Mikroentgaser für mobile Anwendungen

Kurzbeschreibung

© Fraunhofer EMFT

Entgaser basierend auf Mikropumpe

Gelöste Gase in Flüssigkeiten können chemische oder biotechnologische Verarbeitungsprozesse empfindlich stören: So führen Druck- oder Temperaturschwankungen unter Umständen zum Ausgasen der Flüssigkeit, also zur Bildung von winzigen Gasbläschen. Diese können die Messwerte von Sensoren verfälschen, die Kompressibilität der Flüssigkeit verschlechtern oder im schlimmsten Fall zum Ausfall der Anlage führen. Wer auf Nummer sichergehen will, muss daher die Flüssigkeit vorab entgasen. Allerdings sind bisherige Entgaser teuer und benötigen für den Betrieb einen Vakuumanschluss, über den meist nur gut ausgestattete Labore verfügen.

Forschende der Fraunhofer EMFT haben einen autarken Mikroentgaser entwickelt, der sowohl Gasblasen als auch gelöstes Gas aus einer Flüssigkeit entfernen kann. Dabei wird die Flüssigkeit in einem porösen Schlauch durch eine Unterdruckkammer gepumpt, in welche das gelöste Gas diffundiert. Im Entgaser ist eine an der Fraunhofer EMFT entwickelte Silizium- Mikromembranpumpe integriert. Diese kann sehr hohe Unterdrücke von bis zu -55 kPa aufbauen – das ist ausreichend, um den nötigen Unterdruck in der Kammer zu erzeugen und während der Entgasung aufrechtzuerhalten. Für den Betrieb ist nur ein Stromanschluss erforderlich, was die Einsatzmöglichkeiten erheblich erweitert. Zudem haben die Forscherinnen und Forscher einen Drucksensor in die Kammer integriert, der dafür sorgt, dass die Pumpe erst beim Unterschreiten eines definierten Unterdruckwerts in der Kammer aktiviert wird. Das spart effektiv Energie und erhöht die Lebensdauer der Pumpe.

Ein Funktionsdemonstrator des Mikroentgasers zeigt in bisherigen Tests eine Entgasungseffizienz von ca. 50% bei Förderraten von 50 - 200μl/min. Er verfügt über zwei Standard-Luer-Anschlüsse für Zulauf und Ablauf sowie einen Stecker für die Spannungssteuerung der Mikropumpe, so dass das System ohne großen Aufwand in die meisten Anlagen integriert werden kann.

Gefördert

Die Arbeiten wurden von der Fraunhofer-Gesellschaft im Rahmen eines MEF-Projekts gefördert.