Entwicklung einer strömungsunabhängigen elektrochemischen Handmessung für die Desinfektionsmittelanalyse
Projektdurchführung
Kuntze Instruments GmbH
Robert-Bosch-Str. 7 a
40668 Meerbusch
Zielsetzung
Ziel des Entwicklungsprojekts war die Realisierung eines Handmessgeräts zur Bestimmung des Chlorgehalts. Mit einem solchen Gerät fallen bei der Messung weder Abfall noch belastetes Abwasser an. Zusätzlich wird die Messung schneller, einfacher in der Handhabung und durch weniger qualifiziertes Personal durchführbar. Pro Messung sollten 0,13 g DPD eingespart und 70 mg Verpackungsmüll und 10 ml Abwasser vermieden werden. Durch die Verringerung möglicher Fehlerquellen im Arbeitsablauf geht dieser Umweltvorteil mit verlässlicheren Messergebnissen einhergehen.
Arbeitsschritte
Für die Messung der in der Mikroelektrode auftretenden geringen Stromstärken wurde eine nanoampere-sensitive Elektronik entwickelt, sodass hochsensitive Messungen durchgeführt werden können. Für die Kontaktierung des Messchips wurden zweistufige Federkontakte entwickelt, die a) einen guten Kontakt zum Chip herstellen, b) den Chip nicht beschädigen und c) hinreichende mechanische Stabilität bieten. Diese Eigenschaften ermöglichen die Kontaktierung der Chips über diese Federstäbchen von Federkontakten der Platine. Der Chip inklusive der Kontakte wird anschließend mit einem hochviskosen Silikonkleber bestrichen und mit dem Chipträger verklebt.
Im Anschluss wurden vier Gehäuseiterationen entwickelt, bei denen der Aufbau des Messgeräts zunehmend verkleinert werden konnte. Die letzte im Projekt entwickelte Iteration ist nun für die Integration in ein Handmessgerät geeignet.
Parallel dazu wurde die Datenausgabe untersucht. Zunächst war geplant, ein portables Handgerät zu entwickeln, an dem die Messwerte angezeigt werden können. Mit der fortschreitenden Digitalisierung der Dosiersysteme und zur Verbesserung der Kompatibilität mit den Kuntze-online-Geräten wurde entschieden, die Messwerte über eine Smartphone-App auszugeben.
Ergebnisse
Die Machbarkeit des MEAS-Handsensors konnte bewiesen werden. Das technische Prinzip ist funktional und ein marktnaher Sensoraufbau ist bereits realisiert.
Öffentlichkeitsarbeit
Die Fähigkeiten des MEAS-Handsensors wurden im Projektzeitraum ausgewählten Kunden in direkten Gesprächen vorgestellt. Nach erfolgter Weiterentwicklung zur Marktreife wird das Handmessgerät den potenziellen Kunden in breiterer Ansprache sowie auf Kongressen und Messen präsentiert.
Fazit
Die Entwicklungsziele (portables Handgerät zur Konzentrationsmessung chlorbasierter Desinfektionsmittel in flüssigen Medien) wurden vollständig erreicht und die entwickelte Technologie eröffnet sogar über das ursprüngliche Anwendungsgebiet hinaus vielversprechende Anwendungspotenziale, die die Umwelt durch Müllvermeidung und die Reduktion von Abwasserbelastung spürbar entlasten.