FR2752459A1 - Appareil et procede de chromatographie en phase gazeuse - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un appareil et un procédé de chromatographie en phase gazeuse. L'appareil (10) comporte un injecteur (11) pour des produits à analyser, une colonne de séparation (12) desdits produits, un détecteur (13) du type détecteur à ionisation de flamme et un dispositif (14) de production de gaz de combustion. Ce dispositif (14) comporte un dispositif d'électrolyse (15) contenant de l'eau distillée dans laquelle plongent deux électrodes (16, 17). Ces électrodes sont alimentées par une source d'énergie électrique (18). De l'hydrogène et de l'oxygène se forment aux électrodes et sont transmis, par des moyens (19) pour alimenter ledit détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et par des moyens (20) pour l'alimenter en oxygène, à une buse (21) constituant la cathode du détecteur. L'appareil peut en outre comporter un canal de dérivation (27) permettant de retirer une partie de l'hydrogène produit par l'électrolyse pour l'utiliser comme gaz porteur dans la colonne de séparation. D'autre part, l'appareil peut également comporter des moyens (31) de purification et/ou de séchage de l'hydrogène.
Description
APPAREIL ET PROCEDE DE CHROMATOGRAPHIE EN PHASE
GAZEUSE
La présente invention concerne un appareil de chromatographie en phase gazeuse comportant un injecteur pour l'introduction de produits à analyser, une colonne de séparation desdits produits, un détecteur à ionisation de flamme alimenté par au moins deux gaz de combustion et un dispositif d'électrolyse d'eau distillée comportant des moyens pour alimenter ledit détecteur à ionisation de flamme par de l'hydrogène provenant dudit dispositif d'électrolyse.
GAZEUSE
La présente invention concerne un appareil de chromatographie en phase gazeuse comportant un injecteur pour l'introduction de produits à analyser, une colonne de séparation desdits produits, un détecteur à ionisation de flamme alimenté par au moins deux gaz de combustion et un dispositif d'électrolyse d'eau distillée comportant des moyens pour alimenter ledit détecteur à ionisation de flamme par de l'hydrogène provenant dudit dispositif d'électrolyse.
Cette invention concerne également un procédé de chromatographie en phase gazeuse dans lequel on injecte des produits à analyser dans un injecteur, on sépare lesdits produits par entraînement au moyen d'un gaz porteur, dans une colonne de séparation et on détecte les produits séparés au moyen d'un détecteur à ionisation de flamme alimenté par au moins deux gaz de combustion, dans lequel l'un des gaz de combustion est de l'hydrogène obtenu par électrolyse d'eau distillée.
Les appareils de chromatographie les plus couramment utilisés actuellement comportent un détecteur à ionisation de flamme connu sous le nom de FID. Ce type de détecteurs comporte une flamme alimentée par de l'hydrogène d'une part et par de l'air d'autre part. L'hydrogène peut être fourni par un réservoir d'hydrogène ou peut également provenir de l'électrolyse d'eau distillée. L'air provient de réservoirs d'air sous pression duquel on a retiré les poussières et l'humidité.
Bien que l'alimentation en gaz de combustion soit relativement bon marché, elle n'exclut pas totalement les risques d'explosion en cas d'accident avec les réservoirs d'hydrogène et d'air, dans le cas où l'hydrogène provient d'un réservoir. L'ensemble de l'installation est relativement volumineux puisqu'il est nécessaire de disposer d'au moins un réservoir de gaz.
La présente invention se propose de pallier ces inconvénients en réalisant un appareil de chromatographie particulièrement compact, ne présentant aucun risque et relativement bon marché.
Ces buts sont atteints par un appareil de chromatographie tel que défini en préambule et caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour alimenter la flamme du détecteur à ionisation par de l'oxygène provenant dudit dispositif d'électrolyse.
Selon une forme de réalisation avantageuse, lesdits moyens pour alimenter le détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et lesdits moyens pour l'alimenter en oxygène comportent un seul canal.
Selon une forme de réalisation préférée, lesdits moyens pour alimenter le détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et lesdits moyens pour l'alimenter en oxygène comportent deux canaux distincts.
Lesdits canaux comportent avantageusement des moyens de réglage du débit des gaz provenant du dispositif d'électrolyse.
Selon un mode de réalisation préféré, les moyens d'alimentation en hydrogène comportent un canal de dérivation d'une partie de l'hydrogène et des moyens pour introduire l'hydrogène provenant du canal de dérivation dans la colonne de séparation.
Le canal de dérivation comporte de préférence des moyens de purification etlou de séchage de l'hydrogène.
Les buts de l'invention sont également atteints par un procédé tel que défini en préambule et caractérisé en ce que l'on alimente la flamme du détecteur à ionisation de flamme par de l'oxygène obtenu par électrolyse d'eau distillée.
Selon un premier mode de réalisation du procédé, on alimente la flamme du détecteur à ionisation de flamme sans séparer l'hydrogène et l'oxygène provenant de l'électrolyse de l'eau.
Selon un second mode de réalisation du procédé, on sépare l'oxygène de l'hydrogène lors de l'électrolyse de l'eau.
Selon une forme de réalisation préférée, on règle le débit de l'oxygène et le débit de l'hydrogène séparément.
Selon une variante de réalisation, on dérive une partie de l'hydrogène produit lors de l'électrolyse de l'eau et on utilise cette partie d'hydrogène comme gaz porteur.
On purifie etlou l'on sèche avantageusement l'hydrogène utilisé comme gaz porteur.
La présente invention et ses avantages seront mieux compris en référence à différents modes de réalisation de l'appareil et aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 illustrent deux modes de réalisation de cet appareil.
En référence aux figures 1 et 2, L'appareil 10 comporte un injecteur.11 pour des produits à analyser, une colonne de séparation 12 desdits produits, un détecteur 13 desdits produits et un dispositif 14 de production de gaz de combustion.
Le détecteur 13 est un détecteur à ionisation de flamme bien connu de l'homme du métier et comporte une flamme alimentée par les gaz provenant du dispositif 14 de production de gaz de combustion. Ce dispositif 14 comporte un réservoir d'eau distillée (non représenté) et un dispositif d'électrolyse 15 contenant de l'eau distillée dans laquelle plongent deux électrodes 16, 17. Ces électrodes sont alimentées par une source d'énergie électrique 18. De l'hydrogène et de l'oxygène se forment aux électrodes et sont transmis, par des moyens 19 pour alimenter ledit détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et par des moyens 20 pour l'alimenter en oxygène, à une buse 21 constituant la cathode du détecteur.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 1, les moyens 19 et les moyens 20 comportent un canal 22 qui transmet la totalité des gaz produits au détecteur. La quantité et la pression de gaz peuvent être réglées en modulant la tension aux bornes des électrodes. La proportion entre l'hydrogène et l'oxygène est toujours la même. Le détecteur reçoit en outre un gaz de transport des produits dans la colonne de séparation, ce gaz pouvant notamment être de l'hydrogène, de l'hélium ou de l'azote.
Dans le mode de réalisation illustré par la figure 2, les moyens 19 et 20 comportent deux canaux 23, 24 distincts qui transmettent séparément l'hydrogène et l'oxygène au détecteur. Dans ce mode de réalisation, chacun des canaux comporte des moyens 25, 26 de réglage du débit de gaz, ce qui permet d'ajuster indépendamment le débit d'hydrogène et le débit d'oxygène. Le canal 23 d'hydrogène comporte en outre un canal de dérivation 27 permettant de retirer une partie de l'hydrogène produit par l'électrolyse pour l'utiliser comme gaz porteur dans la colonne de séparation. Ce canal de dérivation comporte également des moyens de réglage 28 du débit de façon à introduire le débit optimal d'hydrogène dans la colonne.
Le canal de dérivation est également associé à des moyens 29 pour introduire l'hydrogène dans la colonne, ces moyens étant par exemple constitués par une pompe 30. D'autre part, L'appareil comporte également des moyens 31 de purification etlou de séchage de l'hydrogène. Ces moyens sont par exemple formés d'un filtre 32 disposé entre la pompe 30 et l'injecteur 11 de la colonne de séparation 12 et permet de retirer de l'hydrogène, toutes les impuretés qui pourraient fausser les mesures, et en particulier l'humidité et les poussières. II est également à noter que la pompe pourrait être supprimée en créant une surpression d'hydrogène dans le dispositif 14 de production de gaz.
Selon un exemple de réalisation concret, une flamme optimale pour le détecteur 13 est obtenue avec un débit d'oxygène sensiblement égal à 70 ml/min. et un débit d'hydrogène sensiblement égal à 30 ml/min. Lors de l'électrolyse de l'eau, un débit d'hydrogène correspondant au double du débit d'oxygène est produit. Il est donc nécessaire de régler les paramètres du dispositif d'électrolyse de façon que le débit d'oxygène soit suffisant, le débit d'hydrogène étant alors trop important. Une partie de cet hydrogène en surplus peut être utilisée comme gaz de transport. Le débit optimal d'hydrogène utilisé comme gaz de transport dépend du diamètre des capillaires de la colonne de séparation. Selon un mode de réalisation concret, pour des appareils courant, ce débit est sensiblement égal à 3 ml/min.
II est à noter que les débits de gaz mentionnés ci-dessus donnent une flamme optimale. D'autres débits de gaz et notamment ceux obtenus directement à la sortie du dispositif d'électrolyse sont toutefois également utilisables, comme dans le cas illustré par la figure 1.
Dans les deux modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 2, les particules ionisées par la flamme sont détectées d'une façon conventionnelle bien connue de l'homme du métier.
L'appareil de chromatographie selon la présente invention permet de produire de façon particulièrement économique et sûre, les gaz utilisés pour la combustion de la flamme du détecteur à ionisation. Cet appareil peut donc également être réalisé de façon très compacte puisque la totalité des gaz utilisés dans l'appareil sont formés par électrolyse et qu'aucun réservoir de gaz n'est nécessaire.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, mais s'étend à toute modification ou amélioration évidente pour l'homme du métier. En particulier, une combinaison de certaines caractéristiques des modes de réalisation illustrés par les figures 1 et 2 peut être envisagée.
Claims (12)
1. Appareil de chromatographie en phase gazeuse comportant un injecteur pour l'introduction de produits à analyser, une colonne de séparation desdits produits, un détecteur à ionisation de flamme alimenté par au moins deux gaz de combustion et un dispositif d'électrolyse d'eau distillée comportant des moyens pour alimenter ledit détecteur à ionisation de flamme par de l'hydrogène provenant dudit dispositif d'électrolyse, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (20) pour alimenter la flamme du détecteur à ionisation par de l'oxygène provenant dudit dispositif d'électrolyse (15).
2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (19) pour alimenter le détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et lesdits moyens (20) pour l'alimenter en oxygène comportent un seul canal (22).
3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (19) pour alimenter le détecteur à ionisation de flamme en hydrogène et lesdits moyens (20) pour l'alimenter en oxygène comportent deux canaux (23, 24) distincts.
4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits canaux (23, 24) comportent des moyens de réglage (25, 26) du débit des gaz provenant du dispositif d'électrolyse.
5. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (19) d'alimentation en hydrogène comportent un canal de dérivation (27) d'une partie de l'hydrogène et des moyens (29) pour introduire l'hydrogène provenant du canal de dérivation dans la colonne de séparation (12).
6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le canal de dérivation (27) comporte des moyens de purification etlou de séchage (31) de l'hydrogène.
7. Procédé de chromatographie en phase gazeuse dans lequel on injecte des produits à analyser dans un injecteur, on sépare lesdits produits par entraînement au moyen d'un gaz porteur, dans une colonne de séparation et on détecte les produits séparés au moyen d'un détecteur à ionisation de flamme alimenté par au moins deux gaz de combustion, dans lequel l'un des gaz de combustion est de l'hydrogène obtenu par électrolyse d'eau distillée, caractérisé en ce que l'on alimente la flamme du détecteur (13) à ionisation de flamme par de l'oxygène obtenu par électrolyse d'eau distillée.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on alimente la flamme du détecteur à ionisation de flamme sans séparer l'hydrogène et l'oxygène provenant de l'électrolyse de l'eau.
9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on sépare l'oxygène de l'hydrogène lors de l'électrolyse de l'eau.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on règle le débit de l'oxygène et le débit de l'hydrogène séparément.
11. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on dérive une partie de l'hydrogène produit lors de l'électrolyse de l'eau et en ce que l'on utilise cette partie d'hydrogène comme gaz porteur.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on purifie etlou l'on sèche l'hydrogène utilisé comme gaz porteur.
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