CH616748A5 - - Google Patents

Description

616748

2

PATENTANSPRÜCHE muss die Probeninjektion in einem sehr kurzen Zeitraum ab-

1. Probeniniektions-Vorrichtung für die Prozess-Gascho- laufen. Die Breite vieler Peaks bei Kapillarsäulen liegt zwi-matographie mit Kapfflarsäulen, bestehend aus einem die sehen 1 und 2 Sekunden. Dies bedeutet, dass für die Proben-Probe aufnehmenden beheizten Verdampfungsraum und ei- injektion eine Zeit von weniger als 1 Sekunde zur Verfügung nem von diesem getrennten, jedoch über eine Öffnung ver- 5 steht, da die Injektionszeit sich zu der auf der Trennsäule entbundenen, einen Split enthaltenden Raum, dadurch gekenn- stehenden Peakbreite addiert. Derart kurze Injektionszeiten zeichnet, dass der Verdampfungsraum (3) über ein erstes lassen sich nur mit Dosierspritzen erreichen, die mit Zwangs-Ventil (16) und der Split-Raum (9) über ein zweites Ventil entleerung und sehr geringen Dosiervolumen (0,1 wl) arbei-(13) mittels einer entsprechenden Verbindungsleitung (14,10) ten. Bei der Probeninjektion mit einer Spritze wird bei jeder an die Trägergasquelle angeschlossen sind. 10 Dosierung ein Septum durchstochen. Die Standzeit eines sol-

2. Verfahren zum Betrieb der Probeninjektions-Vorrich- chen Systems ist infolge der begrenzten Haltbarkeit des Sep-tung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass tums auf maximal ca. 200 Injektionsvorgänge begrenzt.

bis zur Einführung und Verdampfung der Probe das erste Für die Probeninjektion bei Kapillarsäulen müssen sehr Ventil (16) geschlossen und das zweite Ventil (13) offengehal- Weine Probenmengen, unter 0,1 /d, abgezweigt werden, weil ten wird und dass nach Abschluss der Verdampfung für die 15 die Belastbarkeit der Kapillarsäulen ausserordentlich gering Injektion der Probe das erste Ventil (16) geöffnet und das ist- Zur Gewinnung der ausserordentlich kleinen Probenzweite Ventil (13) geschlossen wird. menge ist die Verwendung eines Splits bekannt. Hierdurch

3. Probeninjektions-Vorrichtung nach Patentanspruch 1, wird eine Aufteilung der injizierten Probe nach derVerdamp-dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Trägergases fung vorgenommen, z. B. derart, dass von hundert Teilen der zum Verdampfungsraum (3) in der Nähe der Injektionsstelle 20 Probe ein Teil auf die Trennsäule geleitet und neunundneun-angebracht ist. zig Teile abgeleitet werden. Bei der herkömmlichen Betriebsweise fliesst während des Verdampfungsvorganges dasTräger-

gas weiter, wodurch eine Entmischung der Probenkomponenten verschiedener Siedebereiche auftritt. Die hochsieden-Die Erfindung bezieht sich auf eine Probeninjektions-Vor- 25 den Komponenten strömen bevorzugt an der Wand des Verrichtung für die Prozess-Gaschromatographie mit Kapillar- dampfungsraumes entlang, wahrend die Niedngsieder m der Säulen, bestehend aus einem die Probe aufnehmenden beheiz- ^itte mit grosserer Stromungsgeschwindigkeit vorankommen, ten Verdampfungsraum und einem von diesem getrennten, je- °a der Eingang der Kapillarsaule ebenfalls m der Mitte des doch über eine Öffnung verbundenen, einen Split enthalten- Verdampfungsraumes liegt, entspricht die dort auftretende den Raum 30 "robenzusammensetzun& nicht mehr der Zusammensetzung

Bei einer bekannten, für Kapillarsäulen allerdings nicht der mjizierten flüssigen Probe.

brauchbaren Probeninjektions-Einrichtung wird die in einem J Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachtede Lösungsmittel gelöste Probe in einen beheizbaren Verdamp- der eingangs beschriebenen, bekannten Probemnjektions-Ein-fungsraum eingebracht. Dem zunächst nicht beheizten Ver- richtungen, insbesondere die wahrend des Verdampfungsyor-dampfungsraum und der Trennsäule wird über eine T-för- 35 ^nges ablaufende, relativ langsame Probeneingabe auf die mige Rohrverzweigung Trägergas zugeführt. In der Zuleitung Tre°nsfle™d die w!ahren.d des Verdampfungsvorganges zum Verdampfungsraum liegt eine Drossel. Das über die nachteriige Wirkung der Tragergasstromung zu vermeiden.

Drossel in den Verdampfungsraum strömende Trägergas führt Es wird dabei ausgegangen von einer Inj eküons-Vorrichtung, das Lösungsmittel über eine Auslassöffnung des Verdamp- bei der em Verdampfungsraum über eine Öffnung von einem fungsraumes ab. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels 40 den S?h} enthaltenden Raum (Split-Raum) getrennt ist. Die wird die Auslassöffnung geschlossen, das Trägergas zusätz- Jrennsaule schliesst dann vorzugsweise unmittelbar an den lieh auf direktem Weg unmittelbar in den Verdampfungsraum Split- aum an.

geleitet und dieser beheizt. Dabei wird die Probe aus dem . Gemass der Erfindung ist der Verdampfungsraum über

Verdampfungsraum über die T-förmige Rohrverzweigung in em eftes Venül und der Spht-Raum über em zweites Ventil die Trennsäule gespült. Die Verbindung des Verdampfungs- 45 mi s emer entsprechenden Verbmdungsleitung an die Trä-raumes mit dem Trägergas über die T-förmige Rohrverzwei- gergasquelle angeschlossen.

gung und die Drossel bleibt dabei erhalten. Em Verfahren zum Betrieb der Probeninjektionseinrich-

Bei dieser aus der US-PS 3 887 345 bekannten Proben- tun§ besteht darin> dass bis zur Einführung und Verdampfung injektions-Einrichtung soll ein Abdestillieren des Lösungs- df Probe das erste Ventil geschlossen und das zweite Ventil mittels vor der Probeninjektion erfolgen, um die Trennsäule 50 offengehalten w\rd und dass nach Abschluss der Verdamp-vor Überladung zu schützen. Dabei verdampfen mit dem Lö- funS für dle Injektion der Probe das erste Ventil geöffnet sungsmittel auch Anteile der zu analysierenden Probe, so dass und das zweite Ventil geschlossen wird.

bei sich ändernder Zusammensetzung der Probe kein repro- Die Injektion der Probe wird also in zwei Stufen vorge-

duzierbares Messergebnis erhalten wird. Der eigentliche In- nommen, wobei m der ersten Stufe die Probe beispielsweise jektionsvorgang läuft ausserdem während eines so langen « mit emer für dle Prozesschromatographie gebräuchlichen Do-Zeitraums ab, dass nur auf gepackte Säulen injiziert werden siereinrichtung in den Verdampfungsraum eingebracht wird, kann. Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung darge-

Kapillarsäulen haben im Vergleich zu gepackten Säulen, stellten Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden, wie sie in der Prozess-Chromatographie üblich sind, eine we- Im oberen Teil der Zeichnung ist der Dosierstössel 1 eines sentlich höhere Trennleistung. In einer normalen Säule wird gp an sich bekannten Dosiersystems aus der Prozess-Chromato-z. B. zur vollständigen Trennung der Komponenten Äthyl- graphie zu erkennen. Dieser Stössel befindet sich nach der benzol/o-Xylol/m-Xylol/p-Xylol eine Zeit von etwa 20 Min. Darstellung der Zeichnung in seiner unteren Endlage, wobei benötigt. Wird eine Kapillarsäule für diese Trennaufgabe ver- der die Probe enthaltende Querspalt 2 in den oberen Teil des wendet, so lässt sich die Analysenzeit etwa um den Faktor 5 Verdampfungsraumes 3 eingeführt ist. Der Stössel wird in-bis 10 verkürzen. Chromatographen mit derart kurzen Ana- gj nerhalb von Dichtungen 4, 4' geführt und mit Hilfe eines lysenzeiten werden für die direkte Regelung von Anlagen der nicht dargestellten, pneumatisch gesteuerten Kolbens zwi-Prozesstechnik benötigt. schen der oberen und der unteren Endlage bewegt. In der

Um die Leistung der Kapillarsäule ausnutzen zu können, oberen Endlage liegt der Querspalt 2 im Probenstrom, der

3

616 748

über den Anschluss 5 zugeführt und den Anschluss 6 abgeführt wird. Der Verdampfungsraum 3 wird von einer Heizwicklung 7 umgeben und geht in seinem unteren Teil in eine düsenförmige Öffnung 8 über. Der Durchmesser dieser düsen-förmigen Öffnung wird so klein als fertigungstechnisch mög- 5 lieh gehalten und beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 30 % des Durchmessers des Verdampfungsraumes 3. Unterhalb der düsenförmigen Öffnung 8 liegt der Split-Raum 9. Das Verhältnis der Strömungswiderstände des Split-Weges 11 und der Trennsäule 12 ist so gewählt, dass die ge- 1Q wünschte Aufteilung der injizierten Probe erreicht wird. Die Trägergaszuführungen 10 und 14 sind mit den Absperrventilen 13 und 16 versehen, so dass Trägergas an beiden Stellen einströmen kann.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung wird in folgender Weise betrieben: Der Dosierstössel 1 steht zunächst in der oberen Endstellung, und die Probenflüssigkeit strömt über die Leitungen 5 und 6 durch den Dosierspalt 2. Für die Probeninjektion wird der Verdampfungsraum 3 über die Heizwicklung 7 beheizt. Die Heizung ist ständig eingeschaltet. Trägergas wird über das Ventil 13 in den Split-Raum geführt, 20

teilt sich entsprechend der Strömungswiderstände auf und strömt durch die Kapillarsäule 12 zum Detektor (nicht dargestellt) und durch die Leitung 11 ins Freie. Der Trägergas-zufluss über die Rohrschaltung 14 zur Eintrittsstelle 15 ist abgesperrt. Der Dosierstössel wird in seine untere Endstellung bewegt und die Probe im Querspalt 2 hierdurch in den Verdampfungsraum 3 eingeführt. Die Verdampfung läuft in bekannter Weise ab. Die Zeit für die Verdampfung wird der zu untersuchenden Probe angepasst, sie kann in der Grössenord-nung von 10 bis 20 Sekunden liegen. Infolge der kleinen, düsenförmigen Öffnung 8 kommt es praktisch zu keiner störenden Diffusion von verdampfter Probe durch die Düse hindurch zum Split-Raum.

Nach der Verdampfung wird der Trägergasstrom über die Leitung 10 abgesperrt (Ventil 13) und das Ventil 16 in der Trägergaszuleitung zum Verdampfungsraum geöffnet. Die verdampfte Probe wird hierdurch in einem Zeitraum von weniger als 1 Sekunde aus dem Verdampfungsraum durch die düsenförmige Öffnung und den Split-Raum zur Kapillarsäule befördert.

M

1 Blatt Zeichnungen