При биопроцесирање, клучно е одржувањето на прецизната контрола на условите на животната средина. Најважната од овие услови е pH, што влијае на растот и продуктивноста на микроорганизмите или клетките што се користат во разни биотехнолошки апликации. За да се постигне оваа прецизна контрола, операторите за биореактор се потпираат на напредни алатки и сензори - најважно еСензор за pH на биореактор.
Сензор за pH на биореактор: Основни принципи на мерење на pH
1. Сензор за pH на биореактор: Дефиниција на pH
PH, или „потенцијал на водород“, е мерка на киселоста или алкалноста на растворот. Ја квантифицира концентрацијата на водородните јони (H+) во даден раствор и се изразува на логаритамска скала која се движи од 0 до 14, со 7 што претставуваат неутралност, вредности под 7 што укажуваат на киселост и вредности над 7 што укажуваат на алкалност. Во биопроцесирањето, одржувањето на специфично ниво на pH вредност е клучно за оптималниот раст и продуктивноста на микроорганизмите или клетките.
2.
Разбирањето на скалата на pH е фундаментално за разбирање на значењето на набудувањето на pH. Логаритамската природа на скалата значи дека промената на една единица претставува десеткратна разлика во концентрацијата на водород јон. Оваа чувствителност ја прави прецизната контрола на pH вредност од суштинско значење кај биореакторите, каде малите отстапувања можат значително да влијаат на биопроцесот.
3.
Биопроцесирањето опфаќа различни апликации, вклучително и ферментација, биофармацевтско производство и третман на отпадни води. Во секој од овие процеси, одржувањето на специфичен опсег на pH е клучно за контрола на ензимските реакции, микробиолошкиот раст и квалитетот на производот. Следењето на pH гарантира дека околината на биореакторот останува во рамките на посакуваните параметри, оптимизирајќи ја продуктивноста и приносот на производот.
4.
Неколку фактори можат да влијаат на нивото на pH во рамките на биореакторите. Овие вклучуваат додавање на кисели или алкални супстанции, метаболички нуспроизводи на микроорганизми и промени во температурата. Следењето и контролирањето на овие променливи во реално време се овозможуваат со pH сензори, кои играат клучна улога во управувањето со биопроцесот.
Сензор за pH на биореактор: Видови на pH сензори
1. Сензор за pH на биореактор: сензори за pH на стаклена електрода
Сензорите за pH на стаклена електрода се еден од најчестите типови што се користат при биопроцесирање. Тие се состојат од стаклена мембрана која реагира на промени во концентрацијата на водородниот јон. Овие сензори се познати по нивната точност и сигурност, што ги прави претпочитан избор за критични апликации за биореактор.
2. Сензор за pH на биореактор: ISFET (јон-селективен транзистор за ефект на поле) PH сензори
Сензорите на PH на ISFET се уреди со цврста состојба кои откриваат промени во pH вредноста со мерење на напонот преку силиконски чип. Тие нудат предности како што се издржливост и соодветност за апликации со единечна употреба, што ги прави разноврсен избор во биопроцесирањето.
3.
Референтните електроди се основна компонента на pH сензорите. Тие обезбедуваат стабилен референтен потенцијал против кој стаклената електрода ја мери pH. Изборот на референтна електрода може да влијае на перформансите на сензорот, а изборот на вистинската комбинација е клучен за точно мерење на pH.
4.
Изборот на вистинскиот сензор за pH за апликација за биопроцесирање зависи од фактори како што се точност, издржливост и компатибилност со специфичните барања за процеси. Споредбата на различни типови на сензори ќе им помогне на професионалците за биопроцес да донесат информирани одлуки при изборот на опрема за набудување на pH.
Сензор за pH на биореактор: Дизајн на сензор за pH на биореактор
1. Сензор за pH на биореактор: Куќиште на сензори
Куќиштето на сензорот е надворешната обвивка што ги штити внатрешните компоненти од суровата околина во рамките на биореакторот. При изборот на материјали за куќиштето, неопходно е да се земат предвид факторите како што се хемиската компатибилност, издржливоста и леснотијата на чистење. Не'рѓосувачки челик е најчесто користен материјал заради отпорност на корозија и стабилност. Обликот и големината на куќиштето треба да бидат дизајнирани да одговараат на специфичните барања на биореакторот, истовремено обезбедувајќи леснотија на инсталација и одржување.
2.
Срцето на сензорот за pH е неговиот сензорски елемент.Сензори за pH на биореакторОбично, користете стаклена електрода или јонски чувствителен ефект на транзистор (ISFET) како елемент за сензори. Стаклените електроди се познати по нивната точност и сигурност, додека ISFETs нудат предности во однос на минијатуризацијата и стабилноста. Изборот помеѓу овие две во голема мерка зависи од барањата на апликацијата. Избирањето на соодветниот раствор на електролит во рамките на елементот за сензори е клучно за одржување на перформансите на електродата со текот на времето.
3. Сензор за pH на биореактор: Референтна електрода
Референтна електрода е од суштинско значење за мерење на pH, бидејќи обезбедува стабилна референтна точка. Постојат различни видови на референтни електроди, вклучително и AG/AGCL и каломел електроди. Размислувањата за одржување вклучуваат одржување на референтниот спој на електродата чист и обезбедувањето на референтното решение останува стабилно. Редовно проверување и надополнување на референтното решение е неопходно за да се одржи точноста.
4 Сензор за pH на биореактор: Дизајн на спој
Дизајнот на спојот на сензорот за pH е клучен за одржување на протокот на јони помеѓу процесот на раствор и референтната електрода. Овој дизајн треба да го спречи затнувањето и да го минимизира наносот во читањата. Изборот на материјал за спојување и неговата конфигурација игра значајна улога во целокупните перформанси на сензорот.
6.
Калибрацијата е клучен чекор за обезбедување точни мерења на pH. PH сензорите треба редовно да се калибрираат со употреба на стандардни тампон решенија со познати вредности на pH вредност. Постапките за калибрација треба да се следат прецизно, а записите за калибрација треба да се одржуваат за целите на следливост и контрола на квалитетот.
Сензор за pH на биореактор: Инсталација и интеграција
1. Сензор за pH на биореактор: Поставување во рамките на биореакторот
Правилното поставување на pH сензорите во рамките на биореакторот е неопходно за да се добијат репрезентативни мерења. Сензорите треба да бидат стратешки лоцирани за да ги следат варијациите на pH во целиот брод. Инсталацијата исто така треба да ги земе предвид факторите како што се ориентацијата на сензорот и оддалеченоста од агитаторот.
2.
Сензорите за pH на биореакторот мора да бидат интегрирани во контролниот систем на биореакторот. Ова вклучува поврзување на сензорот со предавател или контролер што може да ги толкува читањата на pH и да направи неопходни прилагодувања за одржување на посакуваното ниво на pH.
3.
Избирањето на вистинските кабли и конектори е клучно за сигурен пренос на податоци и долговечност. Каблите треба да бидат дизајнирани да ги издржат суровите услови во рамките на биореакторот, а конекторите треба да бидат отпорни на корозија за да се одржи стабилна електрична врска.
Сензор за pH на биореактор: Калибрација и одржување
1. Сензор за pH на биореактор: Постапки за калибрација
Редовната калибрација е неопходна за да се обезбедат точни мерења на pH. Фреквенцијата на калибрација зависи од факторите како што се стабилноста на сензорот и критичноста на контролата на pH во процесот. Се препорачува да се следат упатствата на производителот за процедури за калибрација.
2. Сензор за pH на биореактор: Фреквенција на калибрација
Фреквенцијата на калибрација треба да се утврди врз основа на специфичната примена и стабилноста на сензорот. Некои сензори може да бараат почеста калибрација, додека други можат да одржат точност во подолги периоди.
3. Сензор за pH на биореактор: Чистење и одржување
Правилното чистење и одржување се неопходни за долговечноста и точноста на сензорите. Постапките за чистење треба редовно да се изведуваат за да се отстранат сите биофилм или наслаги што можат да се акумулираат на површината на сензорот. Одржувањето исто така треба да вклучува проверка на референтната електрода и спојот за знаци на абење или загадување.
4.
И покрај правилното дизајнирање и одржување, сензорите за pH може да наидат на проблеми како што се наноси, бучава од сигнал или факулирање на електрода. Треба да се воспостават процедури за смена на проблеми за да се идентификуваат и решаваат овие проблеми навремено за да се минимизираат нарушувањата на процесите.
Заклучок
НаСензор за pH на биореакторе критична алатка за биопроцесирање, овозможувајќи прецизна контрола на нивото на pH да го оптимизира растот на микроби и приносот на производот. Разбирањето на основните принципи на мерење на pH и различните видови на PH сензори што се достапни ги овластува операторите за биопроцес да направат информирани избори за избор на најсоодветна опрема за нивните апликации. Со сигурни pH сензори од давателите на услуги како Шангај Бок Инструмент Ко, ООД, професионалци за биопроцесирање можат да продолжат да го унапредуваат полето на биотехнологијата и ефикасно да произведуваат производи со висок квалитет.
Време на објавување: Сеп-13-2023
