Hochdruckpumpen:

Die Pumpen werden für die Erzeugung des hohen Druckes in der mobilen Phase gebraucht. Es wird ein hoher Druck benötigt, damit die mobile Phase mit einer annehmbaren Geschwindigkeit (Flußrate) durch die Säule, die durch die feinkörnige Säulenfüllung einen hohen Strömungswiderstand entgegensetzt, fließen kann.
Der Arbeitsdruck hängt von den Meßbedingungen ab. Bei Säulenfüllungen mit der Körnung von ca. 10 m liegt der Arbeitsdruck in der Regel im Bereich von 35 bis 75 bar. Bei einer Körnung von 3 bis 5 m steigt der Druck auf 80 bis 200 bar. Weiterhin hängt der Arbeitsdruck von der Flußrate des Eluenten ab. Stellt man eine hohe Flußrate ein, so muß die Pumpe einen hohen Druck erzeugen. Für die Trennung mit höheren Temperaturen, die eher die Ausnahme sind, muß darauf geachtet werden, daß der Druck nicht zu hoch steigt.
Meistens ist das obere Drucklimit der Pumpe zwischen 400 und 600 bar.

Pumpentypen:

Die üblichen Pumpentypen in den neueren HPLC-Maschinen sind Kurzhub-Kolben- und Membranpumpen. Die Kurzhub-Kolbenpumpen fördern weitgehend gleichmäßig und intervallfrei. Bei den Membranpumpen ist eine Durchflußregelung zur gleichmäßigen Förderleistung notwendig.

Membranpumpen:

Eine Exzenterscheibe (Scheibe, deren Drehpunkt außerhalb des Mittelpunkts liegt) treibt einen Kolben rasch hin und her. Die Bewegung des Kolbens wird durch Hydrauliköl auf eine Membran übertragen.

Abbildung 3: Funktion der Membranpumpe

Bei der Vorwärtsbewegung des Kolbens (Abb. 3.3) wird die Membran ausgebuchtet und das Lösungsmittel verdrängt. Bewegt sich der Kolben zurück (Abb. 3.4), so wird Lösungsmittel vom Vorrat angesaugt.
Die Kugelventile geben beim Ansaugen und Ausstoßen der mobilen Phase den richtigen Weg frei.


Da das Ansaugen eine gewisse Zeit braucht, fördert diese Pumpe diskontinuierlich. Die Förderung wird gleichmäßiger, wenn man zwei phasen-verschobene Pumpen arbeiten läßt.


Abbildung 4.a: Diskontinuierliche Förderung Abbildung 4.b: Phasenverschobene Förderung

Kurzhub-Kolbenpumpen:

Bei den Kurzhub-Kolbenpumpen verdrängt der Kolben das Lösungsmittel direkt, also ohne Hydraulikflüssigkeit und Membran. Deshalb sind hohe Ansprüche an die Dichtung des Kolbens gestellt. Der Kolben muß gegen mechanische und chemische Korrosion beständig sein. Deshalb besteht der Kolben häufig aus Saphir.
Bei den einfachen Kolbenpumpen, die auch eine kreisförmige Exzenterscheibe besitzen, treten die gleichen Probleme auf, wie bei den Membranpumpen.
Neuere Kolbenpumpen besitzen keine runde, sondern eine nierenförmige Exzenterscheibe ("Cam"), die sich außerdem unregelmäßig schnell dreht.








Abbildung 5: Nierenförmige Exzenterscheibe, "Cam"

In der Position, die man auf der Abbildung 5 sieht, wird der Kolben nach rechts gedrückt und verdrängt das Lösungsmittel. Gelangt der Kolben an Punkt P, so wird der Kolben zwangsläufig, der konkaven Form des Cams folgend, zurückgezogen. Während dieser Phase dreht sich der Cam sehr schnell, so daß der Cam nach 200 Millisekunden wieder bei Punkt P' steht. Die ungleiche Krümmung des Cams bewirkt eine fast konstante Fördermenge (abgesehen von der kurzen Zeit, in der sich der Kolben zurückzieht).