166738. lajstromszámú szabadalom • Mozgószálas folyamatos gázkromatográf
5 166738 6 18 szűkítések, adott esetben a szűkítésekhez és/vagy szűkítésekbe elhelyezett tömítések végzik. E szűkítések általában a szál vagy a szalag vastagsági méreteinél 1—1000 [x-nál nagyobbak. A készülék működés/ elve a következő: tételezzük fel, hogy a kezdeti időpontban a szál áll és a szorpciós tér tiszta vivőgázzal van töltve. Amennyiben az abszorbeálódó komponenseket tartalmazó 12 vivőgáz áramlását elindítjuk és alkalmas detektorral mérjük a szorpciós térből kilépő gáz összetételét, azt találjuk, hogy mindaddig, amíg a készülékben eredetileg bennlevő vivőgáz ki nem cserélődött, tiszta gáz áramlik a készülékből; közvetlen ezután megjelenik benne a szálon gyakorlatilag nem abszorbeálódó cx komponens, majd bizonyos késleltetéssel sorban, növekvő retenció sorrendjében a c2 , c 3 , c 4 komponensek is mindaddig, amíg a gáz változatlan összetételben áramlik át az abszorpciós szakaszon; ezen az alapon tehát frontális kromatogramhoz jutottunk (2. ábra). Ha ux -el jelöljük a nem abszorbeálódó komponens lineáris sebességét (cm/sec) valamely i-edik komponens lineáris sebességére (u,) a következő összefüggés írható fel: Uj = RJUJ^, ahol R[< 1 Az Rj az i-edik komponens retenciós faktora, amely függvénye a szál hőmérsékletének és a nedvesítőanyag minőségének. Állandó hőmérsékleten, adott nedvesítőanyag esetében és változatlan vivőgáz-sebességnél tehát minden komponens az anyagi minőségre jellemző lineáris sebességgel halad át a szorpciós téren. Amennyiben most a 14 szálat a 12 vivőgáz áramlási irányával ellentétes irányban mozgatjuk, a helyzet alapvetően megváltozik: mindazok a komponensek, amelyeknek a haladási sebessége kisebb, mint a szál sebessége, a mozgó szál révén a deszorpciós térbe kerülnek, ahol a 16 vivőgáz leöblíti ezeket a szálról, ugyanakkor természetesen az eredeti 12 viyőgázból ezek a komponensek eltűnnek. Amennyiben a másik 16 vivőgázban megjelenő komponensek koncentrációját a szál sebességének függvényében ábrázoljuk a 3. ábrán megjelenő kromatogramhoz jutunk, amely lényegében egy fordított frontális kromatogramnak felel meg. Amint azt az előzőekben említettük az első mozgószálas folyamatos kromatográf bármelyik deszorberéből kilépő mindkét gázt újabb mozgószálas gázkromatográfokkal elvileg tetszés szerint folyamatosan vághatjuk és ezáltal ezen túlmenően tetszés szerinti elválasztások végezhetők. A készülékkel további más előnyös hatás is elérhető. Abban az esetben, ha növeljük a szorpciós térbe belépő 12 vivőgáz térfogati sebességét — természetesen egyidejűleg a 14 szál lineáris sebességét is arányosan növelni kell — az elválasztott komponensek koncentrációja arányosan nő a deszorpciós teret elhagyó 16 vivőgazban, tehát a két vivőgáz térfogati sebesség-arányának változtatásával elvileg tetszés szerinti koncentrálás érhető el, ennek pedig gázokban (így természetesen levegőben is) nyomnyi mennyiségekben jelenlevő komponensek folyamatos eltávolítása, illetve a szennyezések meghatározása terén igen nagy jelentősége van. További előnyt jelent az, ha a nedvesítő fázist hordozó 14 szál helyett szalagot használunk. Ezzel megnövekszik a hordozó felület és az így megnövekedett hordozófelülettel arányosan megnő az időegység alatt elválasztható anyag mennyisége. A következő két példában ismertetendő vizsgálatainkat a 4. ábrán látható egyszerű mozgószálas gázkromatográfon végeztük. Ez a gázkromatográf egy üvegkészülék, amelyhez a 15 csigakereket tartalmazó, fémből 5 készült 19 doboz csatlakoztatható. A készülék belsejében végtelenített 14 szilon-szál van elhelyezve, amely kívülről villanymotorral meghajtott csigakerék segítségével mozgatható. A 4. ábra szerinti üvegkészüléknek 5, 17, 13, 18 sza-10 kaszát különböztetjük meg. A 17, 18 rész tömítési feladatokat lát el, az 5 temperálható köpennyel ellátott szakaszon történik az abszorpció, míg a 13 szakaszon a deszorpció megy végbe. A 17 és 18 szakasz kívülről elektromosan fűthető. Az üvegkészülék és a fémdoboz 15 összekapcsolása 0-gyűrűs 20, 21 tömítőszelencékkel lehetséges. Az elválasztandó komponenseket tartalmazó 12 vivőgáz az 5 szakasz alján levő 22 csőcsonkon lép be és a 19 fémdobozon levő 23 furaton át távozik, ugyanakkor 20 a deszorpcióra használt gáz a 13 szakasz felső csőcsonkján lép be és a 25 alsó csőcsonkon át távozik. A 17 és 18 szakaszok átmérője csak századmilliméterekkel nagyobb a szál átmérőjénél, ennek eredményeképpen a két gázrendszer egymással nem közlekedik. A szál nedvesítésére 25 használt Apiezon L zsírnak tömítést növelő és súrlódást csökkentő szerepe is van. A mozgószálas folyamatos gázkromatográf vizsgálatára alkalmazott összeállítás vázlata az 5. ábrán látható. Az 1 palackból a 12 vivőgázként használt argon (Ar) 30 a 2 reduktoron a 3 manosztáton és a szénhidrogének bekeverésére szolgáló 4 T-elágazón át éri el a 26 mozgószálas folyamatos kromatográfot, amelynek működését az előzőekben már ismertettük. E készülék fűtött 13 deszorpciós terét átöblíti a 6 palackból, a 7 reduktoron 35 keresztül szabályozott 16 H2 -gáz, amely a készüléket elhagyva a 8 lángionizációs detektorba jut. A detektor működését 9 száraztelepek biztosítják. A detektor jelét valamely egyenáramú 10 erősítő a 11 regisztrálóval együtt erősíti és regisztrálja. 40 A T-elágazó egyik ágába tömítetten egyik végén leforrasztott üvegkapillárisokat helyeztünk, amelyek a megfelelő szénhidrogénnel vagy a szénhidrogének elegyével vannak töltve és ezen illékony anyagok diffúziós úton való adagolására szolgáltak. Ezáltal biztosítjuk azt, 45 hogy az argon-gázban egy kísérlet időtartamán belül az adagolt anyag koncentrációja állandó marad. A mozgószálas folyamatos gázkromatográf 5 abszorpciós részének hőmérsékletét ultratermosztátról szabályozottan 20 °C-ra állítjuk, ugyanakkor a 13 de-50 szorpciós rész hőmérsékletét a fűtőfeszültség szabályozásával 120 °C-ra szabályozzuk. A H2 -gáz áramlási sebességét 0,5 l/h értéken tartjuk. A szál mozgatását csigakerék végzi, amelyet változtatható fordulatszámú keverőmotor forgat. A szál se-55 bességét a szál hossza ismeretében a szálon levő jel és stopper segítségével mérjük. A lángionizációs detektor a Pye 105 típusú preparatív gázkromatográf detektora, amelynek 140 V egyengQ feszültségét két darab 45 F 40 típusú száraztelep szolgáltatja. A detektor jele 1010 ohm bemenő ellenállású, két dekadikus kompenzátorral ellátott, egyenáramú erősítőre kerül, amelynek nem kompenzált kimenő jelét EPP 09 típusú 10 mV-os kompenzátor regisztrálja. 65 Mivel a kompenzátor egyik dekádja 10 X 0,5 V-os, a 3
