Sensoren voor opgeloste zuurstof, CO₂ en ozon

Wat is opgeloste zuurstof (O₂)?

Opgeloste zuurstof verwijst naar het gehalte aan vrije, niet-samengestelde zuurstof die aanwezig is in water of andere vloeistoffen.

Waarom wordt opgeloste zuurstof gemeten?

Het juiste zuurstofgehalte is belangrijk in tal van processen binnen de biotechnologie, ontwikkeling van farmaceutica, levensmiddelen en drank, chemische productie en behandeling van water en primair water. Inline metingen ter controle van opgeloste zuurstof zijn van essentieel belang om de productopbrengst en -kwaliteit te optimaliseren, de kosten te beperken en de procesveiligheid te garanderen.

Wat is een meter voor opgeloste zuurstof?

Een meter voor opgeloste zuurstof van METTLER TOLEDO meet in realtime en continu het gehalte van opgeloste zuurstof in water of andere vloeistoffen. Afhankelijk van het soort toepassing en industrie wordt de concentratie van opgeloste zuurstof uitgedrukt in relatieve cijfers, zoals verzadigingspercentage, volumeprocent, percentage opgeloste zuurstof of ppm, dan wel in absolute cijfers, bv. mg/l of mmol/l. Sensoren voor opgeloste O₂ met geavanceerde optische technologie combineren een precieze meting tot op sporenniveau met weinig onderhoud.

Hoe werkt een meter voor opgeloste zuurstof?

METTLER TOLEDO biedt twee verschillende types van zuurstofsensor: amperometrische en optische.

Amperometrisch: De sensor voor opgeloste zuurstof maakt gebruik van een gasdoorlatend membraan om het monster te scheiden van de elektrochemische cel binnenin. Zuurstof verspreidt zich door het membraan in evenredige verhouding tot de partiële zuurstofdruk in de vloeistof buiten de sensor. De kathode en anode in de sonde zijn gepolariseerd met een spanning om de elektrochemische reactie van zuurstof te bewerkstelligen. Zuurstof wordt aan de kathode gereduceerd terwijl de anode wordt geoxideerd, waardoor er een kleine stroom ontstaat die rechtevenredig is met de hoeveelheid zuurstof die reageert. Bovendien gebruikt de sensor voor opgeloste zuurstof de temperatuurwaarde om het signaal van de partiële zuurstofdruk om te zetten in een concentratiewaarde van opgeloste zuurstof door te compenseren voor de veranderende oplosbaarheid van zuurstof met de verandering van temperatuur.

Optisch: Sondes voor opgeloste zuurstof die optische meettechnologie gebruiken, zijn voorzien van een zuurstofgevoelige laag die kan fluoresceren. Deze laag absorbeert licht van een lichtgevende diode in de sensor en dit licht wordt als fluorescentie weer vrijgelaten. De hoeveelheid fluorescentie hangt af van het zuurstofgehalte in het monster.

Hoe kalibreer je een sensor voor opgeloste zuurstof?

Elke meter voor opgeloste zuurstof heeft een eigen helling en nulpunt. Beide waarden kunnen wijzigen. Na iedere vervanging van reserveonderdelen moet de sensor voor opgeloste zuurstof worden gekalibreerd zodat de hoge meetnauwkeurigheid gegarandeerd is. De kalibratie van een sensor voor opgeloste zuurstof kan als een 1- of 2-punts kalibratie worden uitgevoerd. Bij een 1-punts kalibratie is het normale kalibratiemedium lucht, terwijl er bij een 2-punts kalibratie daarbovenop een gas met 0% zuurstof moet worden gebruikt (normaal gezien zuivere stikstof).

Wat is opgeloste kooldioxide (CO₂)?

Opgeloste kooldioxide is de hoeveelheid CO₂ die aanwezig is in water of andere vloeistoffen.

Kooldioxide wordt meestal aangetroffen als een gas. Bijgevolg is de inline en online meting van kooldioxide in processen een meting van de druk die het kooldioxide uitoefent in het gas of in de vloeistof waarin het is opgelost.

Hoe meet je opgeloste CO₂?

Opgeloste kooldioxide wordt gemeten met een sensor voor opgeloste kooldioxide.

Afhankelijk van het soort toepassing en de industrie wordt het gehalte opgeloste CO₂ uitgedrukt in verschillende eenheden.

Wat is een sensor voor opgeloste CO₂?

Een sensor voor opgeloste kooldioxide is een analytische sensor die opgeloste kooldioxide meet. De sondes voor opgeloste CO₂ van METTLER TOLEDO leveren nauwkeurige realtime gegevens die de kennis van kritische fermentatie- en celkweekprocessen vergroten. De informatie die door de sensor voor opgeloste CO₂ wordt gemeten, biedt inzicht in het celmetabolisme en andere veranderingen binnen de bioreactor.

Hoe werkt een sensor voor opgeloste CO₂?

De sonde voor opgeloste CO₂ van METTLER TOLEDO meet inline en biedt realtime CO₂-waarden op basis van de technologie van het Severinghaus-principe, dat gebruikmaakt van de correlatie tussen opgeloste kooldioxide en de pH van een vloeistof. De meetelektrode is een geavanceerde pH-elektrode die door een met elektrolyt gevuld gasdoorlatend membraan van de meetmedia wordt gescheiden. CO₂ verspreidt zich door het membraan tot in het interne elektrolyt van de kooldioxidesensor. Daar wordt het met bicarbonaationen in evenwicht gebracht waardoor de pH-waarde verandert. De relatieve verandering in pH-waarde van het elektrolyt wordt vervolgens door de geavanceerde pH-elektrode gemeten en gecorreleerd met CO₂.

Hoe kalibreer je een sensor voor opgeloste CO₂?

Er zijn twee stappen om een sonde voor opgeloste CO₂ te kalibreren. Stap één bestaat uit de kalibratie van de pH-elektrode in pH-buffers zonder het membraanlichaam. Bij deze stap worden de helling en het nulpunt van de pH-elektrode gekalibreerd. Stap twee van de kalibratie van een sensor voor opgeloste CO₂ komt na de sterilisatie en wordt proceskalibratie genoemd. Deze tweede stap in de kalibratie zal kleine afwijkingen van de pH-elektrode na sterilisatie rechtzetten.

Wat is opgeloste ozon?

Ozon is een sterk oxiderend gas dat in water wordt geïnjecteerd of elektrolytisch in water wordt gegenereerd. Opgeloste ozon wordt zeer snel opnieuw onschadelijke zuurstof, afhankelijk van de temperatuur en pH van het water. Bijgevolg moet het zeer dicht in de buurt van het proces worden gegenereerd en gemeten.

Hoe meet je opgeloste ozon?

Opgeloste ozon wordt met een sensor voor opgeloste ozon gemeten.

Wat is een sensor voor opgeloste ozon?

Een sensor voor opgeloste ozon is een analytische sensor die opgeloste ozon meet.

Hoe werkt een sensor voor opgeloste ozon?

De sonde voor opgeloste ozon maakt gebruik van een gasdoorlatend membraan om het monster te scheiden van de elektrochemische cel binnenin. Ozon verspreidt zich door het membraan in evenredige verhouding tot de partiële ozondruk buiten de sensor voor opgeloste ozon. De kathode (elektrode waarvan de conventionele stroom een gepolariseerd elektrisch apparaat verlaat) en anode (elektrode waarvan de conventionele stroom naar een gepolariseerd elektrisch apparaat stroomt) in de sonde zijn gepolariseerd met een spanning om de elektrochemische reactie van ozon te bewerkstelligen. Ozon wordt aan de kathode gereduceerd terwijl de anode wordt geoxideerd, waardoor er een kleine stroom ontstaat die rechtevenredig is met de hoeveelheid ozon die reageert. Rond de kathode bevindt zich een beschermende elektrode. Bovendien gebruikt de sensor voor opgeloste ozon de temperatuurwaarde om het signaal van de partiële ozondruk om te zetten in een concentratiewaarde van opgeloste ozon door te compenseren voor de veranderende oplosbaarheid van ozon met de verandering van temperatuur.

Hoe kalibreer je een sensor voor opgeloste ozon?

Bij de kalibratie van een sensor voor opgeloste ozon worden nieuwe kalibratieconstanten voor de sensor bepaald (nulstroom en helling). Daarom moeten er op een sensor voor opgeloste ozon een kalibratieprocedure voor de nulstroom en een proceskalibratieprocedure voor de helling worden uitgevoerd.

Voor de meeste toepassingen wordt ozonvrije lucht of ozonvrij water gebruikt en dit is de meest betrouwbare norm voor kalibratie van de nulstroom.