NL1010896C2 - Werkwijze voor het bepalen van extreem lage alcoholconcentraties. - Google Patents

Description

Werkwijze voor het bepalen van extreem lage alcoholconcentraties.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bepalen extreem lage alcoholconcentraties.

5 Een dergelijke werkwijze kan bijvoorbeeld toegepast worden voor het bepalen van de conditie van fruit en dergelijke in opslagruimten. Het is echter eveneens mogelijk een dergelijke concentratie op andere gebieden, zoals in de geneeskunde, toe te passen. De eerstgenoemde werkwijze is bekend uit WO 96/18306. Fruit en dergelijke wordt in opslagkamers bewaard bij een gewijzigde luchtsamenstelling om ook bij 10 langere opslagtijd de kwaliteit van opgeslagen producten niet te verminderen. Afhankelijk van de geregistreerde omstandigheden wordt de gassamenstelling zuurstof aangepast.

Uit deze PCT-aanvrage is het bekend de toestand van de opgeslagen plantaardige producten te bepalen door het registreren van de hoeveelheid alcohol. Gebleken is dat 15 bij verval van de producten het alcoholpercentage stijgt. Het vrijkomen van alcohol vindt al plaats voordat sprake is van eigenlijk bederf van fruit en dergelijke.

Hoewel het principe van een dergelijke meting veelbelovend is, is het uitvoeren daarvan een probleem. Immers, zeer geringe concentraties alcohol en meer in het bijzonder ethanol dienen bepaald te worden. Hoe groter de gevoeligheid van de 20 bepaling hoe sneller geregistreerd kan worden dat een ongewenste toestand binnen de opslagruimte aanwezig is.

De meest nauwkeurige en betrouwbare bepaling voor het alcoholpercentage is met gebruik van gaschromatografie. Dit vereist echter de aanwezigheid van gasflessen en geschoold personeel dat in staat is de uitkomsten van een gaschromatografische 25 meting op juiste wijze te interpreteren. In het algemeen zullen bij opslagruimten dergelijke voorzieningen en personeel niet aanwezig zijn zodat een gaschromatografische bepaling niet uitvoerbaar is. Een andere werkwijze voor het bepalen van het alcoholpercentage is met gebruik van spectrofotometrische werkwijzen waarbij oxidanten, zoals zilver (II), kaliumdichromaat en cerium (IV) gebruikt worden. 30 Bovendien wordt een meetmethode toegepast waarbij veranderingen in de geleidbaarheid gebaseerd op de wijziging van de geleidbaarheid van waterige oplossingen met sterke elektrolieten, veroorzaakt door de aanwezigheid van alcholholen, bepaald wordt. Bij de toepassing van elektrochemische cellen voor de 1010896 2 bepaling van alcohol worden metaaloxidesensoren gebruikt, waarbij een uitwendige potentiaal opgebracht wordt en de stroomverandering, veroorzaakt door wijzigende gasomstandigheden, gemeten wordt. De gevoeligheid van dergelijke sensoren is beperkt. Eveneens worden zgn. neuzen toegepast, bestaande uit een aantal sensoren.

5 Daarbij heeft elke sensor een bepaalde activiteit. Deze activiteit is niet bijzonder specifiek, maar door het gebruik van een aantal van dergelijke sensoren kan een 'fingerpring' gevormd worden, waardoor een (niet al te betrouwbare) indruk ontstaat van de samenstelling van de atmosfeer binnen een opslagruimte. Deze sensoren kunnen gebaseerd zijn op de hierboven beschreven elektrochemische cellen. Behalve de 10 gaschromatografie zijn deze technieken niet geschikt voor het meten van extreem lage alcoholconcentraties.

Andere sensoren voor het meten van zeer lage concentraties alcohol zijn in de stand der techniek niet bekend en het is het doel van de onderhavige aanvrage in een meting te voorzien waarmee het voor ongeschoolden mogelijk is lage concentraties 15 alcohol zonder ingewikkelde handelingen te bepalen.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven werkwijze verwezenlijkt doordat men voor die sensor een met een elektrochemische brandstofcel werkende sensor toepast, en dat die alcoholconcentratie minder dan 100 ppb omvat.

Opgemerkt wordt dat een sensor waarbij een elektrochemische brandstofcel 20 toegepast wordt voor het bepalen van het alcoholpercentage in het algemeen bekend is. Verwezen wordt naar de Europese aanvrage 0.172.969, de PCT-aanvrage 97/21999, en het US 5759368A. Dergelijke sensoren worden gebruikt voor het testen van de hoeveelheid alcohol aanwezig in uitgeademde gassen van een persoon en meer in het bijzonder voor het bepalen of bestuurders van voertuigen al dan niet onder invloed zijn. 25 Het bereik waarbij dergelijke sensoren tot nu toe toegepast zijn, is echter ten minste drie grootteorden hoger dan het bereik waar de onderhavige aanvrage betrekking op heeft. Met de onderhavige aanvrage worden alcoholaandelen van minder dan 200 ppb en meer in het bijzonder minder dan 100 ppb en meer in het bijzonder tussen 10 en 100 ppb gemeten. Een dergelijke meting kan bijvoorbeeld ethanol betreffen. Degene 30 bekwaam in de stand der techniek had tot het moment van de uitvinding het vooroordeel dat dergelijke ethanolsensoren op basis van een elektrochemische brandstofcel absoluut onvoldoende zouden zijn voor het bepalen van dergelijke kleine concentraties alcohol. Verrassenderwijs is gebleken dat in tegenstelling tot dit i 1010896 3 vooroordeel dat al tientallen jaren bestaat het wel mogelijk is met een elektrochemische brandstofcel geringe concentraties alcohol te meten. Een elektrochemische brandstofcel geeft, in tegenstelling tot de hierboven beschreven elektrochemische cellen, zelfstandig een potentiaal af, welke potentiaal maatgevend kan zijn voor de concentratie alcohol.

5 Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding wordt een elektrochemische brandstofcel met zuur elektrolyt zoals zwavelzuur toegepast. Bovendien wordt bij voorkeur als elektrode een materiaal op platinabasis toegepast. Op een drager, bijvoorbeeld uit polymeermateriaal, kan dit platinamateriaal neergeslagen (eventueel met tussenschakeling van een goudlaag) worden.

10 Om de meetnauwkeurigheid verder te vergroten, wordt de brandstofcel bij voorkeur op een in hoofdzaak constante temperatuur bedreven.

In bepaalde gevallen kan de gevoeligheid verder vergroot worden, indien aan het te meten gas dat alcohol bevat, voorgeconcentreerd wordt. Daardoor wordt de werking van de electrochemische cel geoptimaliseerd. Zo is het in de bovenstaande toepassing 15 voor koelcellen bij het functioneren van de koeling daarvan mogelijk de meting aan het condenswater uit te voeren.

Zoals hierboven al aangegeven, is de hierboven beschreven werkwijze bijzonder geschikt voor het bepalen van de conditie van fruit en dergelijke in een opslagruimte. Echter dient begrepen te worden dat de uitvinding betrekking heeft op elke toepassing 20 waarbij zeer lage alcoholconcentraties gemeten worden. Een voorbeeld daarvan wordt in de geneeskunde aangetroffen. Het meten van alcohol en meer in het bijzonder ethanol, is bijvoorbeeld van belang voor het voorkomen van het transuretale prostatische resectie (TUR)syndroom. Dit syndroom kan bij deze ingreep ontstaan en gebleken is dat dit vermeden kan worden door het nauwkeurig bewaken van de 25 fluïdumabsorptie op continue en directe basis. Daarbij kan een irrigatiefluïdum gebruikt worden met zeer nauwkeurig bekende hoeveelheid ethanol. Bij absorptie door het lichaam kan ethanol in de uitgeademde lucht waargenomen worden en een uitspraak over de opname daarvan gedaan worden. Bovendien kunnen metingen van lage concentraties alcohol van belang zijn voor het bepalen van eigenschappen van bepaalde 30 stoffen, zoals gefluoriseerde microporeuze koolstofvezels. Begrepen moet worden dat een en ander slechts voorbeelden zijn.

1010896

Claims (9)

1. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij men een brandstofcel met een zuur elektrolyt toepast.
2. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij men als zuur elektrolyt zwavelzuur gebruikt.
3. 4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men een 10 brandstofcel met ten minste een elektrode op platinabasis toepast.
4. 5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men de potentiaalverandering van de brandstofcel meet.
5. 6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men de stroomverandering van de brandstofcel meet.
6. 7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men de brandstofcel op een constante temperatuur houdt.
7. 8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men een alcoholaandeel van minder dan 100 ppb meet.
8. 9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij men 10-100 20 ppb ethanol meet.
9. 10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclsuies, voor het bepalen van de conditie van fuit en dergelijke in een opslagruimte. II. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de meting aan een alcohol bevattend waterconcentraat uitgevoerd wordt. 1010896 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENTIFIKATIE VAN OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van de aanvrager ol van de gemachtigde NO 42392DVR/md Nederlandse aanvrage nr. Indieningsdatum 1010896 24 december 1998 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) Energieonderzoek Centrum Nederland Datum van het verzoek voor een onderzoek van internationaal type Door de Instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. SN 32507 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP [bij toepassing van verschillende classificaties, alle dassificatiesymbolen opgeven) Volgens de Internationale classificatie (IPC) Int. C1.6:G 01 N 33/02, G 01 N 33/00, G 01 N 27/49 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK Onderzochte minimum documentatie Classificatiesysteem Classificatiesymoolen Int. Cl.° G 01 N Onderzoen te andere documentatie dan de minimum documentatie voor zover dergeiijka documenten in de onderzochte geoieaen zijn opgenomen III. [ | GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen oo aanvullingsblad) IV. | | GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen op aanvullingsblad! f=<3rm PCT/lSA/70Ut) 07.1979