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In aseptischen Abfüllsystemen wird Wasserstoffperoxid in der Gasphase aufgrund der stark oxidativen Wirkung zur Packstoffentkeimung eingesetzt. Dabei wird die Effizienz der Entkeimung im Wesentlichen von der vorliegenden H2O2-Konzentration im Packstoff bestimmt. Zur Inline-Überwachung der H2O2-Konzentration wurde ein kalorimetrischer Gassensor auf Basis einer flexiblen Polyimidfolie aus temperatursensitiven Dünnschicht-Widerständen und Mangan(IV)-oxid als katalytische Transducerschicht realisiert. Der Sensor weist ein lineares Ansprechverhalten mit einer Sensitivität von 7,15 °C/Vol.-% in einem H2O2-Konzentrationsbereich von 0 bis 8 Vol.-% auf. Weiterhin wurde zur Auslesung des Sensorsignals eine RFID-Elektronik, bestehend aus einem Sensor-Tag und einer Sende-/Empfangseinheit ausgelegt, sowie eine Abfolge des Messzyklus aufgestellt. Im weiteren Verlauf soll der kalorimetrische Gassensor mit der RFID-Elektronik gekoppelt und in eine Testverpackung zur Inline-Überwachung der H2O2-Konzentration in aseptischen Abfüllsystemen implementiert werden.
Gas sensor investigation based on a catalytically activated thin-film thermopile for H2O2 detection
(2010)
In aseptic filling systems, hydrogen peroxide vapour is commonly used for the reduction of microbial contaminations in carton packages. In this process, the germicidal efficiency of the vapour depends especially on the H₂O₂ concentration. To monitor the H₂O₂ concentration, a calorimetric H₂O₂ gas sensor based on a catalytically activated thin-film thermopile is investigated. Two different sensor layouts, namely a circular and a linear form, as well as two various material pairs such as tungsten/nickel and gold/nickel, have been examined for the realization of a thin-film thermopile. Additionally, manganese oxide and palladium particles have been compared as responsive catalysts towards H₂O₂. The thin-film sensors have been investigated at various H₂O₂ concentrations, gas temperatures and flow rates.
