SENSORES PARA ANÁLISE DE PROCESSO
Eletrodo de pH
As medições de pH são importantes em muitos processos. Lá quase não há aplicação onde o valor do pH não desempenha um papel dominante. Todos os processos biológicos dependem da atividade das enzimas porque elas apresentam um pH ótimo e perdem funcionalidade se o pH for muito baixo ou muito alto. O valor do pH é medido na maioria dos processos usando um eletrodo de vidro. Este vidro de pH forma uma fina camada de gel em soluções aquosas altamente seletivas para H + íons. o pH potencial dependente da camada de gel é medido contra um eletrodo de referência embutido com um potencial constante. Este eletrodo de referência pode ser um fio de prata em contato com sólidos cloreto de prata ou um eletrodo de calomelano. Em geral, o valor do pH é uma medida da acidez ou da basicidade de uma solução aquosa. Em termos técnicos, o pH é o logaritmo negativo da atividade dos prótons solvatados H+. É explicado principalmente como a medida do próton de concentração correta para soluções aquosas diluídas.
Eletrodo de ORP
ORP (Potencial de Redução de Oxidação) é uma medida comum em bioquímica, química ambiental e qualidade da água. Na perspectiva bioquímica, uma substância química oxidante puxa elétrons longe da membrana celular, o que significa que ela pode ser desestabilizado e com vazamento. A morte rápida de uma célula é a consequência de uma membrana destruída. Os ORPs em sistemas naturais como águas superficiais aeradas, rios, lagos, águas pluviais e a água ácida da mina geralmente tem condições oxidantes que levam a potenciais positivos. Solos submersos, pântanos e sedimentos marinhos, onde o suprimento de ar tem suas limitações, reduzindo condições são a norma, levando a potenciais negativos. Para monitoramento do sistema de água, o valor ORP fornece ao operador uma avaliação rápida e de valor único da desinfecção potencial de água no sistema de pós-colheita. Isso permite que o operador avalie a atividade do desinfetante aplicado em vez do que a dose aplicada. Os ORPs em soluções aquosas são determinados medindo a diferença de potencial entre um eletrodo inerte em contato com a solução e um eletrodo de referência estável. O eletrodo de referência é conectado à solução por uma Ponte de sal. Tem um potencial conhecido e é feito de prata, cloreto ou calomelano saturado. A platina é freqüentemente usada para o eletrodo. O potencial de redução de oxigênio, também conhecido como Redox, descreve a tendência de uma espécie química ou uma solução para adquirir elétrons e, portanto, pode ser reduzida. Cada espécie tem seu próprio potencial de redução e é medido em Volts (V) ou mV.
Oxigênio Dissolvido
A pressão parcial de Oxigênio Dissolvido (OD) desempenha um importante papel em diversos processos biológicos, químicos e físicos. A quantidade de Oxigênio Dissolvido também é importante para a segurança e a qualidade de muitos outros processos industriais. As tecnologias mais comuns para medir OD são o amperométrico clássico e o método óptico moderno. Células Clark amperométricas clássicas, onde cátodo e ânodo são separados da amostra por um gás permeável de membrana e geram uma corrente elétrica proporcional à oxigênio e pressão parcial de oxigênio dissolvido. O Oxigênio é reduzido no sensor, catalisado por um eletrólito em uma platina cátodo. No ânodo, a prata é oxidada. Em contraste com células Clark, a medição óptica é baseada na luminescência de um luminóforo que absorve fótons e libera uma parte da energia absorvida pela emissão de fótons com maior comprimento de onda. O oxigênio extingue esse processo transferindo a energia parcialmente por colisão. Quanto mais oxigênio presente, observa-se mais têmpera. A Hamilton mede a fase de mudança entre excitação e emissão em uma população de pulsos de luz para alcançar a mais alta precisão e faixa operacional mais ampla. A diferença na intensidade de ambas ondas é usada para diagnósticos de sensores online.
Densidade Celular
Os processos biológicos são cada vez mais importantes na indústrias biotécnicas e farmacêuticas. A variabilidade de organismos vivos é muitas vezes muito elevado, tornando a cultura processo difícil de padronizar. Processo extenso otimização e controle são necessários para culturas de células estáveis, fermentações e melhor rendimento. Hoje o desenvolvimento de bioprocessos depende de amostragem de trabalho intensivo e off-line medições que também carecem da granularidade necessária para otimizar totalmente o rendimento. As medições online disponíveis de pH e oxigênio dissolvido não estão ligados ao estado da célula e características. O monitoramento on-line da densidade celular fornece o monitoramento contínuo e informações necessárias para otimizar o controle e o rendimento além de que é possível off-line. A Hamilton agora oferece sensores para medição contínua da densidade celular. O Arc Incyte sensor de permissividade fornece informações sobre a densidade celular viável. Considerando que o sensor Dencytee mede a densidade celular total via turbidez. Em combinação com o nosso pH Arc avançado e sondas de oxigênio dissolvido, sensores de permissividade e turbidez fornecem todas as informações relevantes sobre o processo de mamíferos, leveduras e culturas de bactérias de alta densidade. Isso permite a melhor compreensão e controle.
Condutividade
A condutividade elétrica é importante para a caracterização de líquidos em diferentes tipos de processos. Em soluções aquosas a condutividade é causada pela decomposição de ácidos, bases ou sais em cátions positivos e ânions negativos. Em água ultrapura, onde não há íons, exceto muito poucos H3O+ e OH- , estão presentes, a condutividade é extremamente baixa. Esta condutividade intrínseca da água representa a menor fronteira da escala de condutividade. A condutividade elétrica é determinada por uma resistividade na medição quando uma tensão alternada é aplicada a um célula de medição que consiste em dois ou quatro eletrodos. Para compensar a geometria da célula de condutividade, uma célula constante é usada. Esta constante é conhecida ou determinada por meio de padrões de condutividade. A condutividade elétrica é o inverso da resistividade, e mede a capacidade de um material para conduzir uma corrente elétrica. Sua unidade SI é Siemens por metro (S/m). Para a medição da condutividade de uma solução é comum usar µS/cm ou mS/cm.
CO₂ Dissolvido
O dióxido de carbono dissolvido (DCO2) é um processo crítico de parâmetro (CPP) em processos de produção biofarmacêutica de acordo com as diretrizes do PAT. Ao influenciar outros parâmetros como pH extracelular e intracelular, tem um efeito em diferentes vias metabólicas que estão envolvidas no crescimento da célula ou na formação e qualidade do produto. No passado, o monitoramento contínuo em linha do DCO2 só era possível através de sensores eletroquímicos que são com base no princípio de Severinghaus para medir a concentração de DCO2 indiretamente. O resultado é significativo pelo esforço de manutenção e múltiplas fontes de deriva que devem ser compensadas pela demorada calibração do produto. Agora, A Hamilton introduziu uma maneira completamente nova de medir DCO2: O novo sensor em linha CO2NTROL é um sensor de estado sólido livre de manutenção que mede diretamente DCO2, resultando em melhor precisão de medição e menor custo de propriedade.