DE10222236A1

DE10222236A1 - Gasanlayseeinrichtung

Info

Publication number: DE10222236A1
Application number: DE2002122236
Authority: DE
Inventors: Eckard Brandau
Original assignee: Eckard Brandau
Current assignee: CHEMEC GMBH, 33607 BIELEFELD, DE
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: DE10222236B4

Abstract

Es wird eine Gasanalyseeinrichtung, insbesondere für die Prozessmesstechnik in der Biotechnologie, mit Funktionselementen, wie Gaszu- und -abführungen, Messgastrocknern, Filterelementen und Sensoren, jeweils mit mit Messgas in Kontakt kommenden Oberflächen zur Verfügung gestellt, die dauerhaft unverfälschte Messergebnisse erzielt, was dadurch erreicht wird, dass mindestens die mit dem Messgas (10) in Kontakt kommende Oberfläche eines der Funktionselement mit einer bakteriziden Beschichtung versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft Gasanalyseeinrichtungen, insbesondere für die Prozessmesstechnik in der Biotechnologie mit Funktionselementen wie Gaszu- und abführungen, Messgastrocknern, Filterelementen und Sensoren, welche jeweils mit Messgas in Kontakt kommende Oberflächen aufweisen.
Die Biotechnologie beschäftigt sich mit der Züchtung von Mikroorganismen zur Gewinnung organischer Stoffe. Dazu werden die Mikroorganismen in speziellen Behältern, sog. Fermentern, in Nährlösungen gehalten. Die ausreichende Zufuhr spezifischer gasförmiger, flüssiger und fester Nähr- und Hilfsstoffe bei optimaler Umgebungstemperatur lässt die Zahl der Mikroorganismen stark anwachsen. Das Wachstum der Mikroorganismen lässt sich durch die mikrobielle Untersuchung der Nährlösung kontrollieren, was jedoch mit erheblichem personellen, instrumentellen und zeitlichem Aufwand verbunden ist.
Eine Alternative der Wachstumskontrolle durch eine mikrobielle Untersuchung stellt die Analyse des Gasgemischs dar, das den Fermenter verlässt. In ihm sind auch die gasförmigen Stoffwechselprodukte der Mikroorganismen enthalten. Da die Stoffwechselvorgänge der jeweiligen Organismen in der Regel bekannt sind, lässt sich das Wachstumsstadium der Mikroorganismen auf Grund der damit in unmittelbarem Zusammenhang stehenden Gaszusammensetzung mit relativ einfachen Mitteln ausreichend genau bestimmen.
Problematisch an dieser Methode ist jedoch die mit der Zeit einsetzenden Verkeimung der Gasanalyseeinrichtung. Mit dem aus dem Fermenter ausströmenden Gas werden einzelne Mikroorganismen mitgerissen und im Inneren der Messgeräte abgelagert. Da das zu untersuchende Gas in der Regel feuchtigkeitsgesättigt ist und viele Gasmessgeräte aus technischen Gründen temperiert werden, finden die Organismen günstige Lebensbedingungen vor und breiten sich aus. Der sich auf den mit Messgas in Kontakt kommenden Oberflächen bildende Biofilm beeinträchtigt anschließend die Funktionselemente der Gasanalyseeinrichtungen bzw. erzeugt verfälschte Messergebnisse.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasanalyseeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die dauerhaft unverfälschte Messergebnisse erzielt.
Die Lösung dieser Aufgabe wird in Verbindung mit den Oberbegriffsmerkmalen erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene technische Lehre vermittelt.
Eine Gasanalyseeinrichtung, wie sie beispielsweise in der Prozessmesstechnik in der Biotechnologie eingesetzt wird, weist Funktionselemente oder Bauteile wie Gaszu- und abführungen, Messgastrockner, Filterelemente und Sensoren auf, wobei dadurch, dass mindestens die mit dem Messgas in Kontakt kommende Oberfläche eines der Funktionselemente mit einer bakteriziden Beschichtung versehen ist, dem Entstehen eines Biofilms wirksam entgegengewirkt, bzw. dieser vollständig verhindert wird. Die mit der bakteriziden Beschichtung versehene Oberfläche kann deswegen nicht mehr verkeimen, wodurch eine Schädigung der Funktionselemente der Gasanalyseeinrichtung vermieden wird bzw. sichergestellt wird, dass über einen langen Zeitrum korrekte Messergebnisse erzielt werden können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich mit und in Kombination aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest die Sensorfläche eines Sensors mit der bakteriziden Beschichtung versehen, da ein solcher Sensor das Herzstück einer solchen Gasanalyseeinrichtung darstellt.
Vorteilhafterweise wird als bakterizide Beschichtung Silbernitrat verwandt, welches eine sehr hohe antibakterielle Wirkung aufweist und im Wesentlichen ungiftig und damit auch sehr umweltverträglich ist.
Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Gasanalyseeinrichtung eine gasdurchströmte Sensorkammer mit einem gasdurchlässigen Filterelement zwischen einem Messgaskanal und einem Messraum auf, wobei das Filterelement und die mit dem Messgas in Kontakt kommende Oberfläche des Sensors mit der bakteriziden Beschichtung versehen sind. Durch das Filterelement wird erreicht, dass die Sensorfläche des Sensors auch von anderen Verschmutzungen freigehalten wird, wodurch sie die hohe Messqualität über einen weiter verlängerten Zeitraum aufrechterhalten lässt. Die Beschichtung des Filterelementes sorgt dafür, dass sich dieses nicht durch einen entstehenden Biofilm vorzeitig zusetzen kann, wodurch auch hier eine Verlängerung der Lebensdauer der Sensorkammer erreicht wird.
Vorteilhaft lässt sich die bakterizide Beschichtung auch bei Sensorkammern vorgeschalteten oder auch bei separaten Messgastrocknen einsetzen, die dem Messgas den enthaltenen Wasserdampf entziehen. Auch bei solchen Messgastrocknern kann ein entstehender Mikrofilm von Bioorganismen zur Beeinträchtigung der Funktion führen, was durch die antibakterielle Beschichtung mit Silbernitrat vermieden wird.
Von besonderem Vorteil sind Gasanalyseeinrichtungen, deren mit Messgas in Kontakt kommende Oberflächen aller starren Bauteile der Funktionselemente mit einer solchen bakteriziden Beschichtung versehen sind oder sogar eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sämtliche mit dem Messgas in Kontakt kommenden Oberflächen mit einer Silbernitratschicht versehen sind, sodass die gesamte Gasanalyseeinrichtung frei ist von darin anhaftenden und sich vermehrenden Mikroorganismen.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Sensorkammer im Schnitt.
Die Sensorkammer 1 besteht aus einem Kammergehäuse 4 mit einem durch dieses durchtretenden Messgaskanal 8 und einer seitlich in das Kammergehäuse 4 eingebrachten Ausnehmung 7, die sich bis zum Messgaskanal 8 erstreckt, in der ein Filterelement 5 angeordnet ist, welches bevorzugt aus einem offenporigen Schaumstoff besteht und dem sich ein über einen Dichtring 6 nach Außen abgedichteter Sensor 2 anschließt, dessen Sensorfläche 3 in einem freien Messraum 9 zwischen dem Filterelement 5 und der Sensoroberfläche 3 gerichtet ist.
Das durch den Messgaskanal 8 durchströmende Messgas 10 kann durch das Filterelement 5 partikelfrei und frei von Mikroorganismen bis zu der Sensorfläche 3 gelangen, wo seine Zusammensetzung delektiert werden kann.
Die zeichnerisch aufgrund ihrer Schichtdicke kaum darstellbare bakterizide Beschichtung ist vorteilhafterweise auf der Sensorfläche 3, auf der Oberfläche des Filterelements 5, auf den mit dem Messgas in Kontakt kommenden Oberflächen der Ausnehmung 7 im Kammergehäuse 4 und ebenfalls auf der Oberfläche des Messgaskanals 8 angeordnet.

Claims

1. Gasanolyseeinrichtung, insbesondere für die Prozessmesstechnik in der Biotechnologie, mit Funktionselementen wie Gaszu- und abführungen, Messgastrocknern, Filterelementen und Sensoren, jeweils mit mit Messgas in Kontakt kommenden Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die mit dem Messgas 10 in Kontakt kommende Oberfläche eines der Funktionselemente mit einer bakteriziden Beschichtung versehen ist.

2. Gasanalyseeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Sensorfläche (3) eines Sensors (2) mit einer bakteriziden Beschichtung versehen ist.

3. Gasanalyseeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bakterizide Beschichtung aus Silbernitrat besteht.

4. Gasanalyseeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine gasdurchströmte Sensorkammer (1) mit einem gasdurchlässigen Filterelement (5) zwischen Messgas (10) und Sensorfläche (3) aufweiset und dass mindestens die Sensorfläche (3) und das Filterelement (5) mit der bakteriziden Beschichtung ausgestattet sind.

5. Gasanalyseeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Messgastrockner aufweist, dessen mit Messgas (1) in Kontakt kommende Oberflächen mit der bakteriziden Beschichtung versehen sind.

6. Gasanalyseeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit Messgas (10) in Kontakt kommenden Oberflächen starrer Bauteile der Funktionselemente der Gasanalyseeinrichtung mit der bakteriziden Beschichtung beschichtet sind.

7. Gasanalyseeinrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle mit dem Messgas (1) in Kontakt kommenden Oberflächen der Funktionselemente der Gasanalyseeinrichtung mit der bakteriziden Beschichtung versehen sind.