Achtung bei statischer Elektrizität, die durch fließende Flüssigkeiten erzeugt wird

Statische Elektrizität tritt in trockenen Jahreszeiten auf. Das Knistergeräusch, das beim Ausziehen eines Pullovers entsteht, stammt von der statischen Elektrizität, die durch Reibung zwischen den Kleidungsstoffen erzeugt wird. Ähnlich ist das leichte Schmerzempfinden, das beim Berühren eines Türknaufs nach dem Gehen auf einem Teppich auftritt, auf die statische Elektrizität zurückzuführen, die sich im Körper durch das Reiben des Teppichs aufgebaut hat und über den kleinen Spalt zwischen dem Türknauf und Ihrer Hand entladen wird.
Solche Erfahrungen mit statischer Elektrizität sind relativ häufig, sodass wir ihnen im Alltag oft nicht viel Beachtung schenken.

Statische Elektrizität kann jedoch ein großes Problem für elektronische Bauteile darstellen. Bei einigen Kilovolt empfinden wir nur ein leichtes Schmerzempfinden (vorausgesetzt, das Stromniveau ist sehr gering), aber einige elektronische Bauteile können bereits durch nur 0,1 kV beschädigt werden.
Gegenmaßnahmen gegen statische Elektrizität sind in den analytischen Instrumenten selbst enthalten, jedoch könnten größere Mengen an statischer Elektrizität dazu führen, dass sie nicht mehr richtig funktionieren.

Darüber hinaus erfordern einige Laborinstrumente, wie HPLC-Systeme, die brennbare organische Lösungsmittel verwenden, besondere Vorsicht aufgrund des Brandrisikos.
Zusätzlich, da es schwierig ist, den Mechanismus zu verstehen, wie statische Elektrizität Unfälle verursacht, und da einige Aspekte, die zu Unfällen führen, nur auftreten, wenn mehrere Faktoren zusammenkommen, wird oft auf Vorsicht verzichtet. Dennoch ist Vorsicht geboten, wenn große Mengen an Lösungsmittel verwendet werden. Denn wenn ein Unfall geschieht, kann er erhebliche Schäden verursachen.

Diese Seite beschreibt speziell die HPLC-Eluenten, die in flüssige Abfallbehälter fließen, aber die Gefahr gilt auch für Nicht-HPLC-Situationen, in denen ein Lösungsmittel mit niedriger Leitfähigkeit in einen Behälter mit niedriger Leitfähigkeit fließt.

• Die Möglichkeit von Unfällen durch statische Elektrizität verursacht durch Flüssigkeiten

Statische Elektrizität, die in der Nähe des HPLC-Ausflusses in einen flüssigen Abfallbehälter erzeugt wird, könnte potenziell einen Unfall verursachen. Der Prozess wird im Folgenden beschrieben.

1. Erzeugung von statischer Elektrizität
Wenn Flüssigkeit durch dünne Schläuche mit hoher Flussrate geleitet wird, wie es in HPLC-Systemen der Fall ist, erzeugt die elektrostatische Ladung der fließenden Materie statische Elektrizität (Fließelektrifizierung). (Das Ladungsniveau ist höher für schlecht leitende Lösungsmittel, die durch Kunststoffschläuche fließen. Darüber hinaus können große Mengen von Luftblasen, die durch den Schlauch fließen, die statische Elektrizität verstärken.)

A: Ladung, die mit dem Flüssigkeitsfluss mitbewegt wird
B: Ladung, die an einer festen Oberfläche fixiert ist und sich nicht bewegen kann

2. Ansammlung statischer elektrischer Ladung
Wenn sich elektrostatistisch geladene Flüssigkeit in einem elektrisch isolierten Behälter akkumuliert, steigt die Ladungsmenge allmählich an, bis sie leicht hohe Spannungen im Bereich von mehreren kV erzeugen kann.

3. Freisetzung von Energie durch elektrische Entladung
Wenn ein elektrischer Leiter in eine bestimmte Entfernung zum Behälter kommt, tritt eine elektrische Entladung auf, die thermische Energie freisetzt.

4. Entzündung brennbarer Substanzen
Wenn sich eine ausreichende Konzentration von brennbarem Gas in der umgebenden Atmosphäre befindet, wird das Gas leichter entzündet.

Abb. 2 veranschaulicht potenzielle Unfallsituationen.

• Verhinderung von Unfällen durch statische Elektrizität

Es sollten Maßnahmen ergriffen werden, um die Erzeugung und Ansammlung statischer Elektrizität zu vermeiden. Insbesondere sollten folgende Maßnahmen ergriffen werden, wenn große Mengen brennbarer Lösungsmittel verwendet werden.

Maßnahme 1
Verwenden Sie einen metallischen Abfallbehälter für Flüssigkeiten (mit einer leitfähigen Innenfläche, z. B. einer verchromten Metallkanne) und verbinden Sie den Behälter mit dem Erdungssystem.
Achten Sie darauf, dass diese Abfallbehälter ordnungsgemäß geerdet sind. Es ergibt keinen Sinn, einen Metallbehälter zu verwenden, wenn dieser nicht geerdet ist oder der Erdungsdraht getrennt wird. (P/N 228-21353-91 kann ebenfalls als Erdungsdraht verwendet werden.) Dadurch wird sichergestellt, dass sich keine statische Ladung im Abwasser oder im Behälter ansammelt.
Selbst einige Metallbehälter haben Oberflächen, die oxidbeschichtet oder laminiert sind und daher möglicherweise nicht leitfähig sind. Verwenden Sie einen elektrischen Tester, um zu bestätigen, dass der Behälter geerdet ist. Wird nur Flüssigkeit mit einer sehr geringen Leitfähigkeit (10-10 S/m oder weniger) in den Abfallbehälter eingeleitet, besteht eine Möglichkeit darin, eine unbedenkliche leitfähige Flüssigkeit in den Behälter zu geben.

Maßnahme 2
Um zu verhindern, dass Funken in den Abfallbehälter gelangen, halten Sie die Größe von Lücken an Einlass- und Auslassöffnungen so klein wie möglich.
(Zum Minimieren solcher Lücken können P/N 228-21354-91 Kappen auch für 18-Liter- und 4-Liter-Dosen verwendet werden.)

Maßnahme 3
Halten Sie elektrostatistisch geladene Objekte, einschließlich menschlicher Körper, von dem Abfallbehälter fern.
Um zu verhindern, dass der Körper aufgeladen wird, tragen Sie antistatische Kleidung oder Schuhe, erden Sie den Körper mit einem antistatischen Handgelenkband (mit einem 1 MΩ Widerstand zum Schutz des Körpers) oder sorgen Sie für leitfähige Bodenflächen in Arbeitsbereichen, zum Beispiel mit antistatischen Bodenmatten. Wenn Sie keine antistatischen Maßnahmen getroffen haben, berühren Sie ein geerdetes Metallobjekt, bevor Sie sich dem Abfallbehälter nähern, um statische Ladungen von Ihrem Körper abzuleiten.

Maßnahme 4
Verwenden Sie Schläuche mit größerem Innendurchmesser (zum Beispiel mindestens 2 mm) für Abflussleitungen, durch die große Mengen Flüssigkeit fließen.
Luftblasen in der Flüssigkeit können die elektrostatische Ladung um das Vielfache erhöhen. Überprüfen Sie die Schlauchverbindungen auf Luftleckagen.

Maßnahme 5
Wenn der Flüssigkeites-Abfallbehälter nicht leitfähig gemacht werden kann, stellen Sie sicher, dass das Ende des Abflussrohrs unter der Oberfläche der Flüssigkeit im Abfallbehälter bleibt. Alternativ können Sie geerdetes Metall in die Flüssigkeit legen.
Diese Methode ist jedoch bei Flüssigkeiten mit niedriger Leitfähigkeit (10-10 S/m oder weniger) größtenteils ineffektiv.

Maßnahme 6
Verwenden Sie einen Behälter, der so klein wie möglich ist, um die Schäden im Falle eines Brandes zu minimieren.

Maßnahme 7
Die Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts (über 65 %, zum Beispiel) kann eine antistatische Wirkung haben. Lassen Sie daher den Raum nicht trocken werden.

Unfälle durch statische Elektrizität können durch die Beachtung der oben genannten Maßnahmen verhindert werden. Diese Maßnahmen mögen wie eine unnötige Mühe erscheinen, aber auf solche Möglichkeiten vorbereitet zu sein, ist ebenfalls wichtig.
Als Hersteller von HPLC-Systemen hoffen wir, auch leicht zu verwendende Peripheriegeräte anzubieten, die sorgfältig auf Sicherheit ausgelegt sind.

Zusätzliche Anmerkungen
Es gibt viele andere Bereiche im Labor, neben dem HPLC-System, die besondere Vorsicht im Hinblick auf statische Elektrizität erfordern.

1. Brennbare Stoffe: In Laboren befinden sich viele brennbare Substanzen, wie organische Lösungsmittel. Halten Sie brennbare Stoffe abgedeckt, um eine Exposition zu verhindern. Sorgen Sie für Belüftung von brennbaren Dämpfen. (Wählen Sie die Höhe der Belüftungsventilatoren, da die meisten Lösungsmittel schwerer als Luft sind, Wasserstoff jedoch leichter ist als Luft.)

2. Elektrisches System: Leiterplatten sind besonders anfällig für statische Elektrizität. Insbesondere wenn eine statisch aufgeladene Person ein elektrisches Gerät mit einem Metallwerkzeug berührt, kann dies zu einer Fehlfunktion oder einem sofortigen Stromausfall führen. Gewöhnen Sie sich an, das Gebäude oder Wasserrohre zu berühren, um statische Ladungen zu beseitigen, bevor Sie ein elektrisches Gerät berühren.

3. Pulver: Pulver können aufgrund von Reibung mit dem Behälter oder durch die Übernahme der statischen Ladung von Menschen haften bleiben oder herumspringen. Beim Abwiegen von Pulvern kann ein Ionisator verwendet werden, um statische Elektrizität zu beseitigen.
→ STABLO-Ionisatoren

Im Allgemeinen sollte die erste Maßnahme sein, die Luftfeuchtigkeit im Raum zu erhöhen. Eine weitere Maßnahme besteht darin, vor dem Betreten des Raumes auf eine antistatische Matte zu treten.