Filterrotationsspektrometer für den Nachweis von Ethen im ppb-Bereich

Abstract

ZusammenfassungEthen (Ethylen, {\text{C}_{2}}{\text{H}_{4}}) ist eines der wichtigsten Phytohormone im Reifungsprozess klimakterischer Früchte. Die Menge des emittierten Ethens liefert Informationen über den aktuellen Reifezustand dieser Früchte. Deshalb können Ethensensoren in der Lieferkette für die Umsetzung fortschrittlicher Logistik-Prozesse wie dem First-Expired-First-Out-Prozess (FEFO) eingesetzt werden. Diese Arbeit beschreibt den aktuellen Stand der Entwicklung eines kostengünstigen Filterrotationsspektrometers für den Nachweis von Ethen in der klimakterischen Reifephase von Früchten. Das Spektrometer basiert im Wesentlichen auf Komponenten, die auch in nichtdispersiven Infrarotsensoren (NDIR) zum Einsatz kommen. Durch eine modellbasierte Auswertung der gemessenen Spektren konnte die Stabilität eines ersten Laborprototyps gegenüber klassischen NDIR-Sensoren deutlich verbessert werden. In Verbindung mit einer optimierten Langwegzelle wurde eine Nachweisgrenze von 150 ppb erreicht. Simulationen haben außerdem gezeigt, dass sich dieses Prinzip auch für die quantitative Bestimmung potentieller Querempfindlichkeitsgase wie Ammoniak ({\text{NH}_{3}}) und Kohlenstoffdioxid ({\text{CO}_{2}}) eignet. Durch Verknüpfung der Simulations- und Messergebnisse wird eine Nachweisgrenze von 0,19 % für {\text{CO}_{2}} und 62 ppb für {\text{NH}_{3}} erwartet.

P13.4 - Entwicklung eines kostengünstigen Gaschromatographie-Systems für die Messung von Reifegas mit Kompensation der Temperatureinflüsse auf die Säule

“…Die Wahrscheinlichkeit des Verderbs ganzer Chargen wird so durch eine produktspezifischere Zustandserkennung verringert, was die entstehende Abfallmenge reduzieren kann [5,8,9]. Kleine, analytische Geräte, wie kostengünstige Gaschromatographen (GCs) können daher zur Zustandserkennung der Reife klimakterischer Früchte durch die Ethendetektion beitragen [9][10][11][12]. Gaschromatographen sind dabei nötig, um eine ausreichend gute Unterscheidung des Ethens von anderen Gasen und Störfaktoren wie Feuchtigkeit zu erzielen [9].…”