Der Versauerung der Meere auf der Spur

Anspruchsvolles Liquid Handling auf hoher See

Für seine Systeme zur Analyse des Kohlenstoffs im Meerwasser benötigt das Kieler Unternehmen Marianda Einbaupumpen, die unter widrigen Umständen zuverlässig, langlebig und flexibel sind. 

© Studgeogr/CC BY-SA 3.0

Langlebigkeit und Zuverlässigkeit der eingesetzten Komponenten gehören zu den wichtigsten Anforderungen an eine Laborausrüstung. Dies gilt umso mehr für komplexe Analysegeräte, die auf Forschungsschiffen zum Einsatz kommen. Für seine Systeme zur Analyse des Kohlenstoffs im Meerwasser nutzt das Kieler Unternehmen Marianda OEM-Einbaupumpen von Watson-Marlow und schätzt deren Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Flexibilität.

Hintergrund der Forschungsarbeiten: Nicht nur in der Erdatmosphäre erhöht sich der Gehalt des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid, auch in den Ozeanen steigt die Konzentration von gelöstem Kohlenstoffdioxid spürbar an. Experten schätzen, dass ungefähr die Hälfte des Gesamtausstoßes im Meer landet – gut fürs Klima aber schlecht für die Meeresbiologie. Denn dort wirkt CO2 chemisch, und führt zu einer Versauerung der Meere mit erheblichen negativen Folgen für die Nahrungsketten und das biologische Gleichgewicht in den Ozeanen. Insbesondere kalkbildende Lebewesen wie Korallen leiden unter der Versauerung ihres Lebensraumes.

In zahlreichen Forschungsprojekten und auf Forschungsschiffen weltweit sind Wissenschaftler der Versauerung der Meere auf der Spur. Mit modernsten Analyseverfahren messen sie den im Meerwasser gelösten Kohlenstoff und spüren seinem Einfluss in den Ozeanen nach.

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Das Analysegerät VINDTA 3C von Marianda misst innerhalb von nur 20 Minuten per Titration gleichzeitig zwei Parameter des Karbonatsystems im Meerwasser. Den Transport der Probenflüssigkeit übernehmen zwei OEM-Schlauchpumpen der Watson-Marlow Fluid Technology Group. © Watson-Marlow Fluid Technology Group

Die dafür benötigten hochgenauen Analysegeräte stammen häufig vom Kieler Experten „Marianda“ (MARIne ANalytics and DAta). Das Unternehmen hat sich auf die Untersuchung der relevanten Kohlenstoffparameter spezialisiert. „Mit dem System VINDTA 3C (Versatile INstrument for the Determination of Total inorganic carbon and titration Alkalinity) können bei einer Probe gleichzeitig zwei Parameter des Karbonatsystems, die Alkalinität und der gesamte gelöste anorganische Kohlenstoff, gemessen werden“, erläutert Firmengründer Dr. Ludger Mintrop. „Aus derselben Probe innerhalb von nur 20 Minuten per Titration zwei Parameter mit der erforderlichen Präzision zu messen, das schafft aktuell kein anderes Gerät auf dem Markt“, so der Meereschemiker.

Ermöglicht wird dies durch ein ausgeklügeltes System an Probenbehältern, Schläuchen und Messzellen sowie eine umfangreiche, benutzerfreundliche Analysesoftware. Den Transport der Probenflüssigkeit zu und von den Messzellen übernehmen zwei OEM-Schlauchpumpen der Watson-Marlow Fluid Technology Group. Die erste der beiden Pumpen pumpt die Probenflüssigkeit in Pipetten und von dort zu den Messzellen, während die zweite Pumpe eine der Messzellen nach dem Analysevorgang entleert und mit einer Spüllösung reinigt.

Anspruch durch Dauereinsatz und Seewasser
Bei den Pumpen für diese Geräte kommt es vor allem auf Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Flexibilität an. Außerdem muss bauartbedingt die Förderrichtung umkehrbar sein. „Unsere Analysegeräte sind auf der ganzen Welt und häufig unter anspruchsvollen Bedingungen im Einsatz. Viele Geräte werden auf Forschungsschiffen eingesetzt; während der Forschungsreisen sind sie rund um die Uhr im Dauereinsatz und dabei häufig Seewasser ausgesetzt. Dann wiederum werden die Geräte zwischen den Reisen oft für mehrere Monate eingelagert oder zu neuen Einsatzorten transportiert“, berichtet Ludger Mintrop.

Bei der Auswahl der für die Analysegeräte idealen Pumpenlösungen konnte er auf frühere Erfahrungen zurückgreifen. „In meiner Forschungslaufbahn hatte ich bereits die OEM-Pumpen von Watson-Marlow kennengelernt und mich von ihrer Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit überzeugt“, erläutert Dr. Mintrop.

Die Einbaupumpen 400FDC/R1 von Watson-Marlow fördern bis zu 1 000 ml/min. Hochwertige Einzelkomponenten und ein federgelagertes Schlauchbett und Schlauchklemmen bieten ein einfaches Handling und ermöglichen hohe Flexibilität und lange Lebensdauer. © Watson-Marlow Fluid Technology Group

Die Wahl aus dem umfangreichen Watson-Marlow Sortiment an OEM-Einbaupumpen fiel für beide Förderaufgaben in dem Gerät VINDTA 3C auf die 400FDC/R1 Pumpenmodelle. Die kompakten OEM-Einbaupumpen eignen sich für Fördermengen von bis zu 1 000 ml/min. Sie verfügen über ein federgelagertes Schlauchbett und federgelagerte Schlauchklemmen, der Spalt für den Schlauch kann manuell eingestellt werden. Dadurch wird der für die Anwendung optimale Anpressdruck des Schlauchs gesichert und die Lebensdauer maximiert. Der Pumpenkopf verfügt über vier kugelgelagerte Rollen aus Edelstahl. Für Anwendungen, bei denen es auf eine möglichst geringe Pulsation ankommt, stehen auch Pumpenköpfe mit acht Rollen zur Verfügung. Die Pumpe kann über PWM oder Steuerspannung geregelt werden. Zum Einsatz kommen ausschließlich robuste und langlebige Einzelkomponenten, beispielsweise aus Edelstahl, Aluminium und Karbonstahl.

Die 400er-Pumpen bieten einfaches Handling und trotz ihrer Kompaktheit eine hohe Fördermenge. „Dadurch kann die Messzelle schnell entleert und gespült werden und ein zügiges Arbeiten wird ermöglicht“, erläutert Dr. Ludger Mintrop. Durch die Vielseitigkeit der Pumpen war es außerdem möglich, zwei identische Pumpenmodelle in dem Gerät zu verwenden. „Dies erleichtert sowohl die Fehleridentifikation als auch die Ersatzteilhaltung“, so Dr. Mintrop. „Wobei eine Ersatzteilhaltung durch die Zuverlässigkeit der OEM-Pumpe eigentlich unnötig ist, denn bislang gab es noch nie Probleme mit Pumpenausfällen.“

Bauteile anpassen – Pumpe maßschneidern
Weiteres Plus der Watson-Marlow OEM-Schlauchpumpen ist ihre große Flexibilität. Dank des einstellbaren Spalts kann die Pumpe auf Endlosschläuche in sieben verschiedenen Größen eingestellt werden. Dadurch können bei den beiden identischen in dem Gerät verbauten Pumpen jeweils unterschiedliche Schlauchgrößen zum Einsatz kommen. Bei der unteren Pumpe, die die Messzellen schnell spülen muss, kommt ein Schlauch mit einem größeren Innendurchmesser zum Einsatz als bei der oberen Pumpe, wo es auf eine höhere Genauigkeit bei der Förderung ankommt. Je nach Wunsch kann nahezu jedes Bauteil den individuellen Bedürfnissen angepasst werden, Kunden können so ihre maßgeschneiderte Pumpe zusammenstellen. Bei Marianda kommen zum Beispiel kundenspezifische Schrauben zum Einsatz.

Auch in puncto Zuverlässigkeit und Robustheit überzeugen die bei Marianda eingesetzten Schlauchpumpen: „Man merkt einfach, dass sowohl beim Antrieb als auch beim Pumpenkopf hochwertige Komponenten verwendet werden. Daher ist die Korrosion durch den Kontakt mit Seewasser, bei Pumpen immer ein Thema, bei den Watson-Marlow-Pumpen kein Problem.“

Von der Zuverlässigkeit der Pumpen profitiert Marianda direkt: Die Geräte gehen in die gesamte Welt, daher wäre jede Reparatur ein großer organisatorischer und zollbürokratischer Aufwand und mit entsprechenden Kosten verbunden. Kein Problem dank der OEM-Pumpen von Watson-Marlow: „Wir hören in aller Regel nichts mehr von den Pumpen bei ausgelieferten Geräten. Dabei sind viele schon seit fast 20 Jahren im Einsatz. Genauso soll das sein“, sagt Dr. Ludger Mintrop.

Watson-Marlow Fluid Technology Group

Das Unternehmen auf der Labvolution:
Halle 20, Stand C28

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