Sensores de ozono, CO₂ y oxígeno disuelto

¿Qué es el oxígeno (O₂) disuelto?

El oxígeno disuelto es el nivel de oxígeno libre, no compuesto, que está presente en el agua o en otro líquido.

¿Por qué se mide el oxígeno disuelto?

Obtener los niveles adecuados de oxígeno es fundamental en muchos procesos de biotecnología, desarrollo farmacéutico, alimentos y bebidas, fabricación de sustancias químicas y tratamiento de agua y aguas primarias. La medición en línea para la supervisión del oxígeno disuelto es vital para optimizar el rendimiento y la calidad del producto, y para reducir y costes y garantizar la seguridad del proceso.

¿Qué es un medidor de oxígeno disuelto?

Un medidor de oxígeno disuelto de METTLER TOLEDO mide de forma continua y en tiempo real el nivel de oxígeno disuelto en agua u otro líquido. En función del tipo de aplicación y de la industria, la concentración de oxígeno disuelto se expresa en números relativos, como un porcentaje de saturación, un porcentaje de volumen, un porcentaje de oxígeno disuelto, ppm; o en número absolutos, por ejemplo, mg/l o mmol/l. Los sensores de O₂ disuelto con tecnología óptica de última generación combinan una medición precisa incluso a niveles de trazas con poco mantenimiento.

¿Cómo funciona un medidor de oxígeno disuelto?

METTLER TOLEDO ofrece dos tipos de sensores de oxígeno: amperométricos y ópticos.

Amperométricos: el sensor de oxígeno disuelto utiliza una membrana permeable a los gases para separar la muestra de la células electroquímicas del interior. El oxígeno se dispersa a través de la membrana de forma directamente proporcional a la presión parcial del oxígeno presente en el líquido fuera del sensor. El cátodo y el ánodo situados en el interior del sensor se polarizan con una tensión para permitir la reacción electroquímica del oxígeno. El oxígeno se reduce en el cátodo al tiempo que el ánodo se oxida, generando una pequeña corriente que es directamente proporcional a la cantidad de oxígeno que está reaccionando. Además, el sensor de oxígeno disuelto utiliza el valor de temperatura para convertir la señal de presión parcial del oxígeno en un valor de concentración de oxígeno disuelto mediante la compensación de la solubilidad cambiante del oxígeno con la temperatura.

Ópticos: los sensores de oxígeno disuelto que utilizan la tecnología óptima para la medición cuentan con una capa sensible al oxígeno que se vuelve fluorescente. Esta capa absorbe la luz emitida por un diodo emisor de luz del sensor, y esta luz se libera en forma de fluorescencia. La cantidad de fluorescencia dependerá del nivel de oxígeno presente en el medio de la muestra.

¿Cómo se calibra un sensor de oxígeno disuelto?

Cada medidor de oxígeno disuelto tiene su propia pendiente y señal cero. Los dos valores pueden verse sometidos a cambios. Para garantizar una alta precisión de medición del sensor de oxígeno disuelto, se debe llevar a cabo una calibración después de cada sustitución de las piezas de repuesto de un sensor. La calibración de los sensores de oxígeno disuelto se puede realizar como una calibración uno o dos puntos. Para la calibración de un punto, el medio de calibración habitual es aire, mientras que la para calibración de dos puntos, se debe utilizar un gas adicional con un 0 % de oxígeno, que suele ser nitrógeno puro.

¿Qué es el dióxido de carbono (CO₂) disuelto?

El dióxido de carbono disuelto es la cantidad de CO₂ presente en el agua o en otro líquido.

El dióxido de carbono suele encontrarse en forma de gas. Por lo tanto, la medición en línea del dióxido de carbono en procesos es una medición de la presión que el dióxido de carbono aplica sobre el gas o sobre el líquido en el que está disuelto.

¿Cómo se mide el CO₂ disuelto?

El dióxido de carbono disuelto se mide con un sensor de dióxido de carbono disuelto.

En función del tipo de aplicación y de la industria, el contenido de CO₂ disuelto se expresa en diferentes unidades.

¿Qué es un sensor de CO₂ disuelto?

Un sensor de dióxido de carbono disuelto es un sensor analítico que mide el dióxido de carbono disuelto. Los sensores de CO₂ disuelto de METTLER TOLEDO proporcionan unos datos precisos y en tiempo real que permiten aumentar los conocimientos acerca de los procesos más importantes de fermentación y cultivo de células. La información obtenida por el sensor de CO₂ disuelto ofrece información acerca del metabolismo celular y otros cambios que tienen lugar en el biorreactor.

¿Cómo funciona un sensor de CO₂ disuelto?

El sensor de CO₂ disuelto de METTLER TOLEDO realiza mediciones en línea y proporciona valores de CO₂ en tiempo real basándose en la tecnología del principio de Severinghaus, que utiliza la correlación entre el dióxido de carbono disuelto y el pH de un líquido. El electrodo de detección es un electrodo de pH mejorado, separado de los medios de medición por una membrana permeable al gas rellena de electrolito. El CO₂ pasa a través de la membrana y hacia el electrolito interior del sensor de dióxido de carbono disuelto, donde se equilibra con iones de bicarbonato, alterando el valor de pH. El cambio relativo en el valor de pH del electrolito se mide posteriormente mediante el electrodo de pH mejorado y se contrasta con el CO₂.

¿Cómo se calibra un sensor de CO₂ disuelto?

Se requieren dos pasos para calibrar un sensor de CO₂ disuelto. El primer paso es la calibración del electrodo de pH en tampones de pH sin el cuerpo de la membrana. En este paso, se calibran la pendiente y la señal cero del electrodo de pH. Después de la esterilización, un sensor de CO₂ disuelto requiere un segundo paso de calibración, que recibe el nombre de calibración de proceso. Este segundo paso de la calibración corregirá la pequeña desviación del electrodo de pH después de la esterilización.

¿Qué es el ozono disuelto?

El ozono es un gas muy oxidante que se inyecta en el agua o se genera electrolíticamente en el agua. El ozono disuelto vuelve a convertirse en oxígeno inocuo con mucha rapidez, dependiendo de la temperatura y del pH del agua, por lo que debe generarse y medirse muy cerca del proceso.

¿Cómo se mide el ozono disuelto?

El ozono disuelto se mide con un sensor de ozono disuelto.

¿Qué es un sensor de ozono disuelto?

Un sensor de ozono disuelto es un sensor analítico que mide el ozono disuelto.

¿Cómo funciona un sensor de ozono disuelto?

El sensor de ozono disuelto utiliza una membrana permeable a los gases para separar la muestra de la células electroquímicas del interior. El ozono se dispersa a través de la membrana de forma directamente proporcional a la presión parcial del ozono presente en el exterior del sensor de ozono disuelto. El cátodo (electrodo desde el cual la corriente convencional sale de un dispositivo eléctrico polarizado) y el ánodo (electrodo desde el cual la corriente convencional fluye hacia un dispositivo eléctrico polarizado) situados en el interior del sensor se polarizan con una tensión que permite la reacción electroquímica del ozono. El ozono se reduce en el cátodo al tiempo que el ánodo se oxida, generando una pequeña corriente que es directamente proporcional a la cantidad de ozono que está reaccionando. Alrededor del cátodo hay un electrodo de protección. Además, el sensor de ozono disuelto utiliza el valor de temperatura para convertir la señal de presión parcial del ozono en un valor de concentración de ozono disuelto mediante la compensación de la solubilidad cambiante del ozono con la temperatura.

¿Cómo se calibra un sensor de ozono disuelto?

La calibración de un sensor de ozono disuelto calcula las nuevas constantes de calibración del sensor (corriente cero y una pendiente). Por lo tanto, se debe realizar un procedimiento de calibración de corriente cero y un procedimiento de calibración de proceso de pendiente en el sensor de ozono disuelto.

Para la mayoría de las aplicaciones, se utilizan aire o agua sin ozono, que proporcionan los estándares más fiables para la calibración de la corriente cero.