Wie funktioniert ein Alkoholmessgerät?

Die Kirchweihzeit hat bereits begonnen und auch wenn man es meist vermeiden will, fährt der Ein oder Andere auch mal mit dem Auto hin. Hier gilt dann immer die gleiche Frage: Wie viel kann ich trinken um unter den erlaubten 0,5 Promille zu bleiben? Ein guter Test ob man noch Autofahren darf ist ein wiederverwendbares Alkoholmessgerät, wie es auch die Polizei verwendet. Man pustet hinein und auf der Anzeige steht der Promille-Wert. Aber wie funktioniert so ein Messgerät eigentlich?

Die meisten Geräte messen den Alkoholgehalt im Atem mit Hilfe einer elektrochemischen Zelle. Diese besteht aus zwei Elektroden, von denen eine mit Ethanol (also „Trink“- Alkohol) reagiert. Dabei gibt das Ethanol Elektronen ab, die dann über ein Elektrolyt zur zweiten Elektrode transportiert werden. Über eine Verbindung der beiden Elektroden fließen die Elektronen dann wieder zurück. Es entsteht also ein Stromfluss, der gemessen werden kann. Je höher der Ethanol Anteil im Atem ist, desto größer ist der Stromfluss zwischen den Elektroden. Da der Alkohol im Blut gemessen werden soll und dieser höher ist als der Anteil im Atem, wird der generierte Wert noch mit einer Konstante multipliziert und der errechnete Promille-Wert kann auf dem Display angezeigt werden.

Der Vorteil eines solchen Alkoholmessgerätes ist, dass es beliebig oft wiederverwendet werden kann. So kann man, wenn man unsicher ist, vor der Autofahrt testen, ob man noch fahren darf oder ob man doch lieber auf dem Sofa vom Kumpel übernachten sollte.

 

Quellen:

https://www.alkoholtester-infos.de/digitale-alkoholtester-funktionsweise/

https://www.tagesspiegel.de/berlin/so-funktionieren-alkoholmessgeraete-fuer-die-atemluft/851690.html

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Wie wird Kaffee entkoffeiniert?

Das wohl beliebteste Morgen-Getränk ist mit Sicherheit der Kaffee. Aber nicht jeder verträgt das darin enthaltene Koffein (sieh auch: Auswirkungen von Koffein) und so kommt es, dass immer mehr Kaffee Hersteller auch koffeinfreien Kaffee anbieten. Aber wie wird der Kaffee eigentlich entkoffeiniert?

Tatsächlich gibt es bereits Erfolge koffeinfreien Kaffee zu züchten allerdings ist dieser Prozess noch nicht so weit ausgereift, dass man auf das Entkoffeinieren komplett verzichten könnte. Genau dafür gibt es aber auch einige Möglichkeiten. In allen Verfahren wird das Koffein mit Hilfe einer zusätzlich eingebrachten Substanz, einem sogenannten Extraktionsmittel, aus den Kaffeebohnen extrahiert. Für diese Extraktionsmittel gibt es mehrere Möglichkeiten, die jeweils ihre Vor- und Nachteile haben.

Die Verbreitesten will ich im Folgenden kurz erklären:

Im „Direkt Verfahren“ werden, wie in allen Verfahren, die Bohnen zuerst mit heißem Wasserdampf behandelt. Anschließend wird das Koffein mit Dichlormethan oder Ethylacetat aus den Bohnen extrahiert. Danach müssen die Bohnen getrocknet werden, um das Lösungsmittel vollständig zu entfernen, da vor allem Dichlormethan als krebserregend gilt. Ethylacetat ist weniger gefährlich, würde die Bohnen aber geschmacklich verändern.

Im „Schweiz-Wasser-Prozess“ werden den Bohnen im ersten Schritt mit Hilfe von heißem Wasserdampf alle extrahierfähigen Inhaltsstoffe entzogen. Dem mit Inhaltsstoffen angereicherten Wasser wird dann mit Filtern das Koffein entzogen. Die anderen Inhaltsstoffe bleiben im Wasser. Diesem Wasser werden jetzt frische Bohnen ausgesetzt. Da das Wasser mit allen Bestandteilen außer Koffein angereichert ist, wird den frischen Bohnen in diesem Schritt nur noch das Koffein entzogen. Dieser Prozess hat allerdings den großen Nachteil, dass ein Teil der Bohnen weggeschmissen werden muss. Außerdem kann das abgetrennte Koffein nicht gewonnen und gegebenenfalls weiterverkauft werden.

Ein weiterer Prozess ermöglicht genau das relativ einfach. Das „Kohlenstoffdioxid-Verfahren“. Hier wird das Koffein mit Hilfe von CO₂ bei Drücken von mindestens 73 bar aus den Bohnen extrahiert. Das CO₂ befindet sich dabei im überkritischen Zustand. Durch Absenken des Drucks kann das extrahierte Koffein verhältnismäßig leicht wiedergewonnen und das CO₂ wiederverwendet werden.

Natürlich gibt es auch noch weitere Verfahren, auf die ich hier jetzt aber nicht mehr eingehen will. Alles in allem kann man sagen, dass ein relativ großer Aufwand betrieben wird, um dem Wunsch der Kunden nach koffeinfreiem Kaffee nachkommen zu können. „Koffeinfrei“ bedeutet übrigens laut EU-Richtlinie ein Koffeingehalt von weniger als 0,1%.

 

Quellen:

https://www.coffeeness.de/kaffee-koffein-entkoffeinierung/

https://www.coffeecircle.com/de/b/entkoffeinierter-kaffee

Warum ist Deo auf der Haut kalt?

Jeder hat es schon einmal benutzt. Morgens oder nach dem Sport – ein Sprüh-Deodorant. Die im Volksmund als „Deo“ bezeichnete Substanz wird per Knopfdruck aus einer Dose auf ausgewählte Körperpartien gesprüht. Wovon man dann oft überrascht wird ist, dass sich das Deo auf der Haut sehr kalt anfühlt, obwohl es doch bei Raumtemperatur gelagert wird. Warum aber ist gesprühtes Deo so kalt?

Verantwortlich dafür ist der sogenannte Joule-Thomson-Effekt. Der besagt nämlich, das sich Gase bei einer Druckminderung abkühlen. Druckminderung bedeutet, dass ein Gas von einem Zustand höheren Drucks in einen Zustand niedrigeren Drucks überführt wird. Genau das passiert auch beim Deo. Die Deo-Dose steht unter Druck, damit der Inhalt überhaupt aus der Dose heraus strömen kann. Wenn das per Knopfdruck geschieht, reduziert sich der Druck der Substanz auf Umgebungsdruck. Man nennt das auch „Entspannung“ eines Gases. Bei genau diesem Vorgang kühlt sich die ausströmende Substanz, also das Deo, ab. Diese Kälte merken wir dann auf der Haut.

Auf molekularer Ebene passiert dabei Folgendes: Wenn ein Gas unter Druck steht, sind die Gas-Moleküle näher beieinander. Je näher sich Moleküle kommen, desto mehr können sie miteinander wechselwirken. Dabei entstehen Kräfte, die die Moleküle zusammenhalten. Sie ziehen sich also gegenseitig an. Wenn der Druck nun reduziert wird, breiten sich die Moleküle in einen größeren Raum aus und entfernen sich voneinander. Um das zu vollziehen müssen die vorher genannten Anziehungskräfte überwunden werden. Die Energie, die dafür benötigt wird, wird den Molekülen selber entzogen. Entzogene Energie ist hier gleich zu setzten mit einer Abkühlung, da sich die Bewegung der Teilchen reduziert. Das wiederum führt dann zu einer tieferen Temperatur des Gases.

Wenn du also das nächste Mal ein kaltes Deo auf deiner Haut spürst weißt du jetzt wenigstens warum da nicht angenehm warmes Deo aus der Dose kommt.

 

Anschauliches Erklärvideo: