Sicheres Arbeiten mit Lösungsmitteln in Mikrowellen
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Werden leichtentzündliche Lösungsmittel in Mikrowellensystemen erwärmt, so gilt es spezielle Sicherheitsvorkehrungen zu beachten. Die Lösungen werden entweder einzelnen oder in mehreren Gefäßen in einem Mikrowellenofen auf Temperaturen deutlich über den Siedepunkten erhitzt. Die Gefäße sind dabei dicht verschlossen, wodurch sich ein Druck entsprechend dem Dampfdruck der Lösung aufbaut. Die Behälter müssen daher eine Überdrucksicherung enthalten, um das Bersten der Gefäße zu vermeiden. Heute geschieht dies in der Regel mit speziellen Überdruckventilen, welche bei einem definierten max. Arbeitsdruck das Gefäß kurzzeitig öffnen und wieder verschließen. Lösungsmitteldämpfe entweichen und der Druck fällt wieder unter den max. Arbeitsdruck des Gefäßes.
Hierdurch oder durch schlecht verschlossene Gefäße (Leckagen) entweichen Lösungsmitteldämpfe in den Ofenraum. Reichern sich Lösungsmitteldämpfe nun im Ofenraum an, kann es in seltenen Fällen durch Funkenbildung im Ofenraum zu Explosionen kommen. Effektiv verhindert wird dies, indem eine Anreicherung über die untere Explosionsgrenze des Lösungsmittels verhindert wird. Dies wird gewährleistet durch:
- Permanente Belüftung des Ofenraums. Die Luft im Ofenraum wird hierbei je nach Beladung mit Gefäßen zwischen 62 und 100-mal pro Minute ausgetauscht. Eine Anreicherung auch im unteren Prozentbereich ist damit ausgeschlossen.
- Ein Gasstromwächter überwacht die Belüftung des Ofenraums. Fällt diese aus, erfolgt eine Notabschaltung der Mikrowelle.
- Ein Lösungsmittelsensor überwacht die Konzentration organischer Lösungsmittel in der Abluft. Oberhalb eines Schwellwertes erfolgt wiederum eine Notabschaltung der Mikrowelle. Der Schwellwert ist für alle gängigen Lösungsmittel kleiner als ein Zehntel der unteren Explosionsgrenze.
Diese Sicherheitsvorkehrungen übererfüllen auch die Anforderungen der aktuellen EPA, ASTM, … Standardverfahren zu Mikrowellenextraktionen.