Sensores de Oxigênio Dissolvido, CO₂ e Ozônio

O que é o oxigênio dissolvido (O₂)?

O oxigênio dissolvido é o nível de oxigênio livre, não composto, que está presente na água ou em outro líquido.

Por que se mede o oxigênio dissolvido?

Níveis adequados de oxigênio são importantes em muitos processos em biotecnologia, desenvolvimento farmacêutico, alimentos e bebidas, fabricação de produtos químicos e tratamento de água e água primária. As medições em linha para o monitoramento do oxigênio dissolvido são essenciais para otimizar o rendimento e a qualidade do produto, reduzindo custos e garantindo a segurança do processo.

O que é um medidor de oxigênio dissolvido?

O medidor de oxigênio dissolvido da METTLER TOLEDO mede em tempo real e continuamente o nível de oxigênio dissolvido em água ou outro líquido. Dependendo do tipo de aplicação e da indústria, a concentração de oxigênio dissolvido é expressa em números relativos, tais como percentagem de saturação, percentagem em volume, percentagem de oxigênio dissolvido, ppm ou em números absolutos, como, por exemplo, mg/L ou mmol/L. Os sensores de O₂ dissolvido, com tecnologia óptica de ponta, combina a medição precisa até níveis de traços com baixa manutenção.

Como funciona um medidor de oxigênio dissolvido?

A METTLER TOLEDO oferece dois tipos diferentes de sensor de oxigênio: amperométrico e óptico.

Amperométrico: O sensor de oxigênio dissolvido usa uma membrana permeável a gás para separar a amostra da célula eletroquímica em seu interior. O oxigênio se difunde através da membrana, em proporção direta à pressão parcial de oxigênio no líquido fora do sensor. O cátodo e o ânodo dentro do sensor são polarizados com uma tensão para permitir a reação eletroquímica do oxigênio. O oxigênio é reduzido no cátodo enquanto o ânodo é oxidado, produzindo uma pequena corrente em proporção direta à quantidade de oxigênio que reage. Além disso, o sensor de oxigênio dissolvido usa o valor de temperatura para converter o sinal de pressão parcial de oxigênio em um valor de concentração de oxigênio dissolvido, compensando a alteração da solubilidade do oxigênio com a temperatura.

Óptico: Os sensores de oxigênio dissolvido que usam tecnologia óptica para medição contêm uma camada sensível ao oxigênio que pode fluorescer. Essa camada absorve a luz de um diodo emissor de luz no sensor e a luz é liberada como fluorescência. A quantidade de fluorescência depende do nível de oxigênio presente no meio da amostra.

Como você calibra um sensor de oxigênio dissolvido?

Cada medidor de oxigênio dissolvido possui seu próprio declive individual e ponto zero. Ambos valores estão sujeitos a modificação. Para garantir alta precisão de medição do sensor de oxigênio dissolvido, a calibração deve ser realizada após cada troca de peça(s) de reposição de um sensor. A calibração do sensor de oxigênio dissolvido pode ser realizada em uma calibração de 1 ponto ou de 2 pontos. Para a calibração de 1 ponto, o meio normal de calibração é o ar; para a calibração de 2 pontos, adicionalmente, um gás com 0% de oxigênio deve ser usado, o qual normalmente é nitrogênio puro.

O que é o dióxido de carbono dissolvido (CO₂)?

O dióxido de carbono dissolvido é a quantidade de CO₂ presente na água ou outro líquido.

O dióxido de carbono é encontrado habitualmente como gás. Portanto, a medição em linha e on-line do dióxido de carbono nos processos é uma medida da pressão que o dióxido de carbono aplica no gás ou no líquido no qual está dissolvido.

Como você mede o CO₂ dissolvido?

O dióxido de carbono dissolvido é medido com um sensor de dióxido de carbono dissolvido.

Dependendo do tipo de aplicação e da indústria, o conteúdo de CO₂ dissolvido é expresso em diferentes unidades.

O que é um sensor de CO₂ dissolvido?

Um sensor de dióxido de carbono dissolvido é um sensor analítico que mede o dióxido de carbono dissolvido. Os sensores de CO₂ dissolvido da METTLER TOLEDO entregam dados precisos e em tempo e real, o que aumenta a compreensão dos processos críticos de fermentação e cultura de células. As informações medidas pelo sensor de CO₂ dissolvido fornecem insights sobre o metabolismo celular e outras modificações dentro do biorreator.

Como funciona um sensor de CO₂ dissolvido?

O sensor de CO₂ dissolvido da METTLER TOLEDO realiza medições em linha e fornece valores de CO₂ em tempo real, baseados na tecnologia do princípio de Severinghaus, que utiliza a correlação entre o dióxido de carbono dissolvido e o pH de um líquido. O eletrodo sensor é um eletrodo de pH aprimorado, separado do meio de medição por uma membrana permeável a gás, preenchida com eletrólito. O CO₂ se difunde através da membrana e para o eletrólito interno do sensor do dióxido de carbono dissolvido, onde é equilibrado com íons de bicarbonato, alterando o valor do pH. A variação relativa no valor de pH do eletrólito é então medida pelo eletrodo de pH aprimorado e correlacionado com o CO₂.

Como calibrar um sensor de CO₂ dissolvido?

Existem dois passos para calibrar um sensor de CO₂ dissolvido. O primeiro passo é a calibração do eletrodo de pH em buffers de ph, sem o corpo de membrana. Nesse passo, a inclinação e o ponto zero do eletrodo de pH são calibrados. O passo dois da calibração de um sensor de CO₂ é necessário após a esterilização e é chamado de calibragem do processo. O segundo passo da calibração corrigirá o pequeno desvio do eletrodo de pH após a esterilização.

O que é o ozônio dissolvido?

O ozônio é um gás fortemente oxidante que é injetado na água ou nela gerado de forma eletrolítica. O ozônio dissolvido é rapidamente revertido em oxigênio inofensivo, dependendo da temperatura e do pH da água e, portanto, ele deve ser gerado e medido de forma muito próxima ao processo.

Como você mede o ozônio dissolvido?

O ozônio dissolvido é medido com um sensor de ozônio dissolvido.

O que é um sensor de ozônio dissolvido?

Um sensor de ozônio dissolvido é um sensor analítico que mede o ozônio dissolvido.

Como funciona um sensor de ozônio dissolvido?

O sensor de ozônio dissolvido utiliza uma membrana permeável ao gás, para separar a amostra da célula eletroquímica no interior. O ozônio se difunde através da membrana, em proporção direta à pressão parcial do ozônio fora do sensor de ozônio dissolvido. O cátodo (eletrodo do qual a corrente convencional deixa um dispositivo elétrico polarizado) e o ânodo (eletrodo do qual a corrente convencional flui para um dispositivo elétrico polarizado) dentro do sensor são polarizados com uma voltagem para permitir a reação eletroquímica do ozônio. O ozônio é reduzido no cátodo enquanto o ânodo é oxidado, produzindo uma pequena corrente em proporção direta à quantidade de reação do ozônio. Coloca-se um eletrodo de proteção ao redor do cátodo. Além disso, o sensor de ozônio dissolvido usa o valor de temperatura para converter o sinal de pressão parcial de ozônio em um valor de concentração de ozônio dissolvido, compensando a alteração da solubilidade do ozônio com a temperatura.

Como você calibra um sensor de ozônio dissolvido?

A calibração de um sensor de ozônio dissolvido calcula novas constantes e calibração para o sensor (corrente zero e uma inclinação). Portanto, um procedimento de calibração de corrente zero e um procedimento de calibragem do processo de inclinação devem ser realizados no sensor de ozônio dissolvido.

Para a maioria das aplicações, usa-se ar ou água livres de ozônio e fornece o padrão mais confiável para a calibração de corrente zero.