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WO2025031540A1 - Device and method for separating polymer particles from a sample - Google Patents

Device and method for separating polymer particles from a sample Download PDF

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Publication number
WO2025031540A1
WO2025031540A1 PCT/DE2024/100697 DE2024100697W WO2025031540A1 WO 2025031540 A1 WO2025031540 A1 WO 2025031540A1 DE 2024100697 W DE2024100697 W DE 2024100697W WO 2025031540 A1 WO2025031540 A1 WO 2025031540A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
sample
polymer particles
particles
oily phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/DE2024/100697
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Grischek
Kathrin Harre
Luise Elisabeth LINDNER
Sven SCHIRRMEISTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Original Assignee
Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden filed Critical Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Publication of WO2025031540A1 publication Critical patent/WO2025031540A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/1443Feed or discharge mechanisms for flotation tanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0027Floating sedimentation devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/28Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02Separating plastics from other materials
    • B29B2017/0213Specific separating techniques
    • B29B2017/0217Mechanical separating techniques; devices therefor
    • B29B2017/0237Mechanical separating techniques; devices therefor using density difference
    • B29B2017/0244Mechanical separating techniques; devices therefor using density difference in liquids

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for separating polymer particles from a sample, in particular micropolymer particles from a sediment sample.
  • the invention relates to a particularly simple possibility for separating or isolating polymer particles, in particular micropolymer particles, from samples or environmental samples, for example in preparation for investigations to be carried out on the quantity and composition of the polymer particles or micropolymer particles in an environmental sample.
  • Microplastics are solid and insoluble synthetic polymer particles that are smaller than five millimeters in size. Because of their small size, such particles are also called microplastic particles or micropolymer particles. Micropolymer particles are usually created in the environment by weathering and fragmentation of larger plastic parts, which are also known as macropolymer particles. The reason for this is not only tire abrasion, the wear and tear of larger plastic parts such as packaging, the washing of synthetic textiles, the use of micropolymer particles in cosmetics, but above all garbage deposits, from which micropolymer particles end up in rivers, seas, shorelines and agricultural land, for example.
  • micropolymer particles cause inflammatory reactions in marine organisms such as mussels and cause a reduction in the growth rate of planktonic crustaceans.
  • Another major problem is the ability of micropolymer particles to bind to, for example, poorly degradable organic pollutants such as pesticides, which are then absorbed by marine organisms and thus enter the food chain.
  • Density separation involves separating micropolymer particles from a sediment sample based on their different densities.
  • Salt solutions are used as the separation medium.
  • the density of the separation medium lies between the density of the plastic, i.e. the micropolymer particles, and the sediment.
  • Zinc chloride solutions, sodium tungsten solutions and/or potassium iodide salt solutions are used as salt solutions.
  • the main disadvantage of this method is the use of the separating agent, which has to be disposed of at great expense as a contaminated material.
  • the high concentrations of the salt solutions used as separating agents are associated with correspondingly high acquisition costs for the chemicals used.
  • the disadvantage of the density separation process is that the salts used in the process can be an environmental burden.
  • an oil such as olive oil, rapeseed oil and/or castor oil is used as a buoyancy agent or separator.
  • This process works in such a way that when a sediment sample containing water and oil is mixed, the particles/polymer particles contained therein are wetted by the oil, whereby the micropolymer particles in the suspension are enveloped by the oil. Due to the lower density of the oil, the oil-wetted micropolymer particles are deposited on the water phase. In other words, due to the lower density of the oil compared to the water or an aqueous phase, a phase separation occurs, with the micropolymer particles collecting in the oil phase.
  • a state-of-the-art method and device for oil separation are known from Scopetani, Costanza; Chelazzi, David; Mikola, Juha; Leiniö, Ville; Heikkinen, Reijo; Cincinelli, Alessandra; Pellinen, Jukka (2020): Olive oil-based method for the extraction, quantification and identification of microplastics in soil and compost samples.
  • DOI 10.1016/j.scitotenv.2020.139338 from 2020.
  • the apparatus described there is not suitable for real environmental samples, as only very small sample quantities can be used.
  • common glass devices wet or clog when carrying out the oil separation process.
  • the process works by controlling the temperature of the phase mixture to support phase separation.
  • cooling to a temperature of -40 °C requires a relatively high energy requirement in order to reach the solidification temperature of the phases contained, which is required for separation.
  • Another problem with this process, which is associated with cooling at particularly low temperatures, is the use of water as the separation phase, since water expands significantly at very low temperatures below 0 °C, which means that special requirements are placed on the equipment structure in order to avoid damage to the equipment.
  • the object of the invention is therefore to provide a device and a To provide a method for separating polymer particles, in particular micropolymer particles, from a sample, such as a sediment sample, whereby a reliable separation of polymer particles, in particular micropolymer particles, from the sample is achieved, whereby environmentally harmful waste products or by-products are avoided and costs are reduced.
  • microplastics, microplastic particles, polymer particles or micropolymer particles are understood to mean in particular insoluble plastic particles of different types of plastic with a particle size of less than 500 pm.
  • the device for separating polymer particles, preferably micropolymer particles, from a sample containing polymer particles, preferably micropolymer particles has a container with a container opening for receiving a liquid and the sample containing polymer particles, preferably micropolymer particles.
  • a further component of the device is a tubular container attachment which is detachably connected to the container and which corresponds to the container opening in such a way that a liquid rising from the container and exiting the container reaches the tubular container attachment.
  • the container can have a flat base surface on which the container is placed in its position of use.
  • the container opening can be arranged on a side of the container opposite the base surface.
  • the container is preferably designed in the form of a bottle.
  • the container can be made of glass or plastic.
  • the container is used to mix a sample containing micropolymer particles with water and, for example, oleic acid and thus produce a sample mixture in the container.
  • a tubular container attachment that can be separated from the container opening and corresponds to the container opening is arranged at the container opening of the container.
  • This tubular container attachment is sealingly connected to the container opening of the container, which can be arranged on the top of the container, whereby the connection to the tubular container attachment forms a riser pipe that extends beyond the container opening of the container for the sample mixture in the container.
  • connection between the container and the tubular container attachment is preferably designed for multiple use.
  • a detachable and sealing connection between the tubular container attachment and the container opening of the container can be realized, for example, with a screw connection, in which the tubular container attachment can be screwed onto the container or screwed into the container.
  • a clamp or snap closure, each in conjunction with a sealing ring, can also be provided as a detachable and sealing connection means.
  • the tubular container attachment corresponds to the container opening in such a way that a liquid rising from the container can pass through the container opening into the tubular container attachment.
  • a stirring means is arranged on the container or in the container.
  • a magnetic stirrer with a magnetic stirring rod can be provided as the stirring means.
  • the stirring means is designed as a magnetic stirrer known from the prior art with a magnetic stirring rod inserted in the sample mixture.
  • the container is placed on a base of the magnetic stirrer and a magnetic stirring bar coated with glass or plastic is placed in the container and set in rotation by means of the magnetic effect generated by the base.
  • This stirring agent is to achieve a thorough mixing of the liquids introduced into or present in the container.
  • the container can have a fumigant with which a gas can be introduced into the interior of the container and in particular into a sample mixture contained in the container.
  • Such a fumigant can be temporarily arranged on the container and causes a gas to be introduced into the container.
  • a gas In the simplest case, air is used for fumigation.
  • nitrogen or argon can also be used for fumigation.
  • the fumigant can have a pipe which is introduced into the interior of the container via the container opening.
  • the pipe is arranged inserted in a wall of the tubular container attachment. This pipe is arranged in the wall of the tubular container attachment in such a way that it protrudes into the container on one side via the container opening of the container and protrudes beyond the second side of the tubular container attachment remote from the container opening of the container in order to connect, for example, a means for generating a gas with a predetermined pressure to this end.
  • a gas can also be introduced through a second opening formed in the container.
  • the second opening for gas introduction can be formed in a jacket surface of the container close to the bottom or directly in the bottom of the container.
  • a holder for the container can be provided in order to allow access for gas introduction from below, namely from the bottom of the container.
  • the device further comprises a tempering device with which at least the tubular container attachment connected to the container can be cooled at least in some areas.
  • the tempering device is designed such that a region of the tubular container attachment to be tempered can be tempered in a temperature range preferably between 17 °C and 0 °C.
  • the temperature control device can have Peltier elements or fluid-carrying lines, which are arranged on the tubular container attachment for temperature control of the tubular container attachment.
  • fluid-carrying lines can be arranged on the outer circumference of the tubular container attachment.
  • a design in which a spiral arrangement of the fluid-carrying line or lines forms the tubular container attachment is also conceivable. This means that the tubular container attachment is formed solely by the spiral arrangement of the fluid-carrying line.
  • the fluid-carrying line designed as a tubular container attachment can have line connections for detachable connection to the temperature control device in order to be able to separate the fluid-carrying line from the temperature control device.
  • the temperature control device can be designed to control the temperature of the entire container.
  • a design of the temperature control device that enables temperature control in different zones is also conceivable.
  • the temperature control device can be designed to heat the container, with the tubular container attachment being able to be cooled and heated at different times.
  • the tubular container attachment is made of plastic, for example polytetrafluoroethylene (PTFE). Due to its fluid-repellent properties, PTFE is particularly suitable as a material for the tubular container attachment. Continue Transparent materials are advantageous, as they allow easy reading of the fill level in the tubular container attachment.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the tubular container attachment is preferably designed as a straight hollow cylinder.
  • a straight hollow cylinder is easy to manufacture and can be easily connected to the circular container opening in a sealing and corresponding manner.
  • Other tubular shapes of the tubular container attachment, for example with a curved section, can be provided if this is structurally necessary.
  • the container has a variable volume.
  • a container can be made of an elastic material, preferably a plastic. By compressing the elastic container, the internal volume is reduced, so that a liquid present in the container is pressed out of the container via the container opening into the tubular container attachment.
  • a design with a piston guided in the cylindrical container can also be provided, which is movable in a direction towards the container opening such that a liquid present in the container passes through the container opening in the direction of the latter into the tubular container attachment.
  • the invention also relates to a method for separating polymer particles, preferably micropolymer particles, from a sample containing polymer particles, in particular a sediment sample.
  • a sample containing polymer particles, in particular a sediment sample is referred to below as a sample.
  • the method involves mixing a sample with a water-oil mixture, preferably with a water-oleic acid mixture, in a container.
  • the water-oil mixture preferably water-oleic acid mixture
  • the sample is first placed in the container and then the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, or water and oil or water and oleic acid are added separately to the container.
  • the sample mixture produced is separated into an aqueous phase and an oily phase floating on the aqueous phase, in which the micropolymer particles contained in the sample collect.
  • a specified rest period can be observed for phase formation or for phase separation to occur.
  • the oily phase which is separated and floating on an aqueous phase after mixing has ended, is transferred, together with the polymer particles it contains, with the oily phase from the container into a tubular container attachment that is detachably connected to the container by a rise in the aqueous phase. As soon as the oily phase has been transferred to the tubular container attachment, the liquid level of the aqueous phase is no longer changed in order to keep the oily phase in its position in the tubular container attachment.
  • the increase in the aqueous phase in the container or from the container can be achieved by increasing the volume of the aqueous phase in the container, for example by introducing water or a liquid which has a greater density than the oil used into the container without disturbing the formation of the oily phase.
  • the introduction of the water or the liquid which has a greater density than the oil used can be achieved, for example, through a gassing pipe or through an opening provided for this purpose in the container. It is also possible to achieve an increase in the aqueous phase by reducing the container volume. When using an elastic container, the volume reduction can be achieved by compressing the container.
  • a piston device can be used to reduce the container volume and displace the aqueous phase with the floating oily phase through the container opening into the tubular container attachment. It should be noted that the transfer of the floating oily phase into the tubular container attachment should be carried out carefully and at an appropriate speed so as not to impair the phase separation.
  • the temperature is lowered until the oily phase solidifies and the oily phase solidified in the tubular container attachment is separated from the container in the solid state together with the micropolymer particles contained therein. During the separation, the aqueous phase can flow out of the tubular container attachment.
  • the separated solidified oily phase is then heated, releasing the separated polymer particles and micropolymer particles.
  • the sample mixture formed from the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, and the sample is gassed with a gas during or after mixing.
  • a hose or pipe can be inserted into the sample mixture via the container opening and a gas, such as air, can be introduced into the sample mixture.
  • a gas such as air
  • Nitrogen or argon can be used as the gas, although ambient air is preferred for cost reasons.
  • the introduction of a gas into the sample mixture promotes the phase separation of the sample mixture.
  • the sample mixture formed from the water-oil mixture preferably water-oleic acid mixture
  • the sample is tempered during or after mixing. It has been shown that tempering the sample mixture in the container contributes to better mixing and improved wetting of polymer particles, which can increase the separation performance.
  • the tempering is preferably carried out above the solidification temperature of the oily phase.
  • the method according to the invention is based on the natural process of phase separation between an aqueous phase and an oily phase and the possibility of converting the oily phase into a solid or at least pasty form by lowering the temperature in order to separate it from the still liquid aqueous phase.
  • the temperatures for tempering the sample mixture formed are selected according to the method so that the oil or oleic acid used can solidify in the oily phase when the oily phase has been transferred to the tubular container attachment, with the aqueous phase remaining liquid.
  • the aqueous phase can contain a dissolved salt to prevent the aqueous phase from solidifying below 0 °C. This can be advantageous for some applications.
  • the exact temperatures depend on the oils or oleic acid used and the composition of the aqueous component.
  • oils are conceivable as components of the water-oil mixture.
  • silicone oil as a component of the water-oil mixture can also be envisaged.
  • oleic acid (9-octadecenoic acid) as a component in the mixture with water makes handling in the laboratory particularly practical.
  • the proportion of oil or oleic acid is chosen so that the solid oil or oleic acid can be easily removed - i.e. does not exceed the volume of the tubular container attachment. If necessary, the size or the capacity of the tubular container attachment can be adjusted.
  • the amount or proportion of the aqueous phase can be increased if the sample contains a lot of sediment with relatively few micropolymer particles. This could then also affect the detection limit and thus make the method according to the invention more sensitive.
  • the oily phase transferred into the tubular container attachment is tempered at a temperature in the range between 17 °C and 0 °C, preferably in the range between 10 °C and 2 °C. This is particularly true when a water-oleic acid mixture is used.
  • This tempering of the oily phase can be achieved by means of a tempering device which cools at least a part of the tubular container attachment arranged on the container.
  • the tempering of the oily phase can be achieved by placing the entire container, together with the container attachment arranged on the container, in which the still liquid oily phase is located, in a cooling device such as a refrigerator.
  • the optimal temperature for cooling or tempering the oily phase in this way is between 17 °C and 0 °C, particularly between 10 °C and 2 °C.
  • This temperature range is advantageous in preventing the container from being destroyed by a frozen sample mixture, because the aqueous phase remains liquid and can flow out of the tubular container attachment.
  • the aqueous phase can have a predetermined salt concentration, which inhibits the solidification of the aqueous phase at a temperature below 0 °C.
  • the use of salts is associated with additional costs.
  • the solidified oily phase with the polymer particles contained therein is removed from the container attachment and heated over a filter, whereby the oily phase melts and the polymer particles are retained in the filter.
  • the solidified oily phase with the micropolymer particles is removed from the tubular container attachment, which can be done using a pestle, for example.
  • the solidified oily phase which has the shape of a plug, for example, is deposited in a filter. This plug of the oily phase is heated above the filter, whereby the polymer particles are separated by means of the filter, since the oil or oleic acid of the liquefied oily phase can penetrate the filter.
  • oil or oleic acid only a temperature of 17 °C or more is necessary to convert the oily phase from a solid to a liquid state.
  • the Oil or oleic acid passes through the mesh of the filter, leaving behind the polymer particles that come from the sample, such as a sediment sample.
  • the mesh width or pore size of the filter is chosen so that polymer particles of the desired particle size can be retained.
  • Such filters also retain larger polymer particles. It can therefore be arranged that several filters with successively smaller mesh widths or smaller pore sizes are arranged in order to obtain a size separation of the polymer particles.
  • the present process takes into account three essential aspects, which include a simple process design, a simple and inexpensive device and the improvement of the ecological balance.
  • the first aspect can be achieved by using oleic acid.
  • the targeted solidification of the oily phase and the associated simple liquid-solid phase separation enables analytical work without having to use additional resources, such as working time and equipment.
  • Oleic acid has a unique selling point in this context. It occurs naturally in various vegetable oils and, with a melting temperature of around 17 °C, ensures processing in the liquid state at room temperature and at the same time a solid-liquid phase boundary when solidifying, for example in the refrigerator, on a liquid aqueous phase.
  • the use of the device according to the invention is necessary for sample preparation for analytical examination.
  • the tubular container attachment in the form of a PTFE hollow cylinder used in the device described reduces the losses caused by the oil phase adhering to the device surfaces.
  • the low interaction between oleic acid and PTFE also enables complete transfer of the solidified oily phase or oil phase from the PTFE hollow cylinder for further processing.
  • the third aspect of cost-neutral ecological improvement through an alternative to density separation can be achieved by eliminating the salt solution. Small amounts of oleic acid also have an impact on the economic balance.
  • the invention enables a reproducible enrichment of micropolymer particles with a particle size of ⁇ 500 pm from, for example, sandy sediment. Accordingly, a consistent separation performance can be assumed compared to density separation.
  • Fig. 1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for implementing the method for separating micropolymer particles from a sample
  • Fig. 2a to 2d schematic representations of selected process steps to explain the process according to the invention for the separation of micropolymer particles
  • Fig. 3 a schematic representation of a solidified oil phase formed according to the method in the device according to the invention for separating micropolymer particles from a sample in a three-dimensional representation
  • Fig. 4a and 4b schematic representations of a process step in which micropolymer particles are released from the solidified oil phase produced in the separation process.
  • Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 according to the invention for implementing the method for separating polymer particles, in particular micropolymer particles 2, from a sample 3.
  • the sample 3 is not shown in Figure 1.
  • the device 1 comprises a container 4 which has a container opening 5.
  • the container 4 is designed in the form of a glass bottle, but is not limited to this embodiment.
  • the container 4 has a base surface on which it is placed in its position of use.
  • the container opening 5 is arranged opposite the base surface.
  • a tubular container attachment 6 is arranged at the container opening 5 of the container 4 and is sealingly connected to the container opening 5.
  • the connection can be designed as a screw connection so that the tubular container attachment 6 can be removed from the container 4.
  • the tubular container attachment 6 forms a riser pipe on the container 4 for a liquid located in the container 4, which in the example is a sample mixture 12 which contains a sample 3 with micropolymer particles 2 to be separated and a water-oleic acid mixture.
  • a pipe 7 is arranged in the tubular container attachment 6 or in the wall of the tubular container attachment 6.
  • a first end 8 of this pipe 7 runs out of the tubular container attachment 6 via the container opening 5 of the container 4 to an area near the bottom surface of the container 4.
  • a second end 9 of this pipe 7 protrudes from the tubular container attachment 6 from an end of the tubular container attachment 6 remote from the container opening 5 of the container 4 and enables, for example, a connection to a fumigant (not shown) for introducing a gas into the container 4.
  • Figures 2a to 2d show schematic representations of selected process steps to explain the method according to the invention for separating micropolymer particles 2 from a sample 3.
  • Figures 2a to 2d show the device 1 with the container 4 and the tubular sealing element arranged at the container opening 5.
  • a sample 3 for example a sediment sample containing micropolymer particles 2
  • a mixture is contained in the container 4 which comprises water 10 and an oleic acid 11.
  • the water 10 and the oleic acid 11 can be presented as a water-oleic acid mixture.
  • FIG. 2b shows the process step in which sample 3 is mixed with the water-oleic acid mixture in container 4. This produces the sample mixture 12 that can be seen in container 4 in Figure 2b.
  • This sample mixture 12 therefore contains sample 3 with the micropolymer particles 2 as well as a portion of water 10 and a portion of oleic acid 11.
  • FIG 2b components of an exemplary stirring means are shown by means of a dash-dash line.
  • This stirring means comprises a stationary part of a magnetic stirrer 13, on which the container 4 of the device 1 is placed with its base surface, as well as a magnetic stirring rod 14 contained in the container 4.
  • This magnetic stirring rod 14 is set in rotation by a magnetic effect emanating from the stationary part of the magnetic stirrer 13, which is shown by means of an arrow shown in Figure 2b.
  • the rotary movement brings about the desired mixing.
  • the sample mixture 12 can be gassed.
  • the gas required for this is introduced into the sample mixture 12 via the pipe 7.
  • the first end 8 of the pipe 7 (not shown) is connected to a gassing agent which provides a gas in a predetermined amount and at a predetermined pressure.
  • Figure 2c shows a further process step in which the Mixing and gassing is terminated, whereby the sample mixture 12 is separated into an oily phase 15, which contains the micropolymer particles 2, and an aqueous phase 16.
  • a period of time can be specified during which the sample mixture 12 rests - i.e. is not moved.
  • the oily phase 15 forms above the aqueous phase 16 due to its lower density.
  • the subsequent process step in which additional water 10 is introduced into the container 4 after separation has taken place, whereby a fill level in the container 4 rises, is not shown in the figures.
  • water 10 is introduced into the container 4 via the pipe 7.
  • the level of the aqueous phase 16 rises so that the oily phase 15 located on the aqueous phase 16 in the container 4 is raised or moved in the direction of the tubular container attachment 6.
  • the water is introduced as gently as possible and at a low speed so that the oily phase 15 formed is not destroyed during the transfer to the tubular container attachment 6.
  • Figure 2d shows the subsequent process step in which the introduction of water 10 into the aqueous phase 16 was terminated after the oily phase 15 was raised by the increase in the fill level in the container 4 into the area of the tubular container attachment 6 arranged at the container opening 5.
  • the tubular container attachment 6 is dimensioned in its length and diameter such that it can accommodate the entire volume of the oily phase 15.
  • the tubular container attachment 6 in which the oily phase 15 is located is cooled until the oily phase 15 in the tubular Container attachment 6 solidifies.
  • the temperature is kept in the range of below 17 °C to 0 °C, whereby the temperature is avoided from falling below 0 °C in order to avoid damage from frozen water.
  • the tubular container attachment 6 is separated from the container 4 and the solidified oily phase 15 is removed from the tubular container attachment 6 with a spatula.
  • the removed solidified oily phase 15 is heated over a filter, whereby the oily phase 15 melts.
  • the micropolymer particles 2 contained in the oily phase 15 remain in the filter.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a solidified oil phase formed according to the method in the device 1 according to the invention for separating micropolymer particles 2 in a three-dimensional representation.
  • the device 1 comprises the container 4, the tubular container attachment 6 arranged at the container opening 5, the tube 7 with the first end 8 and the second end 9 located in the container 4, and the aqueous phase 16, which is at least largely located in the container 4.
  • a solidified oily phase 15 which contains the micropolymer particles 2, has formed in the form of a cylinder or plug in the region of the tubular container attachment 6 according to the process.
  • Figures 4a and 4b show schematic representations of a process step in which micropolymer particles are released from the solidified oil phase 15 produced in the separation process. Specifically, Figures 4a and 4b show a separation of micropolymer particles 2 from the solidified oily phase 15 produced in the process for separating polymer particles, in particular micropolymer particles 2 from a sample 3.
  • the material of the oily phase 15 is heated above the filter 17, whereby the micropolymer particles 2 are separated in the filter 17, since the oil or oleic acid of the liquefied oily phase 15 can penetrate the filter 17.
  • oleic acid 11 a temperature of only 17 °C is necessary to convert the oily phase 15 from a solid to a liquid state. Since the oil or oleic acid 11 passes or penetrates the structure of the filter 17, the micropolymer particles 2 separated from the sample 3 remain in the filter 17, which is shown schematically in Figure 4b.

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Abstract

The invention relates to a device (1) and a method for separating polymer particles, in particular micropolymer particles (2), from a sample (3). The invention addresses the problem of providing a solution that ensures polymer particles, in particular micropolymer particles (2), are reliably separated from the sample (3), thereby avoiding environmentally harmful waste products and reducing costs. This problem is solved on the device side in that the device (1) comprises: a container (4) with a container opening (5) for holding a liquid and the sample (3) containing polymer particles, preferably micropolymer particles (2); and a tubular container attachment (6) which is detachably connected to the container (4) and corresponds to the container opening (5) in such a way that a liquid rising out of the container (4) enters the tubular container attachment (6).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln aus einer Probe Device and method for separating polymer particles from a sample

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln aus einer Probe, insbesondere Mikropolymerpartikeln aus einer Sedimentprobe. The invention relates to a device and a method for separating polymer particles from a sample, in particular micropolymer particles from a sediment sample.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine besonders einfache Möglichkeit zur Trennung beziehungsweise Absonderung von Polymerpartikeln insbesondere Mikropolymerpartikeln aus Proben beziehungsweise Umweltproben, beispielsweise in Vorbereitung von durchzuführenden Untersuchungen von Menge und Zusammensetzung der Polymerpartikel beziehungsweise Mikropolymerpartikel in einer Umweltprobe. In particular, the invention relates to a particularly simple possibility for separating or isolating polymer particles, in particular micropolymer particles, from samples or environmental samples, for example in preparation for investigations to be carried out on the quantity and composition of the polymer particles or micropolymer particles in an environmental sample.

Als Mikroplastik werden feste und unlösliche synthetische Polymerpartikel bezeichnet, deren Größe kleiner als fünf Millimeter ist. Wegen ihrer geringen Größe werden solche Partikel auch als Mikroplastikpartikel oder Mikropolymerpartikel bezeichnet. Mikropolymerpartikel entstehen in der Umwelt meist durch eine Verwitterung und Fragmentierung größerer Kunststoffteile, welche auch als Makropolymerpartikel bezeichnet werden. Ursache hierfür sind neben einem Abrieb von Reifen, dem Verschleiß größerer Plastikteile wie beispielsweise Verpackungen, dem Waschen von synthetischen Textilien, der Verwendung von Mikropolymerpartikeln in Kosmetika, vor allem Müllablagerungen, von welchen aus Mikropolymerpartikel beispielsweise in Flüsse, Meere, Uferzonen und landwirtschaftliche Nutzflächen gelangen. Microplastics are solid and insoluble synthetic polymer particles that are smaller than five millimeters in size. Because of their small size, such particles are also called microplastic particles or micropolymer particles. Micropolymer particles are usually created in the environment by weathering and fragmentation of larger plastic parts, which are also known as macropolymer particles. The reason for this is not only tire abrasion, the wear and tear of larger plastic parts such as packaging, the washing of synthetic textiles, the use of micropolymer particles in cosmetics, but above all garbage deposits, from which micropolymer particles end up in rivers, seas, shorelines and agricultural land, for example.

In die Umwelt gelangte größere Kunststoffteile werden beispielsweise durch UV- Strahlung und mechanische Einwirkungen zu kleineren sogenannten Mikropolymerpartikeln bis hin zu sogenannten Nanopolymerpartikeln zerkleinert. Larger plastic parts that enter the environment are destroyed by UV rays, for example. Radiation and mechanical influences break them down into smaller so-called micropolymer particles and even so-called nanopolymer particles.

Da sich Mikropolymerpartikel auf natürlichem Weg vergleichsweise schwer abbauen lassen, ist davon auszugehen, dass die Konzentration von Mikropolymerpartikeln immer weiter steigen wird. Die Frage, welche Auswirkungen dies auf den Menschen, andere Organismen und Ökosysteme hat, kann derzeit noch nicht abschließend beantwortet werden. Die Beantwortung dieser Frage ist mit einem erheblichen Forschungsbedarf verbunden. Since micropolymer particles are relatively difficult to break down naturally, it can be assumed that the concentration of micropolymer particles will continue to rise. The question of what effects this will have on humans, other organisms and ecosystems cannot yet be conclusively answered. Answering this question requires considerable research.

Es konnte jedoch bereits nachgewiesen werden, dass Mikropolymerpartikel in Meereslebewesen, wie beispielsweise Miesmuscheln, Entzündungsreaktionen hervorrufen und bei planktischen Krebstieren eine Verringerung der Wachstumsrate verursacht wird. Ein weiteres großes Problem besteht in der Bindungsfähigkeit von Mikropolymerpartikeln, beispielsweise an schwer abbaubare organische Schadstoffe, wie Pestizide, welche sodann von Meeresorganismen aufgenommen werden und derart in die Nahrungskette gelangen. However, it has already been proven that micropolymer particles cause inflammatory reactions in marine organisms such as mussels and cause a reduction in the growth rate of planktonic crustaceans. Another major problem is the ability of micropolymer particles to bind to, for example, poorly degradable organic pollutants such as pesticides, which are then absorbed by marine organisms and thus enter the food chain.

Ungeklärt ist bislang, wie sich unterschiedliche Mikropolymerpartikelspezies in der Umwelt verteilen und welche Verweilzeit sie bis zum endgültigen Abbau aufweisen. Ebenso sind mögliche Interaktionen mit Substanzen der Umwelt unbekannt. It is still unclear how different micropolymer particle species are distributed in the environment and how long they remain until they are finally degraded. Possible interactions with substances in the environment are also unknown.

Zur Feststellung, welche Auswirkungen Mikropolymerpartikel auf den Menschen, andere Organismen und Ökosysteme haben, werden Untersuchungen gefordert. Studies are needed to determine the effects of micropolymer particles on humans, other organisms and ecosystems.

Hinsichtlich der Fragestellung einer Untersuchung von Umweltproben auf eine Verbreitung von Mikropolymerpartikeln, beispielsweise in Sedimentproben, können bislang zwei standardisierte Verfahren, die sogenannte Dichteseparation und die sogenannte Ölseparation, unterschieden werden. Bei der Dichteseparation erfolgt eine Trennung von Mikropolymerpartikeln aus einer Sedimentprobe aufgrund von unterschiedlichen Dichten. Als Trennmedium werden Salzlösungen eingesetzt. Die Dichte des Trennmediums liegt dabei zwischen der Dichte des Kunststoffs, also der Mikropolymerpartikel, und des Sediments. Als Salzlösungen werden Zinkchloridlösungen, Natriumwolframlösungen und/oder Kaliumiodidsalzlösungen verwendet. Nachteilig bei dieser Methode ist insbesondere die Verwendung des Trennmittels, welches als belastetes Material aufwendig entsorgt werden muss. Darüber hinaus sind die hohen Konzentrationen der als Trennmittel eingesetzten Salzlösungen größer als 100 g/l mit entsprechend hohen Anschaffungskosten für die eingesetzten Chemikalien verbunden. With regard to the question of examining environmental samples for the distribution of micropolymer particles, for example in sediment samples, two standardized procedures can be distinguished so far: the so-called density separation and the so-called oil separation. Density separation involves separating micropolymer particles from a sediment sample based on their different densities. Salt solutions are used as the separation medium. The density of the separation medium lies between the density of the plastic, i.e. the micropolymer particles, and the sediment. Zinc chloride solutions, sodium tungsten solutions and/or potassium iodide salt solutions are used as salt solutions. The main disadvantage of this method is the use of the separating agent, which has to be disposed of at great expense as a contaminated material. In addition, the high concentrations of the salt solutions used as separating agents (greater than 100 g/l) are associated with correspondingly high acquisition costs for the chemicals used.

Das Verfahren der Dichteseparation hat zum Nachteil, dass die für den Prozess zu verwendenden Salze eine Umweltbelastung darstellen können. The disadvantage of the density separation process is that the salts used in the process can be an environmental burden.

Bei der Ölseparation wird als Auftriebsmittel beziehungsweise Separator ein Öl, wie beispielsweise Olivenöl, Rapsöl und/oder Rizinusöl, eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird so vorgegangen, dass bei der Durchmischung einer Sedimentprobe, in welcher Wasser und Öl enthalten sind, enthaltene Partikel / Polymerpartikel durch das Öl benetzt werden, wodurch die Mikropolymerpartikel in der Suspension von dem Öl umhüllt werden. Aufgrund der geringeren Dichte des Öls werden die Ölbenetzen Mikropolymerpartikel auf der Wasserphase abgeschieden. Mit anderen Worten - es kommt wegen der geringeren Dichte des Öls gegenüber dem Wasser beziehungsweise einer wässrigen Phase zu einer Phasentrennung, wobei sich die Mikropolymerpartikel in der Ölphase sammeln. In oil separation, an oil such as olive oil, rapeseed oil and/or castor oil is used as a buoyancy agent or separator. This process works in such a way that when a sediment sample containing water and oil is mixed, the particles/polymer particles contained therein are wetted by the oil, whereby the micropolymer particles in the suspension are enveloped by the oil. Due to the lower density of the oil, the oil-wetted micropolymer particles are deposited on the water phase. In other words, due to the lower density of the oil compared to the water or an aqueous phase, a phase separation occurs, with the micropolymer particles collecting in the oil phase.

Diese Methode ist jedoch mit Nachteilen behaftet. So tritt das Problem auf, dass oftmals keine klare Phasentrennung zwischen einer wässrigen Phase und einer Ölphase erreicht werden kann, so dass Polymerpartikel, welche sich im Bereich der Phasengrenze sammeln, schlecht abgetrennt werden können. Des Weiteren kommt es bei der Ölseparation zu Problemen bei der Umsetzung des apparativen Aufbaus, da Ölanhaftungen zu Verschmutzungen und Verstopfungen von Glasgeräten führen können. However, this method has disadvantages. The problem is that often no clear phase separation can be achieved between an aqueous phase and an oil phase, so that polymer particles that collect in the area of the phase boundary cannot be separated easily. Furthermore, problems arise in the implementation of the apparatus structure during oil separation, as oil adhesions lead to contamination and blockages of glassware.

Aus Scopetani, Costanza; Chelazzi, David; Mikola, Juha; Leiniö, Ville; Heikkinen, Reijo; Cincinelli, Alessandra; Pellinen, Jukka (2020): Olive oil-based method for the extraction, quantification and identification of microplastics in soil and compost samples. In: Science of the Total Environment 733, 139338. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139338 aus dem Jahr 2020 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ölseparation nach dem Stand der Technik bekannt. Die dort beschriebenen Apparaturen eigenen sich jedoch nicht für reale Umweltproben, da nur sehr geringe Probemengen eingesetzt werden können. Außerdem treten Schwierigkeiten beim Erreichen einer klaren Phasentrennung beziehungsweise Entmischung zwischen der Ölphase und der wässrigen Phase auf. Des Weiteren benetzen oder verstopfen gängige Glasgeräte bei der Durchführung des Verfahrens der Ölseparation. A state-of-the-art method and device for oil separation are known from Scopetani, Costanza; Chelazzi, David; Mikola, Juha; Leiniö, Ville; Heikkinen, Reijo; Cincinelli, Alessandra; Pellinen, Jukka (2020): Olive oil-based method for the extraction, quantification and identification of microplastics in soil and compost samples. In: Science of the Total Environment 733, 139338. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139338 from 2020. However, the apparatus described there is not suitable for real environmental samples, as only very small sample quantities can be used. In addition, difficulties arise in achieving a clear phase separation or demixing between the oil phase and the aqueous phase. Furthermore, common glass devices wet or clog when carrying out the oil separation process.

Das Verfahren arbeitet mit einer Temperierung des Phasengemischs, um die Phasentrennung zu unterstützen. Für die Kühlung bis zu einer Temperatur von -40 °C ist jedoch ein vergleichsweise hoher Energiebedarf nötig, um die für die Separation erforderliche Erstarrungstemperatur der enthaltenen Phasen zu erreichen. Eine weitere Problematik dieses Verfahrens, welche mit der Kühlung bei besonders niedrigen Temperaturen verbunden ist, besteht in der Verwendung von Wasser als Trennungsphase, da sich Wasser bei sehr niedrigen Temperaturen unterhalb von 0 °C stark ausdehnt, wodurch besondere Anforderungen an den apparativen Aufbau bestehen, um Zerstörungen an den Apparaturen zu vermeiden. The process works by controlling the temperature of the phase mixture to support phase separation. However, cooling to a temperature of -40 °C requires a relatively high energy requirement in order to reach the solidification temperature of the phases contained, which is required for separation. Another problem with this process, which is associated with cooling at particularly low temperatures, is the use of water as the separation phase, since water expands significantly at very low temperatures below 0 °C, which means that special requirements are placed on the equipment structure in order to avoid damage to the equipment.

Somit besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Vorrichtung sowie einem verbesserten Verfahren zur einfachen Trennung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln aus einer aus der Umwelt entnommenen Probe. Thus, there is a need for an improved device and an improved method for the easy separation of polymer particles, in particular micropolymer particles, from a sample taken from the environment.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln aus einer Probe, wie einer Sedimentprobe anzugeben, womit eine sichere Trennung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln aus der Probe erreicht wird, wobei umweltschädliche Abprodukte beziehungsweise Nebenprodukte vermieden sowie die Kosten reduziert werden. The object of the invention is therefore to provide a device and a To provide a method for separating polymer particles, in particular micropolymer particles, from a sample, such as a sediment sample, whereby a reliable separation of polymer particles, in particular micropolymer particles, from the sample is achieved, whereby environmentally harmful waste products or by-products are avoided and costs are reduced.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 9 gelöst. Weiterbildungen und Ausführungsvananten sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben. The object is achieved by a device having the features according to patent claim 1 and a method having the features according to patent claim 9. Further developments and embodiments are specified in the respective dependent patent claims.

Als Mikroplastik, Mikroplastikpartikel, Polymerpartikel oder Mikropolymerpartikel werden im Sinne der Erfindung insbesondere unlösliche Kunststoffpartikel unterschiedlicher Kunststoffarten mit einer Partikelgröße kleiner als 500 pm verstanden. For the purposes of the invention, microplastics, microplastic particles, polymer particles or micropolymer particles are understood to mean in particular insoluble plastic particles of different types of plastic with a particle size of less than 500 pm.

Die Vorrichtung zur Trennung von Polymerpartikeln, vorzugsweise Mikropolymerpartikeln aus einer Polymerpartikel, vorzugsweise Mikropolymerpartikel enthaltenden Probe, weist einen Behälter mit einer Behälteröffnung zur Aufnahme einer Flüssigkeit und der Polymerpartikel, vorzugsweise Mikropolymerpartikel enthaltenden Probe auf. Ein weiterer Bestandteil der Vorrichtung ist ein mit dem Behälter trennbar verbundener rohrförmiger Behälteraufsatz, welcher derart mit der Behälteröffnung korrespondiert, dass eine aus dem Behälter aufsteigende und aus dem Behälter austretende Flüssigkeit in den rohrförmigen Behälteraufsatz gelangt. The device for separating polymer particles, preferably micropolymer particles, from a sample containing polymer particles, preferably micropolymer particles, has a container with a container opening for receiving a liquid and the sample containing polymer particles, preferably micropolymer particles. A further component of the device is a tubular container attachment which is detachably connected to the container and which corresponds to the container opening in such a way that a liquid rising from the container and exiting the container reaches the tubular container attachment.

Der Behälter kann eine ebene Bodenfläche aufweisen, auf welcher der Behälter in seiner Gebrauchslage abgestellt ist. Die Behälteröffnung kann an einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Seite des Behälters angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Behälter in der Form einer Flasche ausgebildet. Dabei kann der Behälter aus Glas oder Kunststoff ausgebildet sein. Der Behälter wird genutzt, um eine Mikropolymerpartikel enthaltende Probe mit Wasser und beispielsweis einer Ölsäure zu mischen und derart ein Probengemisch im Behälter herzustellen. The container can have a flat base surface on which the container is placed in its position of use. The container opening can be arranged on a side of the container opposite the base surface. The container is preferably designed in the form of a bottle. The container can be made of glass or plastic. The container is used to mix a sample containing micropolymer particles with water and, for example, oleic acid and thus produce a sample mixture in the container.

An der Behälteröffnung des Behälters ist ein von der Behälteröffnung trennbarer, mit der Behälteröffnung korrespondierender rohrförmiger Behälteraufsatz angeordnet. Dieser rohrförmige Behälteraufsatz ist mit der Behälteröffnung des Behälters, welche an der Oberseite des Behälters angeordnet sein kann, dichtend verbunden, wobei sich durch die Verbindung mit dem rohrförmigen Behälteraufsatz ein über die Behälteröffnung des Behälters hinausgehendes Steigrohr für das im Behälter befindliche Probengemisch ausbildet. A tubular container attachment that can be separated from the container opening and corresponds to the container opening is arranged at the container opening of the container. This tubular container attachment is sealingly connected to the container opening of the container, which can be arranged on the top of the container, whereby the connection to the tubular container attachment forms a riser pipe that extends beyond the container opening of the container for the sample mixture in the container.

Die Verbindung zwischen dem Behälter und dem rohrförmigen Behälteraufsatz ist vorzugsweise für eine mehrfache Anwendung ausgebildet. Eine lösbare und dichtende Verbindung zwischen dem rohrförmigen Behälteraufsatz und der Behälteröffnung des Behälters kann beispielsweise mit einer Schraubverbindung realisiert sein, indem der rohrförmigen Behälteraufsatz auf den Behälter aufschraubbar oder in den Behälter einschraubbar ausgebildet ist. Als lösbares und dichtendes Verbindungsmittel kann ferner ein Klemm- oder Schnappverschluss jeweils in Verbindung mit einem Dichtungsring vorgesehen sein. The connection between the container and the tubular container attachment is preferably designed for multiple use. A detachable and sealing connection between the tubular container attachment and the container opening of the container can be realized, for example, with a screw connection, in which the tubular container attachment can be screwed onto the container or screwed into the container. A clamp or snap closure, each in conjunction with a sealing ring, can also be provided as a detachable and sealing connection means.

Der rohrförmige Behälteraufsatz korrespondiert mit der Behälteröffnung derart, dass eine aus dem Behälter aufsteigende Flüssigkeit durch die Behälteröffnung in den rohrförmigen Behälteraufsatz gelangen kann. The tubular container attachment corresponds to the container opening in such a way that a liquid rising from the container can pass through the container opening into the tubular container attachment.

In einer vorteilhaften Variante der Erfindung ist an dem Behälter oder in dem Behälter ein Rührmittel angeordnet. Als Rührmittel kann ein magnetischer Rührer mit einem Magnetrührstab vorgesehen sein. Gemäß einer Ausgestaltungsvariante ist das Rührmittel als ein aus dem Stand der Technik bekannter magnetischer Rührer mit einem im Probengemisch eingelegten Magnetrührstab ausgeführt. Hierbei wird der Behälter auf einen Untersatz des magnetischen Rührers gestellt und ein mit Glas oder Kunststoff ummantelter Magnetrührstab in den Behälter eingebracht und mittels der vom Untersatz erzeugten magnetischen Wirkung in Rotation versetzt. In an advantageous variant of the invention, a stirring means is arranged on the container or in the container. A magnetic stirrer with a magnetic stirring rod can be provided as the stirring means. According to a variant, the stirring means is designed as a magnetic stirrer known from the prior art with a magnetic stirring rod inserted in the sample mixture. In this case, the container is placed on a base of the magnetic stirrer and a magnetic stirring bar coated with glass or plastic is placed in the container and set in rotation by means of the magnetic effect generated by the base.

Die Aufgabe dieses Rührmittels besteht darin, eine gute Durchmischung der in den Behälter eingebrachten beziehungsweise vorhandenen Flüssigkeiten zu erreichen. The task of this stirring agent is to achieve a thorough mixing of the liquids introduced into or present in the container.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung kann der Behälter ein Begasungsmittel aufweisen, mit welchem ein Gas ins Innere des Behälters und insbesondere in ein im Behälter enthaltendes Probengemisch einleitbar ist. According to a preferred embodiment of the device, the container can have a fumigant with which a gas can be introduced into the interior of the container and in particular into a sample mixture contained in the container.

Ein derartiges Begasungsmittel kann temporär am Behälter angeordnet sein und bewirkt ein Einbringen eines Gases in den Behälter. Im einfachsten Fall wird Luft zur Begasung eingesetzt. Alternativ kann zur Begasung auch Stickstoff oder Argon eingesetzt werden. Das Begasungsmittel kann eine Rohrleitung aufweisen, welche über die Behälteröffnung des Behälters in das Behälterinnere eingeführt ist. In einer Ausführung ist die Rohrleitung in einer Wandung des rohrförmigen Behälteraufsatzes eingebracht angeordnet. Diese Rohrleitung ist derart in der Wandung des rohrförmigen Behälteraufsatzes angeordnet, dass es auf einer Seite über die Behälteröffnung des Behälters in den Behälter hineinragt und über die von der Behälteröffnung des Behälters entfernte zweite Seite des rohrförmigen Behälteraufsatzes hinausragt, um an diesem Ende beispielsweise ein Mittel zur Erzeugung eines Gases mit einem vorgegebenen Druck anzuschließen. Ein Einleiten eines Gases kann gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Behälters auch durch eine im Behälter ausgebildete zweite Öffnung realisiert sein. Die zweite Öffnung für eine Gaseinleitung kann in einer bodennahen Mantelfläche des Behälters oder direkt im Boden des Behälters ausgebildet sein. Für die Ausgestaltung, bei welcher die zweite Öffnung für eine Gaseinleitung die direkt im Boden des Behälters ausgebildet ist, kann eine Halterung des Behälters vorgesehen sein, um einen Zugang für die Gaseinleitung von unten, nämlich vom Boden des Behälters zu ermöglichen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung ferner eine Temperiereinrichtung auf, mit welcher zumindest der mit dem Behälter verbundene rohrförmige Behälteraufsatz zumindest bereichsweise kühlbar ist. Dabei ist die Temperiereinrichtung so ausgebildet, dass ein zu temperierender Bereich des rohrförmigen Behälteraufsatzes in einem Temperaturbereich vorzugsweise zwischen 17 °C und 0 °C temperierbar ist. Such a fumigant can be temporarily arranged on the container and causes a gas to be introduced into the container. In the simplest case, air is used for fumigation. Alternatively, nitrogen or argon can also be used for fumigation. The fumigant can have a pipe which is introduced into the interior of the container via the container opening. In one embodiment, the pipe is arranged inserted in a wall of the tubular container attachment. This pipe is arranged in the wall of the tubular container attachment in such a way that it protrudes into the container on one side via the container opening of the container and protrudes beyond the second side of the tubular container attachment remote from the container opening of the container in order to connect, for example, a means for generating a gas with a predetermined pressure to this end. According to an alternative design of the container, a gas can also be introduced through a second opening formed in the container. The second opening for gas introduction can be formed in a jacket surface of the container close to the bottom or directly in the bottom of the container. For the embodiment in which the second opening for gas introduction is formed directly in the bottom of the container, a holder for the container can be provided in order to allow access for gas introduction from below, namely from the bottom of the container. According to a further advantageous embodiment of the invention, the device further comprises a tempering device with which at least the tubular container attachment connected to the container can be cooled at least in some areas. The tempering device is designed such that a region of the tubular container attachment to be tempered can be tempered in a temperature range preferably between 17 °C and 0 °C.

Die Temperiereinrichtung kann Peltierelemente oder Fluid führende Leitungen aufweisen, welche zur Temperierung des rohrförmigen Behälteraufsatzes an dem rohrförmigen Behälteraufsatz angeordnet sind. Beispielsweise können Fluid führende Leitungen am äußeren Umfang des rohrförmigen Behälteraufsatzes angeordnet sein. Denkbar ist ferner auch eine Ausgestaltung, bei welcher eine spiralförmige Anordnung der Fluid führenden Leitung oder Leitungen den rohrförmigen Behälteraufsatz ausbilden. Das bedeutet, dass der rohrförmige Behälteraufsatz allein durch die spiralförmige Anordnung der Fluid führenden Leitung ausgebildet ist. In diesem Fall kann die als rohrförmiger Behälteraufsatz ausgebildete Fluid führende Leitung Leitungsanschlüsse zur trennbaren Verbindung mit der Temperiereinrichtung aufweisen, um die Fluid führende Leitung von der Temperiereinrichtung trennen zu können. The temperature control device can have Peltier elements or fluid-carrying lines, which are arranged on the tubular container attachment for temperature control of the tubular container attachment. For example, fluid-carrying lines can be arranged on the outer circumference of the tubular container attachment. A design in which a spiral arrangement of the fluid-carrying line or lines forms the tubular container attachment is also conceivable. This means that the tubular container attachment is formed solely by the spiral arrangement of the fluid-carrying line. In this case, the fluid-carrying line designed as a tubular container attachment can have line connections for detachable connection to the temperature control device in order to be able to separate the fluid-carrying line from the temperature control device.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Temperiereinrichtung zum Temperieren des gesamten Behälters ausgebildet sein. Denkbar ist weiterhin eine Ausgestaltung der Temperiereinrichtung, welche eine Temperierung in unterschiedlichen Zonen ermöglicht. So kann die Temperiereinrichtung ausgebildet sein, den Behälter zu erwärmen, wobei der rohrförmige Behälteraufsatz zeitlich versetzt kühlbar und erwärmbar ist. According to a further embodiment of the device according to the invention, the temperature control device can be designed to control the temperature of the entire container. A design of the temperature control device that enables temperature control in different zones is also conceivable. The temperature control device can be designed to heat the container, with the tubular container attachment being able to be cooled and heated at different times.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der rohrförmige Behälteraufsatz aus Kunststoff, beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet ist. Aufgrund der Fluid abweisenden Eigenschaften eignet sich PTFE insbesondere als Material für den rohrförmigen Behälteraufsatz. Weiter vorteilhaft sind transparente Materialien, was eine leichte Ablesbarkeit des Füllstands im rohrförmigen Behälteraufsatz ermöglicht. According to one embodiment of the invention, the tubular container attachment is made of plastic, for example polytetrafluoroethylene (PTFE). Due to its fluid-repellent properties, PTFE is particularly suitable as a material for the tubular container attachment. Continue Transparent materials are advantageous, as they allow easy reading of the fill level in the tubular container attachment.

Der rohrförmige Behälteraufsatz ist vorzugsweise als gerader Hohlzylinder ausgebildet. Ein gerader Hohlzylinder lässt sich leicht herstellen und kann einfach mit der kreisförmigen Behälteröffnung dichtend und korrespondierend verbunden werden. Andere Rohrformen des rohrförmigen Behälteraufsatzes, beispielsweise mit einem gebogenen Abschnitt, können vorgesehen sein, wenn dies konstruktiv erforderlich ist. The tubular container attachment is preferably designed as a straight hollow cylinder. A straight hollow cylinder is easy to manufacture and can be easily connected to the circular container opening in a sealing and corresponding manner. Other tubular shapes of the tubular container attachment, for example with a curved section, can be provided if this is structurally necessary.

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Behälter ein veränderbares Volumen aufweist. Ein derartiger Behälter kann aus einem elastischen Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff bestehen. Durch Zusammendrücken des elastischen Behälters wird das Innenvolumen verringert, so dass eine in dem Behälter vorhandene Flüssigkeit aus dem Behälter über die Behälteröffnung in den rohrförmigen Behälteraufsatz gedrückt wird. In an alternative embodiment of the invention, the container has a variable volume. Such a container can be made of an elastic material, preferably a plastic. By compressing the elastic container, the internal volume is reduced, so that a liquid present in the container is pressed out of the container via the container opening into the tubular container attachment.

Zur Verkleinerung des Volumens im Behälter kann ferner eine Ausgestaltung mit einem in dem zylinderförmigen Behälter geführten Kolben vorgesehen sein, welcher so in eine Richtung zur Behälteröffnung hin bewegbar ist, dass eine in dem Behälter vorhandene Flüssigkeit in Richtung der Behälteröffnung durch diese hindurch in den rohrförmigen Behälteraufsatz gelangt. In order to reduce the volume in the container, a design with a piston guided in the cylindrical container can also be provided, which is movable in a direction towards the container opening such that a liquid present in the container passes through the container opening in the direction of the latter into the tubular container attachment.

Die Erfindung betrifft neben der Vorrichtung auch ein Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln, vorzugsweise Mikropolymerpartikeln aus einer Polymerpartikel enthaltenden Probe, insbesondere Sedimentprobe. Der Einfachheit halber wird eine Polymerpartikel enthaltende Probe, insbesondere Sedimentprobe, nachfolgend als Probe bezeichnet. Bei dem Verfahren wird so vorgegangen, dass eine Probe mit einem Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise mit einem Wasser-Ölsäure-Gemisch, in einem Behälter durchmischt wird. Das Wasser-Öl- Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure-Gemisch, kann in dem Behälter vorgelegt sein, wobei die Probe in den Behälter nachgelegt wird. Ferner kann vorgesehen werden, dass zuerst die Probe in den Behälter vorgelegt und anschließend das Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure- Gemisch, oder Wasser und Öl beziehungsweise Wasser und Ölsäure separat in den Behälter nachgelegt werden. In addition to the device, the invention also relates to a method for separating polymer particles, preferably micropolymer particles, from a sample containing polymer particles, in particular a sediment sample. For the sake of simplicity, a sample containing polymer particles, in particular a sediment sample, is referred to below as a sample. The method involves mixing a sample with a water-oil mixture, preferably with a water-oleic acid mixture, in a container. The water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, can be placed in the container, with the sample being added to the container. Furthermore, It should be provided that the sample is first placed in the container and then the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, or water and oil or water and oleic acid are added separately to the container.

Eine gute Durchmischung fördert eine gute Benetzung der Oberflächen von in der Sedimentprobe enthaltenen Mikropolymerpartikeln mit dem eingesetzten Öl beziehungsweise der eingesetzten Ölsäure, wodurch eine bessere Trennung der Mikropolymerpartikel aus der Probe erreicht wird. Good mixing promotes good wetting of the surfaces of micropolymer particles contained in the sediment sample with the oil or oleic acid used, thereby achieving better separation of the micropolymer particles from the sample.

Im Anschluss an die Durchmischung, für welche eine Zeitdauer vorgegeben werden kann, kommt es zu einer Trennung des hergestellten Probengemischs in eine wässrige Phase und eine auf der wässrigen Phase aufschwimmende ölige Phase, in welcher sich die in der Probe enthaltenden Mikropolymerpartikel sammeln. Nach der Durchmischung kann für die Phasenbildung beziehungsweise zur Ausbildung der Phasentrennung eine vorgegebene Ruhezeit eingehalten werden. Die sich nach Beendigung der Durchmischung auf einer wässrigen Phase aufschwimmend abgeschiedene ölige Phase wird mit den darin enthaltenen Polymerpartikeln mit der öligen Phase durch einen Anstieg der wässrigen Phase aus dem Behälter in einen mit dem Behälter trennbar verbundenen rohrförmigen Behälteraufsatz überführt. Sobald die ölige Phase in den rohrförmigen Behälteraufsatz überführt ist, wird der Stand des Flüssigkeitsspiegels der wässrigen Phase nicht mehr verändert, um die ölige Phase an ihrer Position im rohrförmigen Behälteraufsatz zu halten. Following mixing, for which a duration can be specified, the sample mixture produced is separated into an aqueous phase and an oily phase floating on the aqueous phase, in which the micropolymer particles contained in the sample collect. After mixing, a specified rest period can be observed for phase formation or for phase separation to occur. The oily phase, which is separated and floating on an aqueous phase after mixing has ended, is transferred, together with the polymer particles it contains, with the oily phase from the container into a tubular container attachment that is detachably connected to the container by a rise in the aqueous phase. As soon as the oily phase has been transferred to the tubular container attachment, the liquid level of the aqueous phase is no longer changed in order to keep the oily phase in its position in the tubular container attachment.

Der Anstieg der wässrigen Phase im Behälter beziehungsweise aus dem Behälter kann durch eine Vergrößerung des Volumens der wässrigen Phase im Behälter erreicht werden, indem beispielsweise Wasser oder eine Flüssigkeit, welche eine größere Dichte als das eingesetzte Öl aufweist, in den Behälter eingeleitet wird, ohne die ölige Phase in ihrer Ausbildung zu stören. Die Einleitung des Wassers oder der Flüssigkeit, welche eine größere Dichte als das eingesetzte Öl aufweist, kann beispielsweise durch ein Begasungsrohr oder durch eine dafür vorgesehene Öffnung im Behälter erfolgen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, einen Anstieg der wässrigen Phase durch Verringerung des Behältervolumens zu erreichen. Bei der Verwendung eines elastischen Behälters kann die Volumenverringerung durch Zusammendrücken des Behälters erreicht werden. Alternativ kann wie vorstehend beschrieben auch eine Hubkolbeneinrichtung eingesetzt werden, um das Behältervolumen zu verringern und die wässrige Phase mit der aufschwimmenden öligen Phase durch die Behälteröffnung in den rohrförmigen Behälteraufsatz zu verdrängen. Dabei ist zu erwähnen, dass die Überführung der aufschwimmenden öligen Phase in den rohrförmigen Behälteraufsatz sorgfältig und mit angepasster Geschwindigkeit erfolgen sollte, um die Phasentrennung nicht zu beeinträchtigen. The increase in the aqueous phase in the container or from the container can be achieved by increasing the volume of the aqueous phase in the container, for example by introducing water or a liquid which has a greater density than the oil used into the container without disturbing the formation of the oily phase. The introduction of the water or the liquid which has a greater density than the oil used can be achieved, for example, through a gassing pipe or through an opening provided for this purpose in the container. It is also possible to achieve an increase in the aqueous phase by reducing the container volume. When using an elastic container, the volume reduction can be achieved by compressing the container. Alternatively, as described above, a piston device can be used to reduce the container volume and displace the aqueous phase with the floating oily phase through the container opening into the tubular container attachment. It should be noted that the transfer of the floating oily phase into the tubular container attachment should be carried out carefully and at an appropriate speed so as not to impair the phase separation.

Nachdem die ölige Phase in den rohrförmigen Behälteraufsatz überführt ist, wird die Temperatur bis zum Erstarren der öligen Phase gesenkt und die in dem rohrförmigen Behälteraufsatz erstarrte ölige Phase im festen Zustand zusammen mit den darin enthaltenen Mikropolymerpartikeln von dem Behälter getrennt. Bei der Trennung kann die wässrige Phase aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz herauslaufen. After the oily phase has been transferred to the tubular container attachment, the temperature is lowered until the oily phase solidifies and the oily phase solidified in the tubular container attachment is separated from the container in the solid state together with the micropolymer particles contained therein. During the separation, the aqueous phase can flow out of the tubular container attachment.

Danach wird die abgetrennte erstarrte ölige Phase erwärmt, wobei die abgetrennten Polymerpartikel und Mikropolymerpartikel freigegeben werden. The separated solidified oily phase is then heated, releasing the separated polymer particles and micropolymer particles.

Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen werden, dass das aus dem Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure- Gemisch, und der Probe gebildete Probengemisch während oder nach der Durchmischung mit einem Gas begast wird. According to a variant of the method, it can be provided that the sample mixture formed from the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, and the sample is gassed with a gas during or after mixing.

Hierzu kann ein Schlauch oder ein Rohr über die Behälteröffnung in das Probengemisch eingebracht und ein Gas, beispielsweise Luft, in das Probengemisch eingeleitet werden. Als Gas kann Stickstoff oder Argon eingesetzt werden, wobei aus Kostengründen Luft aus der Umgebung bevorzugt ist. Das Einleiten eines Gases in das Probengemisch begünstigt die Phasentrennung des Probengemischs. For this purpose, a hose or pipe can be inserted into the sample mixture via the container opening and a gas, such as air, can be introduced into the sample mixture. Nitrogen or argon can be used as the gas, although ambient air is preferred for cost reasons. The introduction of a gas into the sample mixture promotes the phase separation of the sample mixture.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das aus dem Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure-Gemisch, und der Probe gebildete Probengemisch während oder nach der Durchmischung temperiert wird. Es hat sich gezeigt, dass eine Temperierung des Probengemischs im Behälter zu einer besseren Durchmischung und einer verbesserten Benetzung von Polymerpartikeln beiträgt, wodurch die Trennleistung erhöht werden kann. Die Temperierung erfolgt dabei vorzugsweise oberhalb der Erstarrungstemperatur der öligen Phase. It has proven to be advantageous if the sample mixture formed from the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, and the sample is tempered during or after mixing. It has been shown that tempering the sample mixture in the container contributes to better mixing and improved wetting of polymer particles, which can increase the separation performance. The tempering is preferably carried out above the solidification temperature of the oily phase.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem naturgemäßen Vorgang der Phasentrennung zwischen einer wässrigen Phase und einer öligen Phase und der Möglichkeit der Überführung der öligen Phase in eine feste oder zumindest pastöse Form durch Temperaturerniedrigung, um eine Trennung von der noch flüssigen wässrigen Phase zu erreichen. Die Temperaturen zur Temperierung des gebildeten Probengemischs werden dabei verfahrensgemäß so gewählt, dass das eingesetzte Öl beziehungsweise die eingesetzte Ölsäure in der öligen Phase erstarren kann, wenn die ölige Phase in den rohrförmigen Behälteraufsatz überführt worden ist, wobei die wässrige Phase flüssig bleibt. Die wässrige Phase kann ein gelöstes Salz enthalten, um eine Erstarrung der wässrigen Phase unterhalb von 0 °C zu verhindern. Dies kann für einige Anwendungen von Vorteil sein. Die exakten Temperaturen hängen dabei von den verwendeten Ölen beziehungsweise der Ölsäure und der Zusammensetzung der wässrigen Komponente ab. The method according to the invention is based on the natural process of phase separation between an aqueous phase and an oily phase and the possibility of converting the oily phase into a solid or at least pasty form by lowering the temperature in order to separate it from the still liquid aqueous phase. The temperatures for tempering the sample mixture formed are selected according to the method so that the oil or oleic acid used can solidify in the oily phase when the oily phase has been transferred to the tubular container attachment, with the aqueous phase remaining liquid. The aqueous phase can contain a dissolved salt to prevent the aqueous phase from solidifying below 0 °C. This can be advantageous for some applications. The exact temperatures depend on the oils or oleic acid used and the composition of the aqueous component.

Grundsätzlich sind zahlreiche ungesättigte und gesättigte Öle als Komponente des Wasser-Öl-Gemischs denkbar. Ferner kann auch der Einsatz eines Silikonöls als Komponente des Wasser-Öl-Gemischs vorgesehen werden. Jedoch macht die Ölsäure (9-Octadecensäure) als Komponente im Gemisch mit Wasser die Handhabung im Labor besonders praktisch. Der Anteil des Öls beziehungsweise der Ölsäure ist so gewählt, dass das feste Öl beziehungsweise die feste Ölsäure gut entfernt werden kann - also das Volumen des rohrförmigen Behälteraufsatzes nicht übersteigt. Gegebenenfalls kann eine Anpassung der Größe beziehungsweise des Aufnahmevolumens des rohrförmigen Behälteraufsatzes vorgesehen sein. Weiterhin kann eine Anpassung der Menge beziehungsweise des Anteils der wässrigen Phase erhöht werden, wenn die Probe viel Sediment mit verhältnismäßig wenig Mikropolymerpartikeln enthält. Dies könnte sich dann auch auf die Nachweisgrenze auswirken und so das erfindungsgemäße Verfahren empfindlicher machen. In principle, numerous unsaturated and saturated oils are conceivable as components of the water-oil mixture. Furthermore, the use of a silicone oil as a component of the water-oil mixture can also be envisaged. However, oleic acid (9-octadecenoic acid) as a component in the mixture with water makes handling in the laboratory particularly practical. The proportion of oil or oleic acid is chosen so that the solid oil or oleic acid can be easily removed - i.e. does not exceed the volume of the tubular container attachment. If necessary, the size or the capacity of the tubular container attachment can be adjusted. Furthermore, the amount or proportion of the aqueous phase can be increased if the sample contains a lot of sediment with relatively few micropolymer particles. This could then also affect the detection limit and thus make the method according to the invention more sensitive.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, dass die in den rohrförmigen Behälteraufsatz überführte ölige Phase bei einer Temperatur im Bereich zwischen 17 °C und 0 °C, bevorzugt im Bereich zwischen 10 °C und 2 °C temperiert wird. Dies trifft im Besonderen zu, wenn ein Wasser-Ölsäure-Gemisch eingesetzt wird. It has proven particularly advantageous that the oily phase transferred into the tubular container attachment is tempered at a temperature in the range between 17 °C and 0 °C, preferably in the range between 10 °C and 2 °C. This is particularly true when a water-oleic acid mixture is used.

Dieses Temperieren der öligen Phase kann mittels einer Temperiereinrichtung erreicht werden, welche zumindest einen Teil des auf dem Behälter angeordneten rohrförmigen Behälteraufsatzes kühlt. This tempering of the oily phase can be achieved by means of a tempering device which cools at least a part of the tubular container attachment arranged on the container.

Alternativ kann das Temperieren der öligen Phase dadurch erreicht werden, dass der gesamte Behälter nebst dem auf dem Behälter angeordneten Behälteraufsatz, in welchen sich die noch flüssige ölige Phase befindet, in eine Kühleinrichtung wie einen Kühlschrank verbracht wird. Alternatively, the tempering of the oily phase can be achieved by placing the entire container, together with the container attachment arranged on the container, in which the still liquid oily phase is located, in a cooling device such as a refrigerator.

In beiden Fällen erfolgt der Übergang der öligen Phase von ihrem flüssigen Zustand in einen festen Zustand in einem Temperaturbereich kleiner etwa 17 °C. Um eine Zerstörung des Behälters zu verhindern, wird die Kühlung spätestens bei einer Temperatur von etwa 0 °C gestoppt, so dass die wässrige Phase im Behälter nicht in einen festen Zustand übergehen kann, in welchem sich das Volumen der wässrigen Phase vergrößern würde. In both cases, the transition of the oily phase from its liquid state to a solid state takes place in a temperature range below about 17 °C. To prevent the container from being destroyed, cooling is stopped at a temperature of about 0 °C at the latest, so that the aqueous phase in the container cannot change into a solid state in which the volume of the aqueous phase would increase.

Eine optimale Temperatur für ein derartiges Abkühlen beziehungsweise Temperieren der öligen Phase liegt bei der Verwendung eines Wasser-Ölsäure- Gemischs im Bereich zwischen 17 °C und 0 °C, insbesondere im Bereich zwischen 10 °C und 2 °C. Vorteilhaft wird in diesem Temperaturbereich eine Zerstörung des Behälters durch ein gefrorenes Probengemisch sicher verhindert, denn die wässrige Phase bleibt flüssig und kann aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz herauslaufen. Alternativ kann die wässrige Phase eine vorgegebene Salzkonzentration aufweisen, mit welcher die Erstarrung der wässrigen Phase bei einer Temperatur unterhalb von 0 °C gehemmt wird. Die Verwendung von Salzen ist jedoch mit zusätzlichen Kosten verbunden. When using a water-oleic acid mixture, the optimal temperature for cooling or tempering the oily phase in this way is between 17 °C and 0 °C, particularly between 10 °C and 2 °C. This temperature range is advantageous in preventing the container from being destroyed by a frozen sample mixture, because the aqueous phase remains liquid and can flow out of the tubular container attachment. Alternatively, the aqueous phase can have a predetermined salt concentration, which inhibits the solidification of the aqueous phase at a temperature below 0 °C. However, the use of salts is associated with additional costs.

Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass die erstarrte ölige Phase mit den darin enthaltenen Polymerpartikeln aus dem Behälteraufsatz entfernt und über einem Filter erwärmt wird, wobei die ölige Phase schmilzt und die Polymerpartikel im Filter zurückgehalten werden. According to a further embodiment of the method, the solidified oily phase with the polymer particles contained therein is removed from the container attachment and heated over a filter, whereby the oily phase melts and the polymer particles are retained in the filter.

Für eine Selektion beziehungsweise Weiterverarbeitung der aus der Probe verfahrensgemäß getrennten Polymerpartikel, welche noch in der erstarrten öligen Phase beinhaltet sind, wird die erstarrte ölige Phase mit den Mikropolymerpartikeln aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz entfernt, was beispielsweise mittels eines Stößels erfolgen kann. Die erstarrte ölige Phase, welche beispielsweise die Form eines Pfropfens aufweist, wird in einem Filter abgelegt. Dieser Pfropfen der öligen Phase wird über dem Filter erwärmt, wobei die Polymerpartikel mittels des Filters separiert werden, da das Öl beziehungsweise die Ölsäure der verflüssigten öligen Phase den Filter durchdringen kann. Hierfür ist bei der Verwendung von Öl oder Ölsäure lediglich eine Temperatur von 17 °C oder mehr notwendig, um die ölige Phase von einem festen in einen flüssigen Zustand zu überführen. Somit kann dieser Vorgang bei Zimmertemperatur stattfinden und benötigt keine zusätzliche Wärmequelle. Das Öl beziehungsweise die Ölsäure passiert die Maschen des Filters, so dass die Polymerpartikel im Filter Zurückbleiben, welche aus der Probe, wie beispielsweise einer Sedimentprobe, stammen. Die Maschenweite oder Porengröße des Filters wird so gewählt, dass Polymerpartikel der gewünschten Partikelgröße zurückgehalten werden können. Entsprechende Filter halten auch größere Polymerpartikel zurück. Es kann daher vorgesehen werden, dass mehrere Filter mit jeweils aufeinanderfolgend geringerer Maschenweite oder geringerer Porengröße angeordnet sind, um eine Größentrennung der Polymerpartikel zu erhalten. For a selection or further processing of the polymer particles separated from the sample according to the method, which are still contained in the solidified oily phase, the solidified oily phase with the micropolymer particles is removed from the tubular container attachment, which can be done using a pestle, for example. The solidified oily phase, which has the shape of a plug, for example, is deposited in a filter. This plug of the oily phase is heated above the filter, whereby the polymer particles are separated by means of the filter, since the oil or oleic acid of the liquefied oily phase can penetrate the filter. When using oil or oleic acid, only a temperature of 17 °C or more is necessary to convert the oily phase from a solid to a liquid state. This process can therefore take place at room temperature and does not require an additional heat source. The Oil or oleic acid passes through the mesh of the filter, leaving behind the polymer particles that come from the sample, such as a sediment sample. The mesh width or pore size of the filter is chosen so that polymer particles of the desired particle size can be retained. Such filters also retain larger polymer particles. It can therefore be arranged that several filters with successively smaller mesh widths or smaller pore sizes are arranged in order to obtain a size separation of the polymer particles.

Das vorliegende Verfahren berücksichtigt drei wesentliche Aspekte, welche eine einfache Verfahrensgestaltung, eine einfache und preiswerte Vorrichtung sowie die Verbesserung der ökologischen Bilanz umfassen. The present process takes into account three essential aspects, which include a simple process design, a simple and inexpensive device and the improvement of the ecological balance.

Der erste Aspekt kann durch die Verwendung von Ölsäure erreicht werden. Das gezielte Erstarren der öligen Phase und der damit verbundenen simplen Flüssig- Fest-Phasentrennung ermöglicht eine analytische Arbeitsweise ohne weitere Ressourcen, wie Arbeitszeit und Apparaturen, aufwenden zu müssen. Ölsäure besitzt in dem Zusammenhang ein Alleinstellungsmerkmal. Es kommt naturgemäß in verschiedenen Pflanzenölen vor und gewährleistet mit einer Schmelztemperatur von etwa 17 °C eine Verarbeitung im flüssigen Zustand bei Raumtemperatur und gleichzeitig eine Feststoff-Flüssig-Phasengrenze beim Erstarren beispielsweise im Kühlschrank auf einer flüssigen wässrigen Phase. The first aspect can be achieved by using oleic acid. The targeted solidification of the oily phase and the associated simple liquid-solid phase separation enables analytical work without having to use additional resources, such as working time and equipment. Oleic acid has a unique selling point in this context. It occurs naturally in various vegetable oils and, with a melting temperature of around 17 °C, ensures processing in the liquid state at room temperature and at the same time a solid-liquid phase boundary when solidifying, for example in the refrigerator, on a liquid aqueous phase.

Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist für die Probenvorbereitung zur analytischen Untersuchung notwendig. Durch den in der beschriebenen Vorrichtung verwendeten rohrförmigen Behälteraufsatz in Form eines PTFE-Hohlzylinders werden die Verluste durch Anhaften der Ölphase an Vorrichtungsoberflächen gemindert. Die geringe Wechselwirkung zwischen Ölsäure und PTFE ermöglicht zudem auch eine vollständige Überführung der erstarrten öligen Phase beziehungsweise Ölphase aus dem PTFE-Hohlzylinder zur weiteren Verarbeitung. Der dritte Aspekt zur kostenneutralen ökologischen Verbesserung durch eine Alternative zur Dichtetrennung kann durch den Wegfall der Salzlösung erreicht werden. Geringe Einsatzmengen an Ölsäure wirken sich zudem auf die ökonomische Bilanz aus. Die Erfindung ermöglicht eine reproduzierbare Anreicherung von Mikropolymerpartikel mit einer Partikelgröße < 500 pm aus einem beispielsweise sandigem Sediment. Demnach kann eine gleichbleibende Trennleistung gegenüber der Dichtetrennung angenommen werden. The use of the device according to the invention is necessary for sample preparation for analytical examination. The tubular container attachment in the form of a PTFE hollow cylinder used in the device described reduces the losses caused by the oil phase adhering to the device surfaces. The low interaction between oleic acid and PTFE also enables complete transfer of the solidified oily phase or oil phase from the PTFE hollow cylinder for further processing. The third aspect of cost-neutral ecological improvement through an alternative to density separation can be achieved by eliminating the salt solution. Small amounts of oleic acid also have an impact on the economic balance. The invention enables a reproducible enrichment of micropolymer particles with a particle size of < 500 pm from, for example, sandy sediment. Accordingly, a consistent separation performance can be assumed compared to density separation.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen: Further details, features and advantages of embodiments of the invention emerge from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings. They show:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens zur Trennung von Mikropolymerpartikeln aus einer Probe,Fig. 1: a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention for implementing the method for separating micropolymer particles from a sample,

Fig. 2a bis 2d: schematische Darstellungen von ausgewählten Verfahrensschritten zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trennung von Mikropolymerpartikeln, Fig. 2a to 2d: schematic representations of selected process steps to explain the process according to the invention for the separation of micropolymer particles,

Fig. 3: eine schematische Darstellung einer verfahrensgemäß ausgebildeten erstarrten Ölphase in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Trennung von Mikropolymerpartikeln aus einer Probe in einer dreidimensionalen Darstellung undFig. 3: a schematic representation of a solidified oil phase formed according to the method in the device according to the invention for separating micropolymer particles from a sample in a three-dimensional representation and

Fig. 4a und 4b: schematische Darstellungen eines Verfahrensschritts, bei welchem Mikropolymerpartikel aus der im Trennverfahren erzeugten erstarrten Ölphase ausgelöst werden. Fig. 4a and 4b: schematic representations of a process step in which micropolymer particles are released from the solidified oil phase produced in the separation process.

In der Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Umsetzung des Verfahrens zur Trennung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln 2, aus einer Probe 3 gezeigt. Die Probe 3 ist in der Figur 1 nicht dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst einen Behälter 4, welcher eine Behälteröffnung 5 aufweist. Der Behälter 4 ist in der Form einer Glasflasche ausgeführt, aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Der Behälter 4 weist eine Bodenfläche auf, auf welcher er in seiner Gebrauchslage abgestellt ist. Die Behälteröffnung 5 ist der Bodenfläche gegenüberliegend angeordnet. Figure 1 shows a schematic representation of an embodiment of a device 1 according to the invention for implementing the method for separating polymer particles, in particular micropolymer particles 2, from a sample 3. The sample 3 is not shown in Figure 1. The device 1 comprises a container 4 which has a container opening 5. The container 4 is designed in the form of a glass bottle, but is not limited to this embodiment. The container 4 has a base surface on which it is placed in its position of use. The container opening 5 is arranged opposite the base surface.

An der Behälteröffnung 5 des Behälters 4 ist ein rohrförmiger Behälteraufsatz 6 angeordnet, welcher mit der Behälteröffnung 5 dichtend verbunden ist. Die Verbindung kann als Schraubverbindung ausgebildet sein, sodass der rohrförmige Behälteraufsatz 6 vom Behälter 4 entfernt werden kann. Der rohrförmige Behälteraufsatz 6 bildet auf dem Behälter 4 ein Steigrohr für eine im Behälter 4 befindliche Flüssigkeit, bei welcher es sich im Beispiel um ein Probengemisch 12 handelt, welches eine Probe 3 mit zu trennenden Mikropolymerpartikeln 2 sowie ein Wasser-Ölsäure-Gemisch beinhaltet. A tubular container attachment 6 is arranged at the container opening 5 of the container 4 and is sealingly connected to the container opening 5. The connection can be designed as a screw connection so that the tubular container attachment 6 can be removed from the container 4. The tubular container attachment 6 forms a riser pipe on the container 4 for a liquid located in the container 4, which in the example is a sample mixture 12 which contains a sample 3 with micropolymer particles 2 to be separated and a water-oleic acid mixture.

In der Ausgestaltung der Figur 1 ist im rohrförmigen Behälteraufsatz 6 beziehungsweise in der Wandung des rohrförmigen Behälteraufsatzes 6 ein Rohr 7 angeordnet. Ein erstes Ende 8 dieses Rohrs 7 verläuft aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz 6 heraus über die Behälteröffnung 5 des Behälters 4 bis in einen Bereich nahe der Bodenfläche des Behälters 4. Ein zweites Ende 9 dieses Rohrs 7 ragt aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz 6 aus einem der Behälteröffnung 5 des Behälters 4 entfernten Ende des rohrförmigen Behälteraufsatzes 6 hinaus und ermöglicht beispielsweise ein Verbinden mit einem nicht dargestellten Begasungsmittel zum Einleiten eines Gases in den Behälter 4. In the embodiment of Figure 1, a pipe 7 is arranged in the tubular container attachment 6 or in the wall of the tubular container attachment 6. A first end 8 of this pipe 7 runs out of the tubular container attachment 6 via the container opening 5 of the container 4 to an area near the bottom surface of the container 4. A second end 9 of this pipe 7 protrudes from the tubular container attachment 6 from an end of the tubular container attachment 6 remote from the container opening 5 of the container 4 and enables, for example, a connection to a fumigant (not shown) for introducing a gas into the container 4.

Die Figuren 2a bis 2d zeigen schematische Darstellungen von ausgewählten Verfahrensschritten zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Trennung von Mikropolymerpartikeln 2 aus einer Probe 3. Figures 2a to 2d show schematic representations of selected process steps to explain the method according to the invention for separating micropolymer particles 2 from a sample 3.

Hierbei zeigen die Figuren 2a bis 2d jeweils die Vorrichtung 1 mit dem Behälter 4 und den an der Behälteröffnung 5 dichtend angeordneten rohrförmigen Behälteraufsatz 6, welcher nur teilweise dargestellt ist, sowie das Rohr 7, dessen zweites Ende 9 in den Behälter 4 hineinragt. Figures 2a to 2d show the device 1 with the container 4 and the tubular sealing element arranged at the container opening 5. Container attachment 6, which is only partially shown, and the pipe 7, the second end 9 of which projects into the container 4.

In der Figur 2a ist eine Probe 3, beispielsweise eine Sedimentprobe, welche Mikropolymerpartikel 2 beinhaltet, in den Behälter 4 eingebracht. Zusätzlich ist ein Gemisch in dem Behälter 4 enthalten, welches Wasser 10 sowie eine Ölsäure 11 umfasst. Das Wasser 10 und die Ölsäure 11 können als Wasser- Ölsäure-Gemisch vorgelegt werden. In Figure 2a, a sample 3, for example a sediment sample containing micropolymer particles 2, is introduced into the container 4. In addition, a mixture is contained in the container 4 which comprises water 10 and an oleic acid 11. The water 10 and the oleic acid 11 can be presented as a water-oleic acid mixture.

Mit der Figur 2b ist der Verfahrensschritt dargestellt, bei welchem eine Durchmischung der Probe 3 mit dem Wasser-Ölsäure-Gemisch im Behälter 4 erfolgt. Hierbei entsteht das in der Figur 2b im Behälter 4 zu erkennende Probengemisch 12. Dieses Probengemisch 12 beinhaltet somit die Probe 3 mit den Mikropolymerpartikeln 2 sowie einen Anteil an Wasser 10 und einen Anteil der Ölsäure 11. Figure 2b shows the process step in which sample 3 is mixed with the water-oleic acid mixture in container 4. This produces the sample mixture 12 that can be seen in container 4 in Figure 2b. This sample mixture 12 therefore contains sample 3 with the micropolymer particles 2 as well as a portion of water 10 and a portion of oleic acid 11.

In der Figur 2b sind mittels je einer Strich-Strich-Linie Bestandteile eines beispielhaften Rührmittels dargestellt. Dieses Rührmittel umfasst einen stationären Teil eines magnetischen Rührers 13, auf welchem der Behälter 4 der Vorrichtung 1 mit seiner Bodenfläche abgestellt wird, sowie einen im Behälter 4 enthaltenen Magnetrührstab 14. Dieser Magnetrührstab 14 wird durch eine vom stationären Teil des magnetischen Rührers 13 ausgehende magnetische Wirkung in Rotation versetzt, was mittels eines in der Figur 2b gezeigten Pfeils dargestellt ist. Die Drehbewegung bewirkt die gewünschte Durchmischung. In Figure 2b, components of an exemplary stirring means are shown by means of a dash-dash line. This stirring means comprises a stationary part of a magnetic stirrer 13, on which the container 4 of the device 1 is placed with its base surface, as well as a magnetic stirring rod 14 contained in the container 4. This magnetic stirring rod 14 is set in rotation by a magnetic effect emanating from the stationary part of the magnetic stirrer 13, which is shown by means of an arrow shown in Figure 2b. The rotary movement brings about the desired mixing.

Optional kann das Probengemisch 12 begast werden. Das hierfür notwendige Gas wird über das Rohr 7 in das Probengemisch 12 eingeleitet. Hierfür wird das nicht dargestellte erste Ende 8 des Rohrs 7 mit einem Begasungsmittel verbunden, welches ein Gas in einer vorgegebenen Menge und mit einem vorgegebenen Druck bereitstellt. Optionally, the sample mixture 12 can be gassed. The gas required for this is introduced into the sample mixture 12 via the pipe 7. For this purpose, the first end 8 of the pipe 7 (not shown) is connected to a gassing agent which provides a gas in a predetermined amount and at a predetermined pressure.

In der Figur 2c ist ein weiterer Verfahrensschritt dargestellt, bei welchem die Durchmischung und Begasung beendet wird, wobei eine Trennung des Probengemischs 12 in eine ölige Phase 15, welche die Mikropolymerpartikel 2 beinhaltet, und eine wässrige Phase 16 erfolgt. Um den Vorgang der selbstständigen Phasentrennung zu ermöglichen, kann eine Zeitdauer vorgegeben werden, in welcher das Probengemisch 12 ruht - also nicht bewegt wird. Figure 2c shows a further process step in which the Mixing and gassing is terminated, whereby the sample mixture 12 is separated into an oily phase 15, which contains the micropolymer particles 2, and an aqueous phase 16. In order to enable the process of independent phase separation, a period of time can be specified during which the sample mixture 12 rests - i.e. is not moved.

Wie in der Figur 2c schematisch dargestellt ist, bildet sich die ölige Phase 15 aufgrund ihrer geringeren Dichte über der wässrigen Phase 16 aus. As shown schematically in Figure 2c, the oily phase 15 forms above the aqueous phase 16 due to its lower density.

Der nachfolgende Verfahrensschritt, bei welchem nach erfolgter Trennung ein Einleiten von zusätzlichem Wasser 10 in den Behälter 4 erfolgt, wobei ein Füllstand im Behälter 4 ansteigt, ist in den Figuren nicht dargestellt. In diesem Verfahrensschritt wird Wasser 10 über das Rohr 7 in den Behälter 4 eingeleitet. Dabei steigt der Spiegel der wässrigen Phase 16 an, so dass die auf der wässrigen Phase 16 befindliche ölige Phase 15 im Behälter 4 angehoben beziehungsweise in Richtung des rohrförmigen Behälteraufsatzes 6 bewegt wird. Die Einleitung des Wassers erfolgt möglichst schonend und mit geringer Geschwindigkeit so, dass die ausgebildete ölige Phase 15 bei der Überführung in den rohrförmigen Behälteraufsatz 6 nicht zerstört wird. The subsequent process step, in which additional water 10 is introduced into the container 4 after separation has taken place, whereby a fill level in the container 4 rises, is not shown in the figures. In this process step, water 10 is introduced into the container 4 via the pipe 7. The level of the aqueous phase 16 rises so that the oily phase 15 located on the aqueous phase 16 in the container 4 is raised or moved in the direction of the tubular container attachment 6. The water is introduced as gently as possible and at a low speed so that the oily phase 15 formed is not destroyed during the transfer to the tubular container attachment 6.

In der Figur 2d ist der nachfolgende Verfahrensschritt dargestellt, bei welchem das Einleiten von Wasser 10 - in die wässrige Phase 16 - beendet wurde, nachdem die ölige Phase 15 durch das Ansteigen des Füllstands im Behälter 4 in den Bereich des an der Behälteröffnung 5 angeordneten rohrförmigen Behälteraufsatzes 6 angehoben wurde. Der rohrförmige Behälteraufsatz 6 ist in seiner Länge und seinem Durchmesser derart bemessen, dass er das gesamte Volumen der öligen Phase 15 aufnehmen kann. Figure 2d shows the subsequent process step in which the introduction of water 10 into the aqueous phase 16 was terminated after the oily phase 15 was raised by the increase in the fill level in the container 4 into the area of the tubular container attachment 6 arranged at the container opening 5. The tubular container attachment 6 is dimensioned in its length and diameter such that it can accommodate the entire volume of the oily phase 15.

Im darauffolgenden Verfahrensschritt, welcher in den Figuren nicht gezeigt ist, wird zumindest der Bereich des rohrförmigen Behälteraufsatzes 6, in welchem sich die ölige Phase 15 befindet, gekühlt, bis die ölige Phase 15 im rohrförmigen Behälteraufsatz 6 erstarrt. Zum Kühlen wird die Temperatur im Bereich unter 17 °C bis 0 °C gehalten, wobei vermieden wird, dass die Temperatur unter 0 °C sinkt, um Schäden durch gefrorenes Wasser zu vermeiden. Nach dem Erstarren der öligen Phase wird der rohrförmige Behälteraufsatz 6 vom Behälter 4 getrennt und die erstarrte ölige Phase 15 mit einem Spatel aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz 6 entfernt. Die entfernte erstarrte ölige Phase 15 wird über einem Filter erwärmt, wobei die ölige Phase 15 schmilzt. Dabei bleiben die in der öligen Phase 15 enthaltenen Mikropolymerpartikel 2 im Filter zurück. Diese Schritte sind in den Figuren 3 und 4 näher erläutert. In the subsequent process step, which is not shown in the figures, at least the area of the tubular container attachment 6 in which the oily phase 15 is located is cooled until the oily phase 15 in the tubular Container attachment 6 solidifies. For cooling, the temperature is kept in the range of below 17 °C to 0 °C, whereby the temperature is avoided from falling below 0 °C in order to avoid damage from frozen water. After the oily phase has solidified, the tubular container attachment 6 is separated from the container 4 and the solidified oily phase 15 is removed from the tubular container attachment 6 with a spatula. The removed solidified oily phase 15 is heated over a filter, whereby the oily phase 15 melts. The micropolymer particles 2 contained in the oily phase 15 remain in the filter. These steps are explained in more detail in Figures 3 and 4.

Die Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer verfahrensgemäß ausgebildeten erstarrten Ölphase in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Trennung von Mikropolymerpartikeln 2 in einer dreidimensionalen Darstellung. Figure 3 shows a schematic representation of a solidified oil phase formed according to the method in the device 1 according to the invention for separating micropolymer particles 2 in a three-dimensional representation.

Die Vorrichtung 1 umfasst den Behälter 4, den an der Behälteröffnung 5 angeordneten rohrförmigen Behälteraufsatz 6, das Rohr 7 mit dem ersten Ende 8 und dem im Behälter 4 befindlichen zweiten Ende 9 sowie die wässrige Phase 16, welche sich zumindest größtenteils im Behälter 4 befindet. The device 1 comprises the container 4, the tubular container attachment 6 arranged at the container opening 5, the tube 7 with the first end 8 and the second end 9 located in the container 4, and the aqueous phase 16, which is at least largely located in the container 4.

Wie in der Figur 3 schematisch darstellt ist, hat sich nach einem erfolgten Kühlen eine erstarrte ölige Phase 15, welche die Mikropolymerpartikel 2 beinhaltet, in der Form eines Zylinders beziehungsweise Pfropfens im Bereich des rohrförmigen Behälteraufsatzes 6 verfahrensgemäß ausgebildet. As shown schematically in Figure 3, after cooling has taken place, a solidified oily phase 15, which contains the micropolymer particles 2, has formed in the form of a cylinder or plug in the region of the tubular container attachment 6 according to the process.

Die Figuren 4a und 4b zeigen schematische Darstellungen eines Verfahrensschritts, bei welchem Mikropolymerpartikel aus der im Trennverfahren erzeugten erstarrten Ölphase 15 ausgelöst werden. Konkret zeigen die Figuren 4a und 4b ein Separieren von Mikropolymerpartikeln 2 aus der im Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln 2 aus einer Probe 3 erzeugten erstarrten öligen Phase 15. Figures 4a and 4b show schematic representations of a process step in which micropolymer particles are released from the solidified oil phase 15 produced in the separation process. Specifically, Figures 4a and 4b show a separation of micropolymer particles 2 from the solidified oily phase 15 produced in the process for separating polymer particles, in particular micropolymer particles 2 from a sample 3.

Für eine Weiterverarbeitung der aus der Probe 3 verfahrensgemäß getrennten Mikropolymerpartikel 2, welche noch in der erstarrten öligen Phase 15 beinhaltet sind, wird die erstarrte ölige Phase 15 mit den Mikropolymerpartikeln 2 mittels eines Spatels aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz 6 entfernt und in einem in den Figuren 4a und 4b dargestellten Filter 17 abgelegt, welcher in den Figuren 4a und 4b beispielhaft in einer Auffangschale 18 angeordnet ist. For further processing of the separated samples from sample 3, Micropolymer particles 2, which are still contained in the solidified oily phase 15, the solidified oily phase 15 with the micropolymer particles 2 is removed from the tubular container attachment 6 by means of a spatula and deposited in a filter 17 shown in Figures 4a and 4b, which is arranged in a collecting tray 18 by way of example in Figures 4a and 4b.

Das Material der öligen Phase 15 wird über dem Filter 17 erwärmt, wobei die Mikropolymerpartikel 2 im Filter 17 separiert werden, da das Öl beziehungsweise die Ölsäure der verflüssigten öligen Phase 15 den Filter 17 durchdringen kann. Hierfür ist bei der Verwendung von Ölsäure 11 lediglich eine Temperatur von 17 °C notwendig, um die ölige Phase 15 von einem festen in einen flüssigen Zustand zu überführen. Da das Öl beziehungsweise die Ölsäure 11 die Struktur des Filters 17 passiert beziehungsweise durchdringt, bleiben im Filter 17 die aus der Probe 3 getrennten Mikropolymerpartikel 2 zurück, was in der Figur 4b schematisch dargestellt ist. The material of the oily phase 15 is heated above the filter 17, whereby the micropolymer particles 2 are separated in the filter 17, since the oil or oleic acid of the liquefied oily phase 15 can penetrate the filter 17. When using oleic acid 11, a temperature of only 17 °C is necessary to convert the oily phase 15 from a solid to a liquid state. Since the oil or oleic acid 11 passes or penetrates the structure of the filter 17, the micropolymer particles 2 separated from the sample 3 remain in the filter 17, which is shown schematically in Figure 4b.

Bezugszeichenliste list of reference symbols

1 Vorrichtung 1 device

2 Mikropolymerpartikel 2 micropolymer particles

3 Probe 3 samples

4 Behälter 4 containers

5 Behälteröffnung 5 container opening

6 rohrförmiger Behälteraufsatz 6 tubular container attachment

7 Rohr 7 pipe

8 erstes Ende 8 first end

9 zweites Ende 9 second end

10 Wasser 10 water

11 Ölsäure 11 Oleic acid

12 Probengemisch 12 sample mixture

13 stationärer Teil magnetischer Rührer13 stationary part of magnetic stirrer

14 Magnetrührstab 14 magnetic stirring bar

15 ölige Phase 15 oily phase

16 wässrige Phase 16 aqueous phase

17 Filter 17 filters

18 Auffangschale 18 drip tray

Claims

Patentansprüche patent claims 1. Vorrichtung (1 ) zur Trennung von Polymerpartikeln, vorzugsweise Mikropolymerpartikeln (2) aus einer Polymerpartikel, vorzugsweise Mikropolymerpartikel (2) enthaltenden Probe (3), aufweisend einen Behälter (4) mit einer Behälteröffnung (5) zur Aufnahme einer Flüssigkeit und der Polymerpartikel, vorzugsweise Mikropolymerpartikel (2) enthaltenden Probe (3), und ein mit dem Behälter (4) trennbar verbundener rohrförmiger Behälteraufsatz (6), welcher derart mit der Behälteröffnung (5) korrespondiert, dass eine aus dem Behälter (4) aufsteigende und austretende Flüssigkeit in den rohrförmigen Behälteraufsatz (6) gelangt. 1. Device (1) for separating polymer particles, preferably micropolymer particles (2), from a sample (3) containing polymer particles, preferably micropolymer particles (2), comprising a container (4) with a container opening (5) for receiving a liquid and the sample (3) containing polymer particles, preferably micropolymer particles (2), and a tubular container attachment (6) which is detachably connected to the container (4) and corresponds to the container opening (5) in such a way that a liquid rising from and emerging from the container (4) reaches the tubular container attachment (6). 2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem oder in dem Behälter (4) ein Rührmittel angeordnet ist. 2. Device (1) according to claim 1, characterized in that a stirring means is arranged on or in the container (4). 3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührmittel ein magnetischer Rührer (13) mit einem Magnetrührstab (14) ist. 3. Device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the stirring means is a magnetic stirrer (13) with a magnetic stirring bar (14). 4. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) ein Begasungsmittel aufweist, mit welchem ein Gas ins Innere des Behälters (4) einleitbar ist. 4. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the container (4) has a gassing agent with which a gas can be introduced into the interior of the container (4). 5. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend eine Temperiereinrichtung, mit welcher zumindest der mit dem Behälter (4) verbundene rohrförmige Behälteraufsatz (6) zumindest bereichsweise temperierbar ist. 5. Device (1) according to one of the preceding claims, further comprising a tempering device with which at least the tubular container attachment (6) connected to the container (4) can be tempered at least in regions. 6. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Behälteraufsatz (6) aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet ist. 6. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular container attachment (6) is made of plastic, preferably of polytetrafluoroethylene (PTFE). 7. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Behälteraufsatz (6) als gerader Hohlzylinder ausgebildet ist. 7. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular container attachment (6) is designed as a straight hollow cylinder. 8. Vorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (4) aus einem elastischen Kunststoff ausgebildet ist. 8. Device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the container (4) is made of an elastic plastic. 9. Verfahren zur Trennung von Polymerpartikeln, vorzugsweise Mikropolymerpartikeln (2) aus einer Polymerpartikel enthaltenden Probe (3), insbesondere Sedimentprobe, bei welchem eine Polymerpartikel enthaltende Probe (3), insbesondere eine Mikropolymerpartikel (2) enthaltende Sedimentprobe, mit einem Wasser- Öl-Gemisch, vorzugsweise mit einem Wasser-Ölsäure-Gemisch, in einem Behälter (4) durchmischt wird, und sich nach Beendigung der Durchmischung in einer sich auf einer wässrigen Phase (16) aufschwimmend abscheidenden öligen Phase (15) angesammelte Polymerpartikel mit der öligen Phase (15) durch einen Anstieg der wässrigen Phase (16) aus dem Behälter (4) in einen mit dem Behälter (4) trennbar verbundenen rohrförmigen Behälteraufsatz (6) überführt werden, anschließend die Temperatur bis zum Erstarren der öligen Phase (15) gesenkt wird und die in dem rohrförmigen Behälteraufsatz (6) erstarrte ölige Phase (15) im festen Zustand zusammen mit den darin enthaltenen Polymerpartikeln von dem Behälter (4) getrennt wird, abschließend die abgetrennte erstarrte ölige Phase (15) erwärmt wird, wobei die abgetrennten Polymerpartikel freigegeben werden. 9. Method for separating polymer particles, preferably micropolymer particles (2) from a sample (3) containing polymer particles, in particular a sediment sample, in which a sample (3) containing polymer particles, in particular a sediment sample containing micropolymer particles (2), is mixed with a water-oil mixture, preferably with a water-oleic acid mixture, in a container (4), and after the end of the mixing, polymer particles collected in an oily phase (15) separating floating on an aqueous phase (16) are transferred with the oily phase (15) by a rise in the aqueous phase (16) from the container (4) into a tubular container attachment (6) detachably connected to the container (4), then the temperature is reduced until the oily phase (15) solidifies and the oily phase (15) solidified in the tubular container attachment (6) is removed from the container (4) in the solid state together with the polymer particles contained therein. is separated, finally the separated solidified oily phase (15) is heated, whereby the separated polymer particles are released. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure-Gemisch, und der Polymerpartikel enthaltenden Probe (3) gebildete Probengemisch (12) während oder nach der Durchmischung mit einem Gas begast wird. 10. The method according to claim 9, characterized in that the sample mixture (12) formed from the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, and the sample (3) containing polymer particles is gassed with a gas during or after the mixing. 11 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Wasser-Öl-Gemisch, vorzugsweise Wasser-Ölsäure-Gemisch, und der Polymerpartikel enthaltenden Probe (3) gebildete Probengemisch (12) während oder nach der Durchmischung temperiert wird. 11 . Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the sample mixture (12) formed from the water-oil mixture, preferably water-oleic acid mixture, and the sample (3) containing polymer particles is tempered during or after mixing. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Anstieg der wässrigen Phase (16) eine Flüssigkeit in den Behälter (4) eingeleitet wird, welche eine größere Dichte als die ölige Phase (15) hat. 12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the rise of the aqueous phase (16) a liquid is introduced into the container (4) which has a greater density than the oily phase (15). 13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass für den Anstieg der wässrigen Phase (16) das Volumen des Behälters (4) verringert wird. 13. Method according to one of the preceding claims 9 to 11, characterized in that the volume of the container (4) is reduced for the rise of the aqueous phase (16). 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in den rohrförmigen Behälteraufsatz (6) überführte ölige Phase (15) bei einer Temperatur im Bereich zwischen 17 °C und 0 °C, bevorzugt im Bereich zwischen 10 °C und 2 °C temperiert wird. 14. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the oily phase (15) transferred into the tubular container attachment (6) is tempered at a temperature in the range between 17 °C and 0 °C, preferably in the range between 10 °C and 2 °C. 15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erstarrte ölige Phase (15) mit den darin enthaltenen Polymerpartikeln aus dem rohrförmigen Behälteraufsatz (6) entfernt und über einem Filter (17) erwärmt wird, wobei die ölige Phase (15) schmilzt und die Polymerpartikel im Filter (17) zurückgehalten werden. 15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the solidified oily phase (15) with the polymer particles contained therein is removed from the tubular container attachment (6) and heated over a filter (17), whereby the oily phase (15) melts and the polymer particles are retained in the filter (17).
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