeit und damit einhergehend einer kurzen Verweilzeit und somit eine schlechten Adsorptionsrate der Analyten im Filter verbunden. Für eine Bewertung der Filter durch Spürhunde müssen die Filter, mitunter irreversibel, zerlegt werden, um dem Spürhund den notwendigen unmittelbaren Zugang zu dem Filter zu ermöglichen. Insofern sind diese Filter in der Regel nicht wiederverwendbar.
  • Herkömmliche Filtersysteme für die Anreicherung von Analyten und Stäuben bei hohen Volumenströmen zur anschließenden Untersuchung mittels thermodesorptionsgekoppelter Analysegeräte enthalten in der Regel Kunststoffe, entweder als Adsorbens und/oder als Teil der Halterung und Dichtung in unmittelbarer Nähe zum Filter. Sie können daher Einfluss auf den olfaktorischen Eindruck der Luftprobe nehmen. Die Filter sind in der Regel mehrfach wiederverwendbar. Außerdem können die Filter in der Regel bei leicht erhöhten Temperaturen thermodesorbiert werden.
  • Aus der US 8,695,443 ist es bekannt, zur Filterung von Partikeln und Gasen poröse Metalle zu nutzen. Diese können auch höheren Temperaturen standhalten. Dabei handelt es sich um fest in eine stationäre Detektionsapparatur integrierte Filter. In ähnlicher Weise zeigt die US 2007/00340424 einen mehrstufigen Filter, der fest in einem Probeentnahme- und Desorptionsaufbau integriert und ausschließlich für ein technisch-instrumentelles Detektionsverfahren vorgesehen ist.
  • In der Umweltanalytik aber auch in der Prozesstechnik existieren Filter für hohe Volumenströme aus temperaturbeständigen Materialien, wie Glasfaser, Keramik und Metall, die für die Rückhaltung von Partikeln, jedoch nicht von gasförmigen Stoffen ausgelegt sind. Um zusätzlich Gase zurückzuhalten, werden diese Filter mit Denudern, die mit organischen Stoffen beschichtet sind, oder mit mit organischen Adsorbentien (wie Polyurethanschaum und Harzen) gefüllten Röhren gekoppelt. Diese mehrstufigen Filtersysteme sind allerdings nicht für eine Bewertung durch Spürhunde und thermodesorptionsgekoppelte Analysegeräte vorgesehen oder geeignet. Glas- und Keramikfaserfilter sind aufgrund der Freisetzung von Fasern im besonderen Maße ungeeignet für Spürhunde, die nahezu unmittelbar mit der Nase in Kontakt mit dem Material kommen und die Fasern einatmen. Die Filter zur Rückhaltung flüchtiger Stoffe enthalten in der Regel organische Adsorbentien, welche mit hoher Wahrscheinlichkeit einen Eigengeruch durch z.B. Restmonomere haben oder Einfluss auf die olfaktorische Wahrnehmung nehmen können. Die Filter sind auch nicht ausgelegt für eine hintereinander folgende Bewertung durch olfaktorische lebende Sensoren und thermodesorptionsgekoppelte Analysegeräte.
  • Für analytische Zwecke stehen im Übrigen eine Vielzahl unterschiedlicher Adsorbentien zur Verfügung, die häufig thermodesorbierbar und teilweise auch an Luft bei Temperaturen größer 300 °C stabil sind. Diese werden im Allgemeinen in dünne Röhren gefüllt und z.B. mit Glaswolle fixiert. Für eine direkte Nutzung durch Spürhunde und andere lebende olfaktorische Detektoren sowie zur Anreicherung von Substanzspuren aus großen Volumina sind diese Filter jedoch ebenfalls ungeeignet. So ist mit diesen Filtern keine schnelle Luftprobenaufnahme mit hohen Volumenströmen möglich. Aufgrund der Verpackung des Adsorptionsmediums in Röhrchen besteht kein nennenswerter für die olfaktorische Bewertung aber notwendiger unmittelbarer Zugang zum Adsorptionsmedium. Aufgrund der geringen Größe der Adsorptionsröhrchen besteht für Spürhunde die Gefahr von Verletzungen an der Nase.
  • Ausgehend von dieser Situation ist es die Aufgabe der Erfindung, eine einfache und verlässliche Möglichkeit bereitzustellen, mit einer gemeinsamen Filtervorrichtung sowohl eine Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors sowie nachfolgend eine Überprüfung mittels eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten durchführen zu können.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß ist somit eine Filtervorrichtung vorgesehen mit einer wenigstens abschnittsweise luftdurchlässigen Umhüllung und einem innerhalb der Umhüllung vorgesehenen Adsorbens zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe aus durch die Umhüllung hindurchgetretener Luft, zur nachfolgenden Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und/oder eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten, wobei die Umhüllung einen in das Adsorbens hineinführend, an nur einer Seite offenen Kanal ausbildet, an dem offenen Ende des Kanals eine Anschlusseinrichtung zum Anschluss an ein Ansaugsystem angeordnet ist und die Umhüllung und das Adsorbens an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil sind.
  • Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Filtervorrichtung eine orthogonale Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten ermöglicht. In diesem Zusammenhang bedeutet „orthogonal“, dass mit der selben Filtervorrichtung zwei voneinander unabhängige Überprüfungen durchgeführt werden können, nämlich einerseits mittels des olfaktorischen Detektors und andererseits mittels des thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts. Wesentlich ist also, dass diese beiden voneinander unabhängigen Untersuchungen mit derselben Filtervorrichtung durchgeführt werden können. Insbesondere ist es nämlich möglich, die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ohne scharfe Kanten und fasernde Werkstoffe herzustellen, um eine gesundheitliche Gefährdung von Spürhunden und anderen lebenden olfaktorischen Sensoren bei der Bewertung der Filtervorrichtung zu verhindern. Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung kann so konstruiert werden, dass ein Spürhund unmittelbaren Zugang zu einer möglichst großen Oberfläche der Filtervorrichtung hat, was eine optimale olfaktorische Bewertung ermöglicht.
  • Bei der erfindungsgemäßen Filtervorrichtung ist auch wesentlich, dass sie temperaturbeständige Materialien aufweist, die an Luft auch bei Temperaturen von über 400 °C stabil sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass von der Filtervorrichtung vollständig alle anhaftenden organischen Rückstände, wie Hintergrundgerüche der Produktionsstätte oder Rückstände organischer Hilfs- und Betriebsstoffe, entfernt werden können. Ein Einfluss auf die Geruchswahrnehmung durch produktionsbedingte Schwankungen kann somit ausgeschlossen werden. Im Übrigen ist die Anreicherung von Partikeln und gasförmigen Stoffen bei Luftprobennahmen mit hohen Volumenströmen auf einer großen Oberfläche bei geringem Volumen möglich. Die große Oberfläche erleichtert die olfaktorische Wahrnehmung und Thermodesorption.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Wände des Kanals von einer inneren Umhüllung gebildet und in dem nach außen gewandten Bereich der Filtervorrichtung ist eine äußere Umhüllung vorgesehen, wobei auf der Seite der Anschlusseinrichtung zum Anschluss der Filtervorrichtung an ein Ansaugsystem zwischen der äußeren Umhüllung und der inneren Umhüllung ein luftdichter Abschlussbereich vorgesehen ist, der an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass nur über die von der Anschlusseinrichtung entfernten bzw. abgewandten Bereiche Luft angesaugt wird, so dass das Adsorbens über einen hinreichend langen Weg durchströmt werden kann, womit sichergestellt wird, dass ausreichend gasförmige und/oder partikelgebundene Stoffe im Adsorbens angereichert werden.
  • Grundsätzlich kann die Anschlusseinrichtung unterschiedliche ausgestaltet sein, um sie mit einem Ansaugsystem zu koppeln. Vorzugsweise weist die Anschlusseinrichtung zum Anschluss an ein Ansaugsystem jedoch einen Gewindeanschluss, einen Bajonettverschluss oder einen Steckanschluss auf.
  • Auch für die Umhüllung gibt es verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten. Vorzugsweise weist die Umhüllung jedoch ein Drahtgewebe mit einer Maschengröße von weniger als 200 µm auf. Dieses Drahtgewebe kann einlagig oder mehrlagig sein. Bei einem mehrlagigen Drahtgewebe weist vorzugsweise wenigstens eine Lage eine Maschengröße von weniger als 200 µm auf. Ganz besonders bevorzugt besteht das Drahtgewebe aus Edelstahl. Zusätzlich oder alternativ dazu ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Umhüllung einen Metallschaum und/oder ein poröses Glasmaterial und/oder ein poröses Keramikmaterial aufweist.
  • Für das Adsorbens kommen ebenfalls verschiedene Möglichkeiten in Betracht. Vorzugsweise weist das Adsorbens allerdings einen beschichteten Metallschaum und/oder Graphit und/oder ein poröses Glasmaterial und/oder ein poröses Keramikmaterial und/oder ein Aerogel und/oder ein Zeolith und/oder ein Mineralgranulat mit einer Korngröße von weniger als 1 mm aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung kann verschiedenen Formen folgen. Vorzugsweise ist die Filtervorrichtung im Wesentlichen zylinderförmig mit einem Außendurchmesser von wenigstens 1 cm. Vorzugsweise gilt außerdem, dass der Bereich der Filtervorrichtung am geschlossenen Ende des Kanals kuppelförmig ist. Bei einer derartigen Form der Filtervorrichtung kann auch von einer Filterkerze gesprochen werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung mit einer Filtervorrichtung, wie zuvor beschrieben, und einem an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabilen Transportbehälter, wobei die Filtervorrichtung vollständig von dem Transportbehälter aufgenommen und aus dem Transportbehälter entnehmbar ist, der Transportbehälter mit zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Gasanschlüssen versehen ist, so dass der Transportbehälter mit darin aufgenommener Filtervorrichtung von einem Gas durchströmbar ist, und zwei luftdichten Verschlüsse aufweist, mit denen jeweils ein Gasanschluss luftdicht verschließbar ist. Auf diese Weise kann die Filtervorrichtung transportiert und gereinigt werden. Eine Reinigung der Filtervorrichtung findet insbesondere dadurch statt, dass sie zusammen mit dem Transportbehälter auf eine Temperatur oberhalb von 400 °C erhitzt und dabei der Transportbehälter von einem Reinigungs- bzw. Trägergas durchströmt wird, das alle Stoffe mitnimmt, die aufgrund der erhöhten Temperatur von dem Adsorbens thermodesorbiert werden.
  • Außerdem betrifft die Erfindung auch eine Verwendung einer Filtervorrichtung wie zuvor beschrieben, mit den folgenden Schritten:
    • Anschließen der Filtervorrichtung mit ihrer Anschlusseinrichtung an ein Ansaugsystem,
    • Beaufschlagen der Filtervorrichtung mit einem Unterdruck mittels des Ansaugsystems,
    • Lösen der Filtervorrichtung von dem Ansaugsystem und
    • Überprüfen der Filtervorrichtung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors.
  • Vorzugsweise gilt in diesem Zusammenhang, dass das Ansaugsystem eine Saugleistung von mehr als 10 1/min aufweist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verwendung folgende zusätzliche Schritte auf:
    • Koppeln der Filtervorrichtung mit einem thermodesorptionsgekoppelten Analysegerät und
    • Überprüfen der Filtervorrichtung mittels des thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten.
  • Vorzugsweise sind weiterhin folgende Schritte vorgesehen:
    • Einsetzen der Filtervorrichtung in einen an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabilen Transportbehälter, so dass die Filtervorrichtung vollständig von dem Transportbehälter aufgenommen wird,
    • Durchströmen des Transportbehälter mit darin aufgenommener Filtervorrichtung mit einem Gas bei einer Umgebungstemperatur von wenigstens 400 °C, und
    • luftdichtes Verschließen des Transportbehälters mit darin aufgenommener Filtervorrichtung. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gas um ein gefiltertes, sauerstoffhaltiges, technisches Gas.
  • Schließlich sind vorzugsweise folgende zusätzliche Schritte vorgesehen:
    • erneutes Anschließen der Filtervorrichtung mit ihrer Anschlusseinrichtung an ein Ansaugsystem,
    • Beaufschlagen der Filtervorrichtung mit einem Unterdruck mittels des Ansaugsystems,
    • Lösen der Filtervorrichtung von dem Ansaugsystem und
    • Überprüfen der Filtervorrichtung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors. Mit anderen Worten: Die Filtervorrichtung wird nach einem ersten Einsatz in gereinigter Form in einem zweiten Einsatz wiederverwendet. Das heißt, dass sich auch die anderen zuvor beschriebenen Schritte anschließen können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel weiter im Detail erläutert. In den Zeichnungen zeigen
    • 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Filtervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Strömungsführung bei Probennahme,
    • 2 schematisch einen Längsschnitt durch die Filtervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit Strömungsführung bei Thermodesorption,
    • 3 schematisch einen Längsschnitt durch die Filtervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Transportbehälter mit Strömungsführung bei der Reinigung,
    • 4 a und b schematisch eine Probennahme mit nachfolgender Überprüfung der Filtervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und
    • 5 schematisch eine Überprüfung der Filtervorrichtung gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mittels eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts.
  • Aus 1 ist schematisch ein Längsschnitt durch eine Filtervorrichtung 9 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ersichtlich, wobei die Filtervorrichtung 9 eine luftdurchlässige Umhüllung bestehend aus einer inneren Umhüllung 3 und einer äußeren Umhüllung 1 aufweist. Innerhalb der Umhüllungen 1, 3 ist ein Adsorbens 2 zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe aus durch die äußere Umhüllung 1 hindurchgetretener Luft vorgesehen. Die innere Umhüllung 3 bildet einen in das Adsorbens 2 hineinführend, an nur einer Seite offenen Kanal 7 aus. An dem offenen Ende des Kanals 7 ist eine Anschlusseinrichtung 8 zum Anschluss an ein Ansaugsystem angeordnet.
  • Die Umhüllung und das Adsorbens sind an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil. Das wird vorliegend dadurch erzielt, dass die Umhüllung ein Drahtgewebe mit einer Maschengröße von weniger als 200 µm aufweist und das Adsorbens 2 von einen beschichteten Metallschaum gebildet wird. Alternativ kann die Umhüllung auch von einem Metallschaum, einem porösen Glasmaterial oder einem porösen Keramikmaterial gebildet werden. Für das Adsorbens 2 kommen alterativ Graphit, poröses Glasmaterial, ein poröses Keramikmaterial ein Aerogel, ein Zeolith oder ein Mineralgranulat mit einer Korngröße von weniger als 1 mm in Betracht.
  • Auf der Seite der Anschlusseinrichtung 8 zum Anschluss an ein Ansaugsystem ist zwischen der äußeren Umhüllung 1 und der inneren Umhüllung 3 ein luftdichter Abschlussbereich 4 in form einer metallischen Wand vorgesehen. Auf diese Weise ist auch der luftdichte Abschlussbereich 4 an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil, und es wird sichergestellt, dass nur über die von der Anschlusseinrichtung 8 entfernten bzw. abgewandten Bereiche der äußeren Umhüllung 1 Luft angesaugt wird, so dass das Adsorbens 2 über einen hinreichend langen Weg durchströmt wird. Damit kann erreicht werden, dass bei der Probennahme ausreichend gasförmige und/oder partikelgebundene Stoffe im Adsorbens 2 angereichert werden.
  • Die vorliegen beschriebene Filtervorrichtung 9 ist als Filterkerze ausgebildet mit einer Zylinderform und mit einem Außendurchmesser von 2 cm. Der Bereich der Filtervorrichtung 9 am geschlossenen Ende des Kanals 7 ist kuppelförmig ausgestaltet.
  • Die Filtervorrichtung 9 gemäß dem vorliegend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dazu vorgesehen, gasförmige und/oder partikelgebundene Stoffe, die sich im Rahmen einer Probennahme aus durch die äußere Umhüllungen 1 hindurchgetretener Luft im Adsorbens 2 angereichert haben, in einer der Probennahme nachfolgenden Untersuchung zu detektieren. Zur Probennahme wird die Filtervorrichtung 9, wie in 4a gezeigt, mit einem Ansaugsystem 16 verbunden, das eine Saugleistung von mehr als 10 1/min aufweist. Eine hinreichende Anreicherung der gasförmigen bzw. partikelgebundenen Stoffe im Adsorbens 2 kann in der Regel nach einer Saugzeit von 3 bis 15 Minuten erzielt werden. Insbesondere ermöglicht die Filtervorrichtung 9 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine orthogonale Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors 17, wie in 4b dargestellt, und nachfolgend mittels eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts, wie in 5 gezeigt, auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten.
  • In 3 ist dargestellt, wie die Filtervorrichtung 9 in einem Transportbehälter 10 aus Glas angeordnet ist. Die Filtervorrichtung 9 ist vollständig von dem Transportbehälter 10 aufgenommen und aus dem Transportbehälter 10 entnehmbar. Dazu weist der Transportbehälter 10 einen Aufnahmekörper 13 und einen auf den Aufnahmekörper 13 aufgesetzten Deckel 14 auf. Zur luftdichten Abdichtung ist zwischen dem Aufnahmekörper 13 und dem Deckel 14 ein Dichtring 15 angeordnet. Der Transportbehälter 10 ist mit zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Gasanschlüssen 11 versehen ist, so dass der Transportbehälter 10 mit der darin aufgenommenen Filtervorrichtung 9 von einem Gas durchströmt werden kann. Außerdem sind zwei luftdichte Verschlüsse 12 vorgesehen, mit denen jeweils ein Gasanschluss 11 luftdicht verschließbar ist. Auf diese Weise kann die Filtervorrichtung 9 gereinigt werden, nämlich, wie in 3 dargestellt, dadurch, dass sie zusammen mit dem Transportbehälter 10 auf eine Temperatur oberhalb von 400 °C erhitzt und dabei der Transportbehälter 10 von einem gefilterten, sauerstoffhaltigen, technischen Gas als Reinigungs- bzw. Trägergas durchströmt wird, das alle Stoffe mitnimmt, die aufgrund der erhöhten Temperatur von dem Adsorbens 2 thermodesorbiert werden.
  • Wie schon weiter oben erläutert, ist die vorliegend beschriebene Filtervorrichtung 9 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wiederverwendbar. Konkret kann ein Verwendungszyklus der Filtervorrichtung 9 wie folgt aussehen:
  • Soll eine Filtervorrichtung 9 erstmals eingesetzt werden oder liegt eine bereits schon einmal verwendete Filtervorrichtung 9 vor, so muss diese vor der ersten bzw. nächsten Probennahme gereinigt werden. Dazu wird die Filtervorrichtung 9 in einen zuvor schon beschriebenen Transportbehälter 10 gegeben, dessen Aufnahmekörper 13 mit einem mittels eines Dichtrings 15 abgedichteten Deckel 14 verschlossen wird. Dann wird der Transportbehälter 10 mit der darin angeordneten Filtervorrichtung 9 in einem Ofen an ein gereinigtes Trägergas angeschlossen. Die Gasanschlüsse 11 werden geöffnet und der mit der Filtervorrichtung 9 versehene Transportbehälter 10 wird als Ganzes auf eine Temperatur erhitzt, die oberhalb von 400° C liegt. In der Regel ist eine maximale Ausheizzeit von 3 Minuten erforderlich. Bei kleinen Filtervorrichtungen können jedoch auch schon Ausheizzeiten von 10 Sekunden genügen. Nach dem Ausheizen wird der Transportbehälter 10 zusammen mit der Filtervorrichtung 9 abgekühlt. Die Gasanschlüsse 11 des Transportbehälters 10 werden wieder verschlossen, und der Transportbehälter 10 wird von dem Trägergas abgekoppelt.
  • Damit liegt eine Filtervorrichtung 9 vor, die für ihren nächsten Einsatz, also für die nächste Probennahme bereit ist. Die Filtervorrichtung 9 wird in dem Transportbehälter 10 bis zur nächsten Probennahme aufbewahrt bzw. in dem Transportbehälter 10 zum Ort der Verwendung der Filtervorrichtung 9 verbracht. Am Ort der Probennahme wird der Transportbehälter 10 geöffnet, indem vom Aufnahmekörper 13 der Deckel 14 abgenommen wird, und die Filtervorrichtung 9 wird aus dem Aufnahmekörper 13 entnommen. Die Filtervorrichtung 9 wird dann mittels ihrer Anschlusseinrichtung 8 an ein Ansaugsystem 16 angeschlossen und die Probe wird genommen. Nachfolgend wird die Filtervorrichtung 9 mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors 17 überprüft. Sofern eine orthoganale Detektion, also eine zweite unabhängige Überprüfung der Filtervorrichtung 9 erfolgen soll, wird die Filtervorrichtung 9 nachfolgend in ein Analysegerät 18 verbracht, wo die in dem Adsorbens 2 angereicherten Stoffe thermodesorbiert und von dem Analysegerät 18 detektiert werden. Damit ist der Zyklus abgeschlossen, und die Filtervorrichtung 9 kann wieder gereinigt und nachfolgend einem neuen Zyklus zugeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • äußere Umhüllung 1
    Adsorbens 2
    innere Umhüllung 3
    Abschlussbereich 4
    Luftführung bei Probennahme 5
    Luftführung bei Desorption 6
    Kanal 7
    Anschlusseinrichtung 8
    Filtervorrichtung 9
    Transportbehälter 10
    Gasanschlüsse 11
    Verschlüsse 12
    Aufnahmekörper 13
    Deckel 14
    Dichtring 15
    Ansaugsystem 16
    lebender olfaktorischen Detektor 17
    Analysegerät 18
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 8695443 [0006]
    • US 2007/00340424 [0006]

Claims (10)

  1. Filtervorrichtung mit einer wenigstens abschnittsweise luftdurchlässigen Umhüllung (1, 3) und einem innerhalb der Umhüllung (1, 3) vorgesehenen Adsorbens (2) zur Anreicherung gasförmiger und/oder partikelgebundener Stoffe aus durch die Umhüllung (1, 3) hindurchgetretener Luft, zur nachfolgenden Überprüfung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors und/oder eines thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten, wobei ein Teil der Umhüllung (1, 3) einen in das Adsorbens (2) hineinführend, an nur einer Seite offenen Kanal (7) ausbildet, an dem offenen Ende des Kanals (7) eine Anschlusseinrichtung (8) zum Anschluss an ein Ansaugsystem angeordnet ist und die Umhüllung (1, 3) und das Adsorbens an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil sind.
  2. Filtervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände des Kanals (7) von einer inneren Umhüllung (3) gebildet werden und in dem nach außen gewandten Bereich der Filtervorrichtung eine äußere Umhüllung (1) vorgesehen ist, wobei auf der Seite der Anschlusseinrichtung (8) zum Anschluss an ein Ansaugsystem zwischen der äußeren Umhüllung (1) und der inneren Umhüllung (3) ein luftdichter Abschlussbereich (4) vorgesehen ist, der an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabil ist.
  3. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (1, 3) ein Drahtgewebe mit einer Maschengröße von weniger als 200 µm und/oder einen Metallschaum und/oder ein poröses Glasmaterial und/oder ein poröses Keramikmaterial aufweist.
  4. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens (2) einen beschichteten Metallschaum und/oder Graphit und/oder ein poröses Glasmaterial und/oder ein poröses Keramikmaterial und/oder ein Aerogel und/oder ein Zeolith und/oder ein Mineralgranulat mit einer Korngröße von weniger als 1 mm aufweist.
  5. Filtervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtervorrichtung im Wesentlichen zylinderförmig mit einem Außendurchmesser von wenigstens 1 cm ist.
  6. Filtervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich der Filtervorrichtung am geschlossenen Ende des Kanals (7) kuppelförmig ist.
  7. Anordnung mit einer Filtervorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabilen Transportbehälter (10), wobei die Filtervorrichtung (9) vollständig von dem Transportbehälter (10) aufgenommen und aus dem Transportbehälter (10) entnehmbar ist, der Transportbehälter (10) mit zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordneten Gasanschlüssen (11) versehen ist, so dass der Transportbehälter (10) mit darin aufgenommener Filtervorrichtung (9) von einem Gas durchströmbar ist, und zwei luftdichten Verschlüssen (12), mit denen jeweils ein Gasanschluss (11) luftdicht verschließbar ist.
  8. Verwendung einer Filtervorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Schritten: Anschließen der Filtervorrichtung (9) mit ihrer Anschlusseinrichtung (8) an ein Ansaugsystem (16), Beaufschlagen der Filtervorrichtung (9) mit einem Unterdruck mittels des Ansaugsystems (16), Lösen der Filtervorrichtung von dem Ansaugsystem und Überprüfen der Filtervorrichtung mittels eines lebenden olfaktorischen Detektors.
  9. Verwendung nach Anspruch 8, gekennzeichnet, durch folgende Schritte: Koppeln der Filtervorrichtung mit einem thermodesorptionsgekoppelten Analysegerät und Überprüfen der Filtervorrichtung mittels des thermodesorptionsgekoppelten Analysegeräts auf Geruchsstoffe und/oder Zielanalyten.
  10. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet, durch folgende Schritte: mit den zusätzlichen Schritten: Einsetzen der Filtervorrichtung in einen an Luft bis wenigstens 400 °C thermostabilen Transportbehälter, so dass die Filtervorrichtung vollständig von dem Transportbehälter aufgenommen wird, Durchströmen des Transportbehälter mit darin aufgenommener Filtervorrichtung mit einem sauerstoffhaltigen Gas bei einer Umgebungstemperatur von wenigstens 400 °C, und luftdichtes Verschließen des Transportbehälters mit darin aufgenommener Filtervorrichtung.
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