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Continuous monitoring of chemical parameters using single-use sensor systems (CONSENSUS)

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Herstellung von preiswerten und stabilen chemischen Einwegsensoren

Bis heute wurde die chemische Online-Überwachung aufgrund der erhöhten Kalibrierungs- und Wartungskosten als teure Aufgabe betrachtet. Im Rahmen des CONSENSUS-Projekts wurde ein einzigartiges kosteneffektives Sensorinstrument ohne Kalibrierungsaufwand und mit geringen Wartungskosten für die Überwachung von chemischen Parametern entwickelt.

Industrielle Technologien

Die meisten der herkömmlich genutzten Verfahren für die Online-Überwachung von chemischen Parametern erfordern regelmäßige Kalibrierung und Wartung. Das erhöht einerseits die Eigentumskosten und führt andererseits zu unvollständigen Messungen der chemischen Parameter. Das wiederum gefährdet die menschliche Gesundheit und die Umwelt. Alternativ hierzu werden Einwegsensoren wie die für die Glukosemessung genutzten nur einmal verwendet. Sie erfordern überdies keine Kalibrierung und zeigen nur minimale Wartungsanforderungen. Die umfassende Nutzung dieser Sensoren für die quasikontinuierliche Überwachung wird aber noch immer durch die damit verbundenen hohen Lohnkosten verhindert. Deswegen wurde jetzt ein neues allgemeines analytisches Multi-Test-Instrument auf Grundlage einer chemischen Einwegsensortechnologie entwickelt. Im Rahmen des Projekts wurde ein spezielles Funktionsmodell von einer Beispiel-Durchflusszelle mit einem geringen Volumen erzeugt, an die das Instrument angebracht wurde. Diese Neuheit zeigte verbesserte Fähigkeiten zur Steuerung von digitalen Aus- und Eingängen sowie zur Messanalyse der Analyten einschließlich der Datenverarbeitung für Berechnungen. Die untersuchten Systeme beinhalteten Ammoniak, pH, gelösten Sauerstoff, Farbentwicklersubstanz (CD4), LAS (lineares Alkylbenzolsulfonat) und Eisen. Mit Hilfe von Mikroelektroden-Arrays wurde außerdem ein einfacher, membranloser und eigenständiger Sensor für die Messungen von gelöstem Sauerstoff entwickelt. Bei einem einwöchigen Test in einer Abwasseraufbereitungsanlage wurde die Stabilität und Zuverlässigkeit dieses Sensors bei der Durchführung kontinuierlicher Messungen von gelöstem Sauerstoff in aktiviertem Klärschlamm nachgewiesen. Das innovative System kann wirklichkeitsgetreue analytische Lösungen im Bereich von Wasserqualität/Schadstoffüberwachung sowie die Kontrollanalyse von chemischen Prozessen bereitstellen. Außerdem ergeben sich daraus nützliche Anwendungsmöglichkeiten für eine Vielzahl von analytischen Aktivitäten in Zusammenhang mit biomedizinischer Diagnostik und Umweltverschmutzung.

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Industrielle Technologien

26 Januar 2021