Ein Gasgenerator gehört in vielen analytischen Laboren zur technischen Infrastruktur. Er erzeugt benötigte Gase direkt am Einsatzort und kann hierdurch eine kontinuierliche Versorgung von Analysegeräten ermöglichen. Eine besondere Variante ist der Nullluftgenerator. Er stellt besonders kohlenwasserstoffarme Luft bereit, die unter anderem bei bestimmten Verfahren der Gaschromatographie benötigt wird. Welche Technik sinnvoll ist, hängt vom Messverfahren, der Reinheit, der Gasmenge und der vorhandenen Laborinfrastruktur ab.

Welche Funktion übernimmt ein Gasgenerator im Labor?

 

Ein Gasgenerator bereitet ein benötigtes Gas direkt im Labor auf oder gewinnt es aus vorhandenen Ausgangsstoffen. Je nach System entstehen beispielsweise Stickstoff, Wasserstoff oder besonders reine Luft. Die erzeugten Gase werden anschließend über Leitungen direkt zu den Analysegeräten geführt.

 

Ein Gasgenerator von Parker ist ein Beispiel für solche Systeme zur dezentralen Gasversorgung. Unabhängig vom Hersteller bestimmen vor allem die Reinheitsanforderung, der Volumenstrom und der Ausgangsdruck die technische Auslegung. Auch die Zahl der angeschlossenen Instrumente beeinflusst die erforderliche Leistung.

 

Warum kann ein Gasgenerator den Laborbetrieb vereinfachen?

 

Eine Vor-Ort-Erzeugung reduziert bei geeigneten Anwendungen den Bedarf an regelmäßig ausgetauschten Gasflaschen. Damit verändern sich auch die Bestellung, die Lagerung und der innerbetriebliche Transport.

 

Bezüglich kontinuierlich arbeitenden Analysegeräten kann eine dauerhaft verfügbare Gasquelle zudem organisatorische Vorteile bieten. Typische Merkmale einer solchen Versorgung sind:

 

• Kontinuierliche Bereitstellung des benötigten Gases
• Geringerer Bedarf an bevorrateten Druckgasflaschen
• Definierter Volumenstrom für angeschlossene Analysegeräte
• Weniger regelmäßige Flaschenwechsel im Labor
• Möglichkeit einer bedarfsgerechten Dimensionierung

 

Ein Gasgenerator benötigt dennoch eine Wartung und eine passende technische Umgebung. Filter, Kompressoren und weitere Komponenten müssen abhängig vom System regelmäßig kontrolliert werden.

 

Bezüglich welcher Verfahren wird ein Gasgenerator in Laboren eingesetzt?

 

Labor-Gasgeneratoren kommen unter anderem bei der Gaschromatographie, der Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie und verschiedenen Analyseverfahren zum Einsatz.

 

Welche Gasart benötigt wird, bestimmt das jeweilige Instrument. Auch innerhalb derselben Gerätekategorie können unterschiedliche Anforderungen bestehen.

 

Lab Manager beschreibt Stickstoff, Wasserstoff und Zero Air als typische vor Ort erzeugte Laborgase. Das Fachmedium nennt unter anderem GC- und LC-MS-Verfahren als Einsatzgebiete. Für die Auswahl bleiben Gasqualität und Geräteanforderungen maßgeblich.

 

Was unterscheidet einen Nullluftgenerator von einem Gasgenerator?

 

Der Nullluftgenerator ist auf die Bereitstellung besonders sauberer Luft spezialisiert. Ausgangspunkt ist häufig Druckluft, aus der störende Kohlenwasserstoffe entfernt werden. Viele Systeme nutzen dafür eine katalytische Oxidation bei erhöhter Temperatur.

 

Nullluft enthält weiterhin die wesentlichen Bestandteile normaler Luft, weist jedoch einen sehr niedrigen Gehalt an störenden Kohlenwasserstoffen auf. Genau diese Eigenschaft ist für empfindliche analytische Verfahren relevant. Der Begriff „Null“ beschreibt daher keine vollständig stofffreie Luft.

 

Warum ist ein Nullluftgenerator bei GC-FID sinnvoll?

 

Flammenionisationsdetektoren, kurz FID, arbeiten mit einer Wasserstoffflamme. Für die Verbrennung wird saubere Luft benötigt. Kohlenwasserstoffe in dieser Luft können zusätzliche Signale erzeugen und hierdurch den analytischen Hintergrund erhöhen.

 

Die US Environmental Protection Agency beschreibt Nullluft als wichtigen Bestandteil automatisierter gaschromatographischer Systeme. Nullluft wird dort unter anderem als Oxidationsgas für FIDs, für Leerproben und zur reproduzierbaren Verdünnung von Standards eingesetzt.

 

Die Behörde nennt für bestimmte Anwendungen einen sehr niedrigen Gesamtkohlenwasserstoffgehalt als Qualitätsanforderung.

 

Welche Reinheit muss ein Nullluftgenerator liefern?

 

Die benötigte Reinheit hängt vom Analyseverfahren ab. Besonders empfindliche Detektoren reagieren bereits auf sehr geringe Verunreinigungen. Ein niedriger Kohlenwasserstoffgehalt trägt deshalb zu einer stabilen Basislinie und reproduzierbaren Messergebnissen bei. Bezüglich der technischen Auswahl sind mehrere Werte relevant:

 

• Maximal zulässiger Kohlenwasserstoffgehalt
• Benötigter Volumenstrom
• Erforderlicher Ausgangsdruck
• Feuchte beziehungsweise der Taupunkt der erzeugten Luft
• Kapazität bei dauerhaftem Laborbetrieb

 

Eine möglichst hohe Reinheit allein genügt nicht. Der Generator muss die geforderte Qualität auch bezüglich der tatsächlich benötigten Gasmenge zuverlässig bereitstellen.

 

Welche Infrastruktur benötigen Gasgenerator und Nullluftgenerator?

 

Vor der Installation sind die Stellfläche, die Stromversorgung und die Leitungswege zu prüfen. Manche Nullluftsysteme benötigen eine externe Druckluftversorgung, andere Anlagen enthalten einen eigenen Kompressor.

 

Die Wärmeentwicklung und der Geräuschpegel können bei der Aufstellung ebenfalls eine Rolle spielen. Auch die Wartungszugänge müssen frei bleiben.

 

Werden mehrere Analysegeräte versorgt, sind die Leitungslänge und der Gesamtgasbedarf in die Planung einzubeziehen. Eine zentrale Anlage stellt nämlich andere Anforderungen als ein kompakter Generator direkt neben einem einzelnen Instrument.

 

Wann benötigen Labore einen Gasgenerator oder einen Nullluftgenerator?

 

Ein Gasgenerator ist vor allem bei regelmäßigem und gut planbarem Gasverbrauch interessant. Ein Nullluftgenerator erfüllt dagegen eine spezialisierte Aufgabe, wenn besonders kohlenwasserstoffarme Luft für analytische Verfahren benötigt wird.

 

Bei seltenem Bedarf kann eine andere Versorgungsform wirtschaftlich sinnvoller sein. Gasgenerator und Nullluftgenerator müssen deshalb immer anhand des konkreten Laborprozesses ausgewählt werden.

 

Die Reinheit, der Durchfluss, der Druck, der Wartungsbedarf und die vorhandene Infrastruktur bilden gemeinsam die Entscheidungsgrundlage. Besonders bei kontinuierlich betriebenen Analysegeräten kann die Vor-Ort-Erzeugung eine stabile und planbare Gasversorgung ermöglichen.