DE20200601U1 - Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten, insbesondere Reagenzien, wie bei der Zuckerbestimmung in Flüssigkeiten,
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Die Bestimmung des Zuckergehalts von Flüssigkeiten gehört zu den schwierigsten Bestimmungen. Eine genormte einfache naßchemische Methode, die hauptsächlich in der Praxis des Weingewerbes Anwendung findet, ist in der einschlägigen Literatur offenbart und wird allgemein nach ihrem Urheber als Bestimmung des Zuckers nach Dr. Rebelein bezeichnet. Bei diesem Bestimmungsverfahren wird der in der zu untersuchenden Flüssigkeit enthaltene natürliche Invertzucker (Glukose, Fruktose, Saccharose nach Inversion) mit alkalischer Kupfersulfatlösung oxidiert, wobei sich ein Zucker-Kupfer-Komplex bildet, der durch Erwärmen umgewandelt wird. Der Anteil des eingesetzten Kupfers, der nicht mit dem Zucker reagiert hat, wird anschließend durch Titration mit Thiosulfat quantitativ nachgewiesen und erlaubt einen direkten Rückschluß auf den anfänglichen Zuckergehalt der Flüssigkeit. Neben der zu untersuchenden Flüssigkeit werden
Z1000227
: &Ggr;·. &Lgr;
insgesamt sechs Reagenzien in Form von Lösungen zur Durchführung des Verfahrens benötigt. Bei einer Bestimmung des Gesamtzuckergehalts von Flüssigkeiten, die einen Anteil an Rohrzucker aufweisen, ist darüber hinaus noch ein weiteres Reagenz zur anfänglichen Zuckerumwandlung (Inversion) notwendig.
Das Verfahren erlaubt im Prinzip eine genaue und reproduzierbare Bestimmung des Zuckergehaltes von Flüssigkeiten.
Allerdings ist es kompliziert und der Aufwand ist relativ hoch, da das Vorlegen der Kupfersulfatlösung sowie das Zugeben der Titrationslösung mittels gläserner Büretten erfolgt, die zu diesem Zweck an einem Stativ befestigt werden müssen und deren Handhabung, insbesondere beim Transport, und Reinigung größeren Aufwand erfordert und damit vor allem einer örtlich ungebundenen Testdurchführung hinderlich sind. Des Weiteren erfolgt die zur Umsetzung des Zucker-Kupfer -Komplexes notwendige Erwärmung mittels eines Spiegelbrenners oder - im Falle gewerblich vertriebener Testbestecke - mittels eines Infrarotbrenners. Es handelt sich also um relativ teure Labor-Spezialgeräte, die den Preis für ein Testbesteck deutlich beeinflussen. Gleiches gilt für die standardmäßige Verwendung von automatischen Meßzylindern zum Abmessen der anderen benötigten Reagenzien.
Bei einem anderen bekannten System und Verfahren werden Reagenzien mittels Heber-Dosierer dosiert, indem die zu dosierende Reagenz mittels Druck auf den weichen Vorratsbehälter durch ein Stegrohr in ein Dosiergefäß gedrückt wird, 0 und durch Umkippen der aus Vorratsgefäß und Dosiergefäß bestehende Einheit aus dem Dosiergefäß in die zu untersuchende Flüssigkeit eingegeben wird, während die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit durch Unterdruck in diesem zurückgehalten wird. Letzteres ist nicht zuverlässig. Dar-5 über hinaus muß mit der gesamten genannten Einheit hantiert
wurde. Schließlich ist es bekannt, zu dosierende Reagenzien mittels einer Spritze aus einem offenen Gefäß aufzusaugen. Da die Reagenzien oft aggressiv sind, müssen die entsprechenden Vorratsbehälter vor Entnahme geöffnet und anschließend wieder verschlossen werden, was aufwendig ist und in der praktischen Handhabung oft unterlassen wird; derart kann es zu Beschädigungen von Einrichtungen und auch zu Verletzungen kommen.
. Der Erfindung liegt von diesen Überlegungen ausgehend die Aufgabe zugrunde, zunächst eine Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten zu schaffen, die sich bei mindestens gleicher Bestimmungsgenauigkeit durch apparative Einfachheit gegenüber dem Stand der Technik auszeichnet und damit bei der täglichen Handhabung und insbesondere bei dem Übergang der Reagenzien vom Vorratsbehälter zur untersuchenden Flüssigkeit eine Verbesserung gegenüber den üblicherweise zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens verwendeten Testbestecken ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass durch einen Vorratsbehälter mit einem Saugrohr, das von nahezu dem Boden des Behälters mindestens zu dessen Oberseite reicht, und mit einer Spritze die einen Zylinder und einen in diesem bewegbaren Kolben aufweist, wobei ein Öffnungsansatz des Zylinders dichtend in den oberen Bereichen des Saugrohres einsetzbar ist und derart mittels des Kolbens eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter in den Zylinder der Spritze aufsaugbar ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Saugrohr aus der Oberseite des Vorratsbehälters herausragt; hierdurch läßt sich das Auf-
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setzen des Öffnungs- oder Saugansatzes der Spritze und damit die gesamte Handhabung weiter vereinfachen.
In weiterer Ausbildung ist vorgesehen, dass der Behälter eine lösbare Abdeckung, insbesondere in Form eines Schraubenverschlusses aufweist. In bevorzugter Ausgestaltung besteht der Behälter aus elastischem Material, wobei er, ggf. aber auch die Spritze aus Kunststoff bestehen. Während der Behälter aus weicherem Kunststoff besteht, besteht die Spritze dann ggf. vorzugsweise aus Hartkunststoff.
Zur weiteren Vereinfachung zum Zuckerbestimmen in Flüssigkeiten ist erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch mindestens eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6 als Dosiervorrichtung und einer elektrischen Widerstandsheizplatte (2.1) als Wärmequelle für die Umsetzung des Reaktionsgemisches.
Im Rahmen der Erfindung kann die Zuckerbestimmung in Flüssigkeiten durchgeführt werden, bei denen der Zucker durch eine alkalische Kupfersulfatlösung unter Bildung eines Zucker-Kupfer-Komplexes stöchiometrisch oxidiert wird, wobei das umgesetzte Kupfer durch Erwärmen zu Kupferoxydul reduziert wird, wodurch das nicht umgesetzte Kupfer mit Kaliumjodid freigemacht wird und mit Natriumthiosulfat durch Titration quantitativ bestimmt wird wobei weiterhin eine Medizinalspritze mit einem Öffnungsansatz dichtend auf ein Saugrohr eines Vorratsbehälters aufgesetzt wird, in dem Vorratsbehälter befindliche Reagenzflüssigkeit durch das Saugrohr in dosierter Weise in die Spritze aufgesaugt wird, die Spritze vom Saugrohr abgenommen und die in der Spritze befindliche Flüssigkeit in die zu untersuchende Zucker enthaltende Lösung eingegeben wird. In Weiterbildung ist dabei vorgesehen, dass zum Erwärmen des Reaktionsgemisches benötigte Heizleistung mittels einer Heizplatte zugeführt wird.
&Iacgr; &Ggr;: &Lgr;"·· &Iacgr; .:":
Die Erwärmung des Reaktionsgemisches erfolgt mittels einer einfachen Heizplatte mit elektrischer Widerstandsheizung, was sich auf den Preis der Vorrichtung positiv auswirkt, und mit deren Handhabung jedermann aus dem Alltagsleben (Kochplatten in der Küche) vertraut ist.
Bei allen Vereinfachungen bezüglich der apparativen Ausgestaltung und der Handhabung des Bestimmungsverfahrens wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Nachweisgenauigkeit erreicht, die derjenigen unter Verwendung apparativ aufwendigerer Testbestecke erreichten entspricht.
Durch die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung wird sowohl die Gefahr von Verletzungen der handelnden Personen ausgeschaltet als auch die Gefahr, dass die zu bestimmenden Flüssigkeiten aufgrund unkontrollierter Zufuhr von Analyseflüssigkeiten, z.B. bei Glasbruch unbrauchbar werden, reduziert.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert ist. Dabei zeigt:
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Figur 1 exemplarisch die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 2 eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung 30
Figur 3 schematisch den Ablauf des Bestimmungsverfahrens für natürlichen Invertzucker unter Einbeziehung der Einzelgeräte der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die bei den einzelnen Verfahrenschritten Verwendung finden.
Figur 1 zeigt die Einzelbestandteile der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Zuckerbestimmung von Flüssigkeiten. Diese beinhaltet eine elektrisehe Widerstandsheizplatte 1.1 zur Erwärmung des Reaktionsgemisches, einen 200 ml-Erlenmeyerkolben 1.2 als Reaktionsgefäß sowie Medizinalspritzen 1.3 aus Kunststoff zur Dosierung und zum Zugeben von Nachweisreagenzien. Die Reagenzien sind in flexiblen Kunststoffflaschen 1.4 als Vorratsbehälter enthalten, die darüber hinaus Spritzenhalter 1.5 aufweisen. Zum Abfüllen von Probevolumina sind Griffinbecher 1.6 vorzugsweise aus Kunststoff, vorhanden. Zusätzlich kann die Vorrichtung Ausblaspipetten 1.7 zur Dosierung der Kupfersulfatvorlage und der zu bestimmenden Flüssigkeit umfassen. Ein Laborwecker 1.8 dient der Überwachung im Verfahren vorgeschriebener Reaktionszeiten.
In der Figur 2 ist eine im Rahmen der Erfindung eingesetzte Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten, kurz Dosiervorrichtung 1 dargestellt. Diese weist die schon in der Fig. 1 enthaltenen Bestandteile, nämlich eine Spritze 1.3 sowie einen Vorratsbehälter 1.4, vorzugsweise in Form einer weichen oder flexiblen Kunststoffflasche auf. Der Vorratsbehälter 1.4 besteht aus einem Behälter oder Unterteil 1.4.1 sowie einer Abdeckung 1.4.2, ggf. in Form eines Schraubverschlusses. Der Vorratsbehälter weist weiterhin ein Saugrohr 1.4.3 auf, das von seinem unteren Ende 1.4.4 von nahe oberhalb des Bodenbereichs 1.4.5 des Vorratsbehälters 1.4 durch die Abdeckung 1.4.2 mit seinem oberen Bereich 1.4.6 herausragt. Die Medizinalspritze weist einen Zylinder 1.3.1 sowie ein in diesem beweglichen Kolben 1.3.2 auf. Der Zylinder 1.3.1 ist an seinem unteren Ende durch einen Öffnungsansatz 1.3.3 verlängert. Der Öffnungsansatz 1.3.3 ist dichtend in das obere Ende 1.4.6 des Saugrohres 1.4.3 einsetzbar. Nach Aufsetzen der Spritze 1.3 auf das
Saugrohr 1.4.6 kann mittels des Kolbens 1.3.2 über das Saugrohr 1.4.6 aus dem Vorratsbehälter 1.4 Flüssigkeit 1.4.7 in dosierter Menge, beispielsweise bis zu einer Markierung 1.3.4 am Zylinder 1.3.1 aufgezogen werden und dann in dosierter Weise in den Erlenmeyerkolben 1.2, in dem sich die zu untersuchende Flüssigkeit, wie beispielsweise Wein befindet, eingegeben werden.
Figur 3 zeigt den zeitlichen Ablauf (gestrichelte Pfeile von oben nach unten) des erfindungsgemäßen Verfahren samt der jeweils benötigten Vorrichtungsteile. Auf der Spitze stehende Quadrate in der Zeichnung symbolisieren konkrete Arbeitshandlungen gemäß der Verfahrensvorschrift, Kreise stehen für das Reaktionsgefäß - den Erlenmeyer-Kolben 2.2 , rechteckige Felder symbolisieren das Zugeben von Nachweisreagenzien bzw. Probeflüssigkeit.
Die Zuckerbestimmung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung geschieht wie folgt: Die Heizplatte 2.1 wird zu Beginn der Analyse zwecks Vorwärmung in Betrieb genommen. In einem Erlenmeyer-Kolben 2.2 werden nacheinander 10 ml Kupfersulfatlösung (Pipette, 2.3), 5 ml Seignettesalzsloung (Spritze, 2.4) sowie 2 ml der zu untersuchenden Flüssigkeit (Pipette, 2.5) eingebracht. Nach Zugeben von Siedesteinen 2.6 wird das Gemisch m Minuten auf der Heizplatte 2.1 erhitzt, anschließend mit einer Gummikappe (nicht gezeigt) verschlossen und unter fließendem Wasser abgekühlt 2.7. Danach werden nacheinander je 10 ml Kaliumjodidlösung, 16%ige Schwefelsäure und Stärkelösung mittels Kunststoffspritzen 2.8 - 2.10 zugegeben und abschließend mit Hilfe einer weiteren Spritze 2.11 mit Thiosulfatlösung bis zum Farbumschlag nach "rahmgelb" titriert.
Die entsprechenden Reagenzien werden hierzu zunächst aus den Vorratsbehältern 1.4 in dosierter Weise entnommen, in-
dem die Spritze 1.3 mit ihrem Öffnungsansatz 1.3.3 in das Oberteil 1.4.6 des Saugrohres 1.4.3 dichtend eingesetzt und anschießend eine bestimmte Menge der Flüssigkeit 1.4.7 aus dem Vorratsbehälter 1.4 in den Zylinder 1.3.1 der Spritze 1.3 eingesaugt wird, beispielsweise durch Aufziehen des Kolbens 1.3.2 eingesaugt wird, beispielsweise bis zur Markierung 1.3.4.
Die Heizplatte 2.1 kann dabei nach dem Ende des Erhitzungs-Vorgangs abgeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht auf den Einsatz im Rahmen des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Bestimmung natürlichen Invertzuckers beschränkt, sondern läßt sich auch im Rahmen der leicht modifizierten Verfahrensvorschrift zur Zuckerbestimmung mit vorheriger Inversion einsetzen.
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten, insbesondere Reagenzien, wie bei der Zuckerbestimmung in Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen Vorratsbehälter (1.4) mit einem Saugrohr (1.4.3), das von nahezu dem Boden (1.4.5) des Behälters mindestens zu dessen Oberseite (1.4.2) reicht, und mit einer Spritze (1.3) die einen Zylinder (1.3.1) und einen in diesem bewegbaren Kolben (1.3.2) aufweist, wobei ein Öffnungsansatz (1.3.3) des Zylinders (1.3.1) dichtend in den oberen Bereichen (1.4.6) des Saugrohres (1.4.3) einsetzbar ist und derart mittels des Kolbens (1.3.2) eine bestimmte Flüssigkeitsmenge aus dem Vorratsbehälter (1.4) in den Zylinder (1.3.1) der Spritze (1.3) aufsaugbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugrohr aus der Oberseite (1.4.2) des Vorratsbehälters (1.4) herausragt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter eine lösbare Abdeckung, insbesondere in Form eines Schraubenverschlusses aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus elastischen Material besteht.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Spritze und/Behälter aus Kunststoff bestehen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritze aus Hartkunststoff besteht.
7. Vorrichtung zur Zuckerbestimmung in Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch mindestens eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6 als Dosiervorrichtung und einer elektrischen Widerstandsheizplatte (2.1) als Wärmequelle für die Umsetzung des Reaktionsgemisches.
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