Gases for Life. Stickstoff, Sauerstoff und mehr. Industriegase sind so wichtig wie Wasser und Strom. Auch für das tägliche Leben.

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1 Gases for Life Stickstoff, Sauerstoff und mehr. Industriegase sind so wichtig wie Wasser und Strom. Auch für das tägliche Leben.

2 Was sind Industriegase? Industriebetriebe benötigen Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Xenon, Neon und Krypton sowie Kohlendioxid, Acetylen, Wasserstoff und Helium und viele verschiedene Gasgemische. Wir bei Messer nennen die Gase Gases for Life. Diese werden im großindustriellen Maßstab erzeugt und sind in vielen Herstellprozessen alltäglicher Produkte so wichtig wie Wasser und Strom. Was ist Luft? Was wir ganz allgemein als Luft bezeichnen, ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen, das die Atmosphäre unseres Planeten bildet. Luft besteht zu größten Teilen aus Stickstoff und Sauerstoff, aus einem kleinen Anteil Argon und weiteren Gasen in kleinsten Mengen. CO 2, H, Ne, He, Kr, Xe (zusammen 0,1 %) Ar (0,9 %) O 2 (21 %) N 2 (78 %) Woher kommen sie? Sauerstoff, Stickstoff, Argon, Xenon, Neon, Krypton werden aus der Luft hergestellt. Kohlendioxid wird vornehmlich aus Abluft von Industriebetrieben aufgefangen und gereinigt. Teilweise wird es aus natürlichen Bodenquellen gewonnen. Wasserstoff und Acetylen werden chemisch hergestellt. Helium wird aus Bodenquellen gefördert. Wie werden Gase aus der Luft gewonnen? Um diese Gase zu gewinnen nutzen wir Luftzerlegungsanlagen, die über 40 Meter hoch sein können. In ihnen findet ein physikalischer Prozess statt, bei dem die Luft in ihre Bestandteile zerlegt wird. Dieser Prozess, der auch Tieftemperatur-Rektifikation genannt wird, läuft vereinfacht so ab: Atemluft aus der Umgebung g wird Chemische Herstellung H C 2 H 2 Industriegase Luftzerlegung Ar O 2 N 2 gefiltert (Staub entfernt) und auf ca. 6 bar verdichtet mit Kühlwasser vorgekühlt in einer Molsiebanlage getrocknet und von CO 2 befreit im Hauptwärme austauscher auf mehr als -175 C abgekühlt und verflüssigt in einer Trennkolonne in flüssigen oder gasförmigen Sauerstoff und Stickstoff zerlegt auch in flüssiges Argon zerlegt He CO 2 Die Gase werden flüssig in Tanks gespeichert. Industrieabluft Bodenquellen

3 Wie kommen Gases for Life zum Kunden? In kleineren Mengen werden Gase in Druckgasflaschen gespeichert. Wenn Industriegase in großen Mengen benötigt werden, installieren wir in den Betrieben unserer Kunden Tanks, in denen Gase wie Sauerstoff, Stickstoff, Argon oder CO 2 flüssig gespeichert werden. Das Gas wird in Tankfahrzeugen von den Herstellwerken zum Kunden geliefert. Je mehr Gase bei einem Verbraucher benötigt werden, umso geringer sollte die Entfernung zu dem Ort sein, an dem die Gase produziert werden. In der Regel werden Gase dort hergestellt, wo sie benötigt werden: in der Nähe von dicht besiedelten industriellen Gebieten. Große Industrien, wie Stahlwerke oder Chemieunternehmen, benötigen so viel Gas, dass auf ihrem Gelände oft eine Luftzerlegungsanlage betrieben wird, in der Sauerstoff, Stickstoff und Argon gewonnen werden. Manchmal werden ein oder mehrere Großbetriebe auch über Pipelines mit Gasen versorgt, etwa in Industriegebieten. Wer benötigt Gases for Life? Wer ist die Messer Gruppe? Industriegase werden in verschiedenen Reinheitsstufen und zu unterschiedlichen Zwecken verwendet. Auch als Lebensmittelgase oder Medizinische Gase. Industriegase können Produktionsprozesse sicherer und wirtschaftlicher machen und die Produktqualität verbessern. Häufig tragen sie zum Umweltschutz bei. Einige Verfahren und Anwendungen wären ohne die chemischen Eigenschaften von Gasen sogar undenkbar. Typische Anwender-Branchen sind Automobil, Stahlindustrie, Umwelttechnik, Lebensmittel und Getränke, Bau, Metallurgie, Glas und Keramik, Medizin und Pharmazie, Chemische Industrie sowie Forschung und Entwicklung. Industriegase Messer ist der weltweit größte privat geführte Industriegasespezialist. Adolf Messer gründete die Firma 1898, sein Enkel, Stefan Messer (Foto), leitet das Unternehmen heute. Er und die über Mitarbeiter in Europa und Asien richten ihre Arbeit an festgeschriebenen Werten aus. Dazu gehören Kunden- und Mitarbeiterorientierung, verantwortliches Handeln, unternehmerische Verantwortung, Exzellenz sowie Vertrauen und Respekt. Das Familienunternehmen hat seinen Hauptsitz in Bad Soden bei Frankfurt.

4 Sauerstoff Hang zur VerbindungO Elementsymbol: O Vorkommen: 20,942 Prozent der Luft; 50,5 Prozent der Atmosphäre, Hydrosphäre, Biosphäre und Litosphäre kombiniert Siedepunkt: C Flüssiger Sauerstoff benötigt bei Atmosphä ren druck nur den 854sten Teil seines gasförmigen Volumens. Gefrierpunkt: - 218,9 C Chemische Eigenschaften: Extrem reaktionsfreudig, geht mit fast allen anderen Elementen Verbindungen ein, ist an den meisten Ver brennungsund Korrosionsvorgängen beteiligt. Gewinnung: Luftzerlegung Anwendungen Beschleunigung der chemischen Reaktionen in unterschiedlichen Branchen und Prozessen; Erhöhung der Schmelztemperaturen in der Metall-, Keramik- und Glasindustrie; Beschleunigung biologischer und biochemischer Abläufe zum Beispiel in der Wasseraufbereitung; Hilfsund Arzneimittel in der Medizin und viele andere mehr. Sauerstoff unterstützt z. B. das leichtere Formen und Veredeln von Glas. Mehr als die Hälfte genau gesagt 50,5 Prozent der für Menschen zugänglichen Teile unseres Planeten, besteht aus Sauerstoff. So hoch ist der Anteil dieses Elements an Atmosphäre, Hydrosphäre (Gewässer) und der Erdkruste bis 16 Kilometer Tiefe. Allein durch seine Masse bildet Sauerstoff damit die wichtigste Grundlage unserer Welt. Seinen Namen verdankt der Sauerstoff einem Irrtum der frühen Naturwissenschaft. Die Pioniere der Chemie im 18. Jahrhundert dachten, das farb- und geruchlose Gas sei für die Bildung der Säuren verantwortlich. So nannten sie es Oxygenium (Säurebildner), abgeleitet vom griechischen Wort für sauer oxys. Im Weltall ist Sauerstoff übrigens nach Wasserstoff und Helium das dritthäufigste Element, allerdings mit einem deutlich geringeren Massenanteil als auf der Erde. Im Sonnensystem beträgt er etwa 0,8 Prozent. Die reaktiven Eigenschaften des Sauerstoffs machen sich Industriebetriebe zunutze, um effizient und kostenoptimiert zu produzieren: Sauerstoff ist an den meisten industriellen Verfahren beteiligt, in denen Verbrennungsprozesse oder chemische Reaktionen eine Rolle spielen vom Stahlkochen bis zur Wasseraufbereitung. Als Atemgas spielt medizinischer Sauerstoff eine wichtige Rolle.

5 Die Kälte von flüssigem Stickstoff stabilisiert das Erdreich bei Tiefbaustellen. N Elementsymbol: Stickstoff Basis des Lebens Als wesentlicher Bestandteil der Aminosäuren ist Stickstoff ein Grundbaustein jeglichen Lebens. Ohne das Element mit dem Symbol N gäbe es keinen Stoffwechsel, kein Eiweiß und keine DNA, weder bei Pflanzen noch bei Tieren und Menschen. Stickstoff macht knapp zwei Kilogramm des Gewichts eines 70 Kilogramm schweren Erwachsenen aus. Seine deutsche Bezeichnung verdankt der Stickstoff der Eigenschaft, Flammen ebenso wie Lebewesen ersticken zu können. Der wissenschaftliche Name Nitrogenium ist aus dem griechischen nitros für Salpeter abgeleitet, aus dem er vor Erfindung der Luftzerlegung gewonnen wurde. 99 Prozent des Stickstoffvorkommens der Erde befinden sich in der Luft. Die meisten Pflanzen benötigen feste Stickstoffverbindungen, die im Ackerboden enthalten sind und von ihnen verbraucht werden. Mehr als 80 Prozent der weltweiten Stickstoffproduktion rund 40 Millionen Tonnen pro Jahr wird deshalb alleine für die Herstellung von Kunstdünger gebraucht. Reiner Stickstoff wird unter anderem als Füllgas für Flugzeugreifen verwendet, damit die Räder durch die Hitzeentwicklung bei Start und Landung nicht in Brand geraten. Das Gas fungiert auch als Pack- oder Treibgas, etwa zum Aufschlagen von Sahne oder in Getränkezapfanlagen, die einen besonders hohen Zapfdruck benötigen. Flüssigstickstoff wird in der Kryotechnik als Kältemedium eingesetzt, beispielsweise zur Lagerung von Lebensmitteln oder zum Schockgefrieren. Weitere Einsatzgebiete für flüssigen Stickstoff sind Betonkühlung und Erdreichgefrieren im Bau sowie die Kryochirurgie. Das bekannteste Beispiel für Letzteres ist das Vereisen von Warzen. N Vorkommen: Mit rund 78 Prozent der größte Bestandteil der Luft, sein Massenanteil an der Erdhülle beträgt 0,03 Prozent Siedepunkt: -195,79 C Gefrierpunkt: - 210,1 C Chemische Eigenschaften: Das geruchs- und geschmacksneutrale Gas kondensiert zu einer farblosen Flüssigkeit. Stickstoff ist extrem reaktionsträge; er ist in Wasser kaum löslich und nicht brennbar. Nach Fluor und Sauerstoff ist es das elektronegativste Element. Gewinnung: Luftzerlegung Anwendungen Schutzgas zum Schweißen und zum Transport feuergefährlicher Stoffe; Treibgas; Füllgas für Flugzeugreifen; Kühlschrankrecycling; Hilfsstoff für die Wirkstoffproduktion; Kaltmahlen von Kunststoffen; Herstellung von Kunstdünger; Erdreichgefrieren bei Tiefbaustellen; Kühlen von Fertigbeton; Kryochirurgie, zum Beispiel "Vereisen" von Warzen; Schutzgas für die Produktion von Mikroelektronik Bei der Herstellung von Elektronikbauteilen, z. B. für MP3-Player, wird Stickstoff als Schutzgas eingesetzt.

6 Edelgase Vornehm zurückhaltend Argon (Ar), Krypton (Kr), Helium (He) und Xenon (Xe) gehören zur Gruppe der Edelgase, die aus der Luft gewonnen werden. Allen gemeinsam ist, dass sie nur in sehr kleinen Mengen vorkommen und kaum Reaktionen mit anderen Stoffen eingehen. Anwendungen Argon: Schutzgas zum Schweißen von Aluminiumlegierungen oder speziellen Stählen; Füllgas in Lampen; Leuchtgas für Gasentladungslampen; Oxidationsschutz in der Lebensmittelindustrie, gasförmiges Löschmittel Helium: Kühlmittel in Kernspintomographen; Füllgas für Wetterballone Xenon: Leuchtgas für Gasentladungslampen; Komponente in Füllgasen von Plasmabildschirmen; Antriebsmittel für Ionentriebwerke Krypton: Füllgas in Isolierglasfenstern, Einsatz in Halogenlampen Bei vielen Schweißanwendungen dient Argon als Schutzgas. Zur Gruppe der Edelgase zählen Helium, Neon, Argon, Krypton und Xenon sowie das radioaktive Radon und das nur künstlich erzeugte Ununoctium. Als edel werden diese Gase bezeichnet, weil sie genau wie die Edelmetalle Gold, Silber, Platin etc. unter Normalbedingungen kaum chemische Bindungen eingehen. Edelmetalle bleiben deshalb lange blank und bewahren ihr edles Erscheinungsbild. Edelgase sind vergleichbar reaktionsträge. Das häufigste auf der Erde vorkommende Edelgas ist Argon (Ar). Unsere Umgebungsluft besteht zu knapp einem Prozent aus Argon. Es wird besonders für das Schweißen von Aluminiumlegierungen oder speziellen Stählen genutzt. Hier kommt es, oft als Gemisch mit anderen Gasen, als Schutzgas zum Einsatz: Argon schirmt den Schweißbereich vor Sauerstoff ab, was die Qualität und Haltbarkeit der Schweißnähte erhöht. Die bekannteste Anwendung von Helium (He) sind vermutlich freischwebende Partyballons. Helium hat aber auch eine ganze Reihe anderer wichtiger Anwendungen. Beispielsweise wird tiefkaltes, flüssiges Helium in der Medizin als Kühlmittel für die supraleitenden Magnete von Kernspintomographen eingesetzt. Es wird ebenso wie Argon als Schweißschutzgas verwendet und ist auch das meist genutzte Spürgas bei der Lecksuche. Krypton (Kr), Xenon (Xe) und Neon (Ne) werden überwiegend als Füll- bzw. Arbeitsgase in Lampen und Lasern eingesetzt. Bekannt sind beispielsweise die u.a. im Automobilbau verwendeten Xenon-Scheinwerfer. Sie leuchten wesentlich heller als Halogenscheinwerfer und halten zudem länger. Ihr namensgebendes Gas Xenon ist notwendig für einen Entladungsprozess, bei dem das helle Licht entsteht. Aber auch Halogenlampen sind mit Edelgasgemischen gefüllt. Xenon und Neon sind auch die Hauptkomponenten im Füllgas von Plasmabildschirmen. Krypton dient darüber hinaus als Füllgas für Isolierglasfenster: Ist der Zwischenraum zwischen den einzelnen Scheiben mit Krypton gefüllt, ergeben sich wesentlich bessere Dämmeigenschaften als bei Füllungen mit normaler Luft oder Argon. Moderne Xenon- Scheinwerfer machen die Nacht zum Tag.

7 CO Kohlendioxid wird auch zur Aufbereitung von Trinkwasser genutzt. Erst CO 2 ermöglicht das Wachstum der Pflanzen und ist damit eine unabdingbare Voraussetzung für höheres Leben. Neben Wasser enthalten Pflanzen vor allem Kohlenstoffverbindungen. Den für ihre Wurzeln, Stämme, Blätter und Früchte nötigen Kohlenstoff beziehen sie aus dem CO 2 -Anteil der Luft. Die Pflanzen wiederum bilden die Nahrungsgrundlage der gesamten Tierwelt, einschließlich des Menschen. Aus dieser Biomasse sind über hunderte Millionen Jahre auch die gigantischen Vorräte an Kohle, Erdöl und Erdgas entstanden, die der Mensch mit zunehmender Geschwindigkeit wieder zu CO 2 verbrennt. Deshalb steigt der Kohlendioxidanteil der Atmosphäre und trägt wegen seiner wärmedämmenden Wirkung zum globalen Temperaturanstieg bei. In der technischen Nutzung wird ein Teil dieser CO 2 -Abgase wieder eingefangen und einer sinnvollen Verwendung zugeführt. Die bekannteste ist die Anreicherung von Erfrischungsgetränken, die dem Gas ihr Prickeln verdanken. Als Trockeneis wird es zum Kühlen und Frosten eingesetzt. In der Aufbereitung von Trinkwasser und der Neutralisation von Abwasser spielt es eine immer wichtigere und ausgesprochen umweltfreundliche Rolle. Anders als die aggressiven Säuren, die sonst verwendet werden, hinterlässt es keine problematischen Rückstände. Beim Einsatz in Gewächshäusern wird aus dem Kohlendioxid wieder Biomasse, da die Pflanzen daraus Kohlenstoff für ihr Wachstum beziehen und den Sauerstoff freisetzen. Kohlendioxid Ursprung der Biomasse Elementsymbol: CO 2 Vorkommen: Der größte Teil des Kohlendioxids ist in Form von CO 2, Hydrogenkarbonat oder Karbonationen im Wasser der Meere und Flüsse gelöst. Nur rund zwei Prozent des irdischen Vorkommens befinden sich in der Atmosphäre, deren CO 2 -Anteil bei etwa 0,04 Volumenprozent liegt. Sublimationspunkt: - 78,5 C geht bei Normaldruck direkt in den gasförmigen Zustand über Tripelpunkt: - 56,57 C bei 5,18 bar Chemische Eigenschaften: Farb- und geruchlos, unbrennbar, reaktionsträge, löst sich aber gut in Wasser. Mit basischen Metalloxiden oder hydroxiden bildet es Karbonate und Hydrogenkarbonate. Gewinnung: Überwiegend als Nebenprodukt biochemischer oder chemischer Prozesse. Es entsteht unter anderem bei der Ammoniaksynthese, der Ethylenoxidproduktion, der Wasserstoffreformierung und anderen Industrieprozessen wie der Alkoholfermentation (Bioethanolproduktion oder Brauereien). Natürliche CO 2 -Quellen gibt es vor allem in Gebieten vulkanischen Ursprungs. Papierrecycling mit CO 2 ist ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz. Anwendungen Zusatz bei Erfrischungsgetränken; Trinkwasseraufbereitung; Abwasserneutralisation; Gewächshausdüngung; Kältemittel; Reinigungsmedium (als Trockeneis); Kühlmedium, z. B. für Catering oder Transportkühlung (Trockeneis); Brandbekämpfung; Papierrecycling

8 Guten Morgen, Gases for Life Auch die aktuelle Anzeigenkampagne von Messer thematisiert die Nutzen von Industriegasen im Alltag. Das Anzeigenmotiv "Frühstück" macht deutlich, dass Stickstoff (N 2 ) unter anderem zum feinen Mahlen von Gewürzen genutzt wird oder, um Käse optimal zu verpacken. Kohlendioxid (CO 2 ) kommt etwa bei der Düngung von Gemüse, beim Kühlen von Teig oder beim Entkoffeinieren von Kaffee zum Einsatz und natürlich als sprudelnde Kohlensäure in Getränken. Sauerstoff (O 2 ) wird bei der Herstellung von Glas verwendet, Ozon (O 3 ) hilft dabei, Papier umweltschonend zu bleichen. Weitere Informationen finden Sie auf: Gut für Sie und unsere Umwelt Diese Broschüre bietet nicht nur interessante Informationen sie trägt auch der Umwelt Rechnung, indem sie auf 100 % Recycling-Papier gedruckt wird. Broschüren, die ausgelesen sind oder nicht mehr benötigen werden, bitten wir ins Altpapier zu entsorgen. Messer Group GmbH Angela Bockstegers PR und Öffentlichkeitsarbeit Gahlingspfad Krefeld Tel Fax angela.bockstegers@messergroup.com