Wie funktioniert ein Sauerstoffkonzentrator?

 
Ein Sauerstoffkonzentrator ist im Grunde eine &dbquo;Filtermaschine“. Er nimmt die normale Zimmerluft und trennt den Sauerstoff von den anderen Bestandteilen, damit der Patient hochkonzentrierten Sauerstoff atmen kann.

 
1. Die Ausgangslage: Was ist in unserer Luft?

 
Unsere Umgebungsluft besteht nicht nur aus Sauerstoff. Tatsächlich ist sie ein Gemisch aus:
 
   Stickstoff:                                           ca. 78 % (der Hauptbestandteil)
 
   Sauerstoff:                                          ca. 21 %
 
   Edelgase (wie Argon, Neon, Helium,,): ca. 1 %
 
Das Ziel des Geräts ist es, den Stickstoff zu entfernen, damit fast nur noch Sauerstoff übrig bleibt.
 

2. Das Herzstück: Das Molekularsieb (Zeolith)

 
Um die Gase zu trennen, nutzt das Gerät ein spezielles Material, das Molekularsieb  Zeolith Filter.
 
Man kann sich das wie einen extrem feinen Schwamm vorstellen. Dieser Schwamm hat winzige Poren, die exakt so groß sind, dass sie Stickstoff-Moleküle festhalten (&dbquo;einfangen“), während die Sauerstoff- Moleküle einfach hindurchschlüpfen können.
 

 
3. Der Prozess: Das Druckwechsel-Verfahren (PSA)

 
Da ein einzelner Filter schnell &dbquo;voll“ mit Stickstoff wäre, arbeiten die meisten Geräte mit mindestens zwei Filtern im Wechsel. Das funktioniert in drei Schritten:
 
   Ansaugen & Pressen: Ein Kompressor saugt Zimmerluft an und presst sie mit hohem Druck in den                                                            ersten Filter.
 
   Trennen: Der Stickstoff bleibt im Filter hängen. Am anderen Ende kommt hochkonzentrierter            Sauerstoff (ca. 95 %) heraus und wird zum Patienten geleitet.
 
   Reinigen (Spülen): Bevor der erste Filter mit Stickstoff gesättigt ist, schaltet das Gerät auf den    weiten Filter um. Ein kleiner Teil des gewonnenen Sauerstoffs wird nun         rückwärts durch den ersten Filter geblasen, um den eingefangenen Stickstoff                   wieder nach draußen ins Zimmer zu befördern.
 
Warum werden keine 100 % Sauerstoff erreicht?
 
Das liegt an den Edelgasen wie Argon. Da Argon-Moleküle eine ähnliche Größe wie Sauerstoff haben, schlüpfen sie zusammen mit dem Sauerstoff durch das Sieb. Deshalb besteht das fertige Gasgemisch am Ende zu ca. 95% +/-3 % aus Sauerstoff und zu 5% aus Edelgasen.

Molekulares Granulat für den Einsatz
im Sauerstoffkonzentrator