Behälteraufsatz SafetyCap Teil 1

Reduktion von Emissionen

SCAT Safety-Aufsätze bei der Nutzung von Lösungsmittelvorratsflaschen – Teil 1
Die SGS Institut Fresenius GmbH wurde von der SCAT Europe GmbH beauftragt, eine Reduktion der Emissionen aus Lösungsmittelbehältnissen durch den Einsatz von SCAT Safety-Aufsätzen zu überprüfen. In diesem Zusammenhang wurden 1000-ml-Lösungsmittelflaschen mit und ohne einen SCAT-Aufsatz versehen und die Emissionen über einen Zeitrahmen von bis zu 28 Tagen verglichen.

Zur Bestimmung der Dichte- und der Volumenänderung wurde 1 l einer Methanol/Wasser-Mischung (80/20) in zwei Testflaschen eingefüllt. Im Anschluss wurde eine Flasche mit einem SCAT SafetyCap verschlossen, wohingegen die Referenzflasche offen blieb, um eine vergleichende Beurteilung vornehmen zu können. In verschiedenen Zeitabständen von 0...8 Tagen wurde eine Änderung der Dichte mittels eines Pyknometers überprüft. Weiterhin wurde die Volumenänderung bestimmt, wobei der in der Flasche verbleibende Volumenanteil Methanol durch Differenzwägung und Umrechnung über die Dichte ermittelt wurde.

Zur Bestimmung der Volumenänderung reiner Lösungsmittel wurde 1 l Methanol bzw. Acetonitril in je zwei Flaschen gefüllt, je eine Flasche wird mit einem SCAT SafetyCap verschlossen, wohingegen die Referenzflasche offen bleibt, um eine vergleichende Beurteilung vornehmen zu können. Die Messung der Volumenänderung erfolgt nach 7 und nach 28 Tagen.

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Ergebnisse zu Methanol/Wasser

Die Ergebnisse der Bestimmung von Dichte- und Volumenänderung des Methanol/Wassergemisches zeigt Tabelle 1. Die Ergebnisse der Bestimmung der Volumenänderung bei Methanol und Acetonitril sind in Tabelle 2 dokumentiert.

Die SGS-Institut Fresenius GmbH wurde von der SCAT Europe GmbH beauftragt, die Effektivität ihrer SCAT SafetyCaps im Vergleich zu einer Lösungsmittelflasche ohne SCAT SafetyCap näher zu beurteilen. Es wurden die Veränderungen innerhalb der Dichte bei einem Methanol-/Wassergemisch näher überprüft, um festzustellen, ob durch den SCAT Safety-Aufsatz eine Änderung der Zusammensetzung bei einer längeren Standzeit von acht Tagen verhindert werden kann.

Bei einem Vergleich der Messergebnisse wird ersichtlich, dass mit dem SCAT SafetyCap keine Dichteveränderungen festzustellen sind, so dass die Ausgangsdichte von 0,855 g/ml im gesamten Prüfungszeitraum von acht Tagen konstant geblieben ist.
Im Gegensatz hierzu konnte in der Lösungsmittelflasche ohne SCAT SafetyCap eine nachweisbare Änderung der Dichte analysiert werden, sodass der Ausgangswert von 0,855 g/ml auf eine Dichte im Lösungsmittelgemisch von 0,858 g/ml angestiegen ist (siehe Diagramm). Ein Anstieg der Dichte indiziert einen höheren Verlust von Methanol aus dem Gemisch als von Wasser. Der Verlust findet nicht im gleichen Mischungsverhältnis statt. Damit ist eine Veränderung in der Zusammensetzung in dem Methanol-/Wassergemisch gegeben, welche im Laborbereich zu Messwertfehlern führen kann. Im Gegensatz hierzu ist in der Lösungsmittelflasche mit SCAT-Aufsatz keine Veränderung in dem Mischungsverhältnis erkennbar, so dass ein Messwertfehler durch eine Veränderung der Zusammensetzung auszuschließen ist.

Ergebnisse zu Methanol/Acetonitril

Zur Beurteilung der Volumenänderung bei Methanol und Acetonitril wurde im ersten Verfahrensschritt die Volumenänderung mittels Differenzwägung innerhalb einer 28-tägigen Pilotstudie ermittelt, wobei als Lösungsmittel sowohl Acetonitril als auch Methanol vorgegeben wurde. Diese beiden Lösungsmittel wurden eingesetzt, um hierbei eine bestmögliche Vergleichbarkeit mit den realen Vor-Ort-Bedingungen in einem HPLC-Labor herzustellen.

Aufgrund der dargestellten Messergebnisse wird ersichtlich, dass in den beiden Untersuchungsreihen mit dem SCAT SafetyCap kaum eine Volumenänderung nach 28 Tagen festgestellt werden konnte. Im Vergleich hierzu konnte ohne die SCAT SafetyCaps eine deutliche Minderung des vorgegebenen Volumens von 1000 ml innerhalb des Untersuchungszeitraumes festgestellt werden. Somit konnte für Acetonitril ohne SafetyCap nach 28 Tagen eine Volumenminderung von fast 10 % festgestellt werden, so dass nur noch 90 % des Ausgangsvolumens nach 28 Tagen in der Lösungsmittelflasche ohne SafetyCap vorlagen. Nach vier Wochen ergibt sich somit ein Verlust von fast 10 % der eingesetzten Lösungsmittelmenge, die ungefiltert in die Raumluft entwichen ist.

Die deutlich stärkere Volumenabnahme nach 28 Tagen ist hierbei durch den verlängerten Zeitinterverall zwischen der ersten Messung nach sieben Tagen und der zweiten Messung nach 28 Tagen begründet.

Innerhalb der Differenzwägung zur Bestimmung der Volumenänderung für Methanol wird ersichtlich, dass hierbei eine noch signifikantere Minderung in der Lösungsmittelflasche ohne SCAT SafetyCap nach 28 Tagen vorliegt, so dass nach 28 Tagen in der Lösungsmittelflasche ohne SafetyCap nur noch 87,8 % des Ausgangsvolumens vorliegt, wohingegen in der Lösungsmittelflasche mit dem SafetyCap das Ausgangsvolumen zu 100 % vorliegt. Auch hier wird deutlich, dass ein Verlust von fast 13 % der eingesetzten Lösungsmittelmenge vorliegt, die in die Raumluft entwichen sind.

Fazit

Zusammenfassend wird ersichtlich, dass die Lösungsmittelemissionen durch die SCAT SafetyCaps deutlich reduziert werden konnten. In diesem Zusammenhang ist somit eine deutliche Reduktion der vorliegenden Raumluftbelastungen mit Lösungsmitteln in einem Labor bei einer Nutzung von SCAT Safety-Aufsätzen zu erwarten. Hierbei ist eine Minderung der Lösungsmittelkonzentration in der Raumluft in ähnlichen Größenverhältnissen wie oben dargestellt anzunehmen, so dass eine deutlich geringere gesundheitliche Gefährdung für die Mitarbeiter gegeben ist.

Weiterhin wird durch den SCAT Safety-Aufsatz das Risiko von Lösungsmittel-Blindwerten in Laboren deutlich minimiert, so dass der Einsatz von SCAT SafetyCaps ebenfalls als eine qualitätssichernde Maßnahme verstanden werden kann.

Josef Spark*), Dr. Richard Mecke**)

  1. Institut Fresenius GmbH, Im Maisel 14, 65232 Taunusstein
  2. SCAT Europe GmbH, Opelstr. 3, 64546 Mörfelden, E-Mail: mecke@scat-europe.com.
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