Во биопроцесирањето, одржувањето прецизна контрола на условите на животната средина е од клучно значење.Најважната од овие состојби е рН, која влијае на растот и продуктивноста на микроорганизмите или клетките кои се користат во различни биотехнолошки апликации.За да се постигне оваа прецизна контрола, операторите на биореакторите се потпираат на напредни алатки и сензори - најважните серН сензор на биореактор.
Сензор за pH на биореактор: Основни принципи на мерење на pH
1. Сензор за pH на биореактор: Дефиниција за pH вредност
рН, или „потенцијал на водород“ е мерка за киселоста или алкалноста на растворот.Ја квантификува концентрацијата на водородни јони (H+) во даден раствор и се изразува на логаритамска скала која се движи од 0 до 14, при што 7 претставува неутралност, вредности под 7 укажуваат на киселост и вредности над 7 укажуваат на алкалност.Во биопроцесирањето, одржувањето на специфично ниво на pH е критично за оптималниот раст и продуктивноста на микроорганизмите или клетките.
2. рН сензор на биореактор: рН скала
Разбирањето на скалата на pH е од фундаментално значење за разбирање на значењето на следењето на pH.Логаритамската природа на скалата значи дека промената од една единица претставува десеткратна разлика во концентрацијата на водородниот јон.Оваа чувствителност ја прави прецизната контрола на pH вредноста во биореакторите, каде што малите отстапувања можат значително да влијаат на биопроцесот.
3. рН сензор на биореактор: Важноста на мониторирањето на pH во биопроцесирањето
Биопроцесирањето опфаќа различни апликации, вклучувајќи ферментација, биофармацевтско производство и третман на отпадни води.Во секој од овие процеси, одржувањето на специфичен опсег на pH е од клучно значење за контролирање на ензимските реакции, растот на микробите и квалитетот на производот.Мониторингот на pH гарантира дека околината на биореакторот останува во рамките на посакуваните параметри, оптимизирајќи ја продуктивноста и приносот на производот.
4. Сензор за pH на биореактор: Фактори кои влијаат на pH во биореакторите
Неколку фактори можат да влијаат на нивото на pH во биореакторите.Тие 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 овозможени со pH сензори, кои играат клучна улога во управувањето со биопроцесот.
рН сензор на биореактор: Видови pH сензори
1. рН сензор за биореактор: pH сензори од стаклена електрода
Сензорите за pH на стаклена електрода се еден од најчестите типови кои се користат во биопроцесирањето.Тие се состојат од стаклена мембрана која реагира на промени во концентрацијата на водородни јони.Овие сензори се познати по нивната точност и доверливост, што ги прави префериран избор за критични апликации за биореактори.
2. рН сензор за биореактор: ISFET (транзистор со селективен ефект на поле со јони) pH сензори
ISFET рН сензорите се уреди во цврста состојба кои детектираат промени на pH со мерење на напонот преку силиконски чип.Тие нудат предности како што се издржливост и соодветност за апликации за еднократна употреба, што ги прави разновиден избор во биопроцесирањето.
3. рН сензор на биореактор: референтни електроди
Референтните електроди се суштинска компонента на pH сензорите.Тие обезбедуваат стабилен референтен потенцијал според кој стаклената електрода ја мери pH вредноста.Изборот на референтна електрода може да влијае на перформансите на сензорот, а изборот на вистинската комбинација е од клучно значење за прецизно мерење на pH.
4. Сензор за pH на биореактор: Споредба на типови сензори
Изборот на вистинскиот pH сензор за апликација за биопроцесирање зависи од фактори како што се точноста, издржливоста и компатибилноста со специфичните барања на процесот.Споредбата на различни типови сензори ќе им помогне на професионалците во биопроцесот да донесат информирани одлуки при изборот на опрема за следење на pH.
рН сензор на биореактор: Дизајн на рН сензор на биореактор
1. Сензор за pH на биореактор: Куќиште на сензорот
Куќиштето на сензорот е надворешната обвивка што ги штити внатрешните компоненти од суровата средина во биореакторот.При изборот на материјали за куќиштето, неопходно е да се земат предвид факторите како што се хемиска компатибилност, издржливост и леснотија на чистење.Нерѓосувачкиот челик е најчесто користен материјал поради неговата отпорност на корозија и робусност.Обликот и големината на куќиштето треба да бидат дизајнирани да одговараат на специфичните барања на биореакторот, истовремено обезбедувајќи леснотија на инсталација и одржување.
2. рН сензор на биореактор: сензорен елемент
Срцето на рН сензорот е неговиот сензорен елемент.рН сензори на биореакторобично користат или стаклена електрода или транзистор со ефект на поле чувствителен на јони (ISFET) како сензорен елемент.Стаклените електроди се познати по нивната точност и доверливост, додека ISFET нудат предности во смисла на минијатуризација и робусност.Изборот помеѓу овие две во голема мера зависи од барањата на апликацијата.Изборот на соодветен раствор на електролит во рамките на сензорниот елемент е од клучно значење за одржување на перформансите на електродата со текот на времето.
3. рН сензор на биореактор: референтна електрода
Референтната електрода е неопходна за мерење на pH бидејќи обезбедува стабилна референтна точка.Постојат различни типови на референтни електроди, вклучувајќи ги електродите Ag/AgCl и Calomel.Размислувањата за одржување вклучуваат одржување на спојот на референтната електрода чист и обезбедување на референтното решение да остане стабилно.Неопходно е редовно проверување и дополнување на референтното решение за да се одржи точноста.
4. Биореактор pH сензор: Junction Design
Дизајнот на спојот на рН сензорот е критичен за одржување на протокот на јони помеѓу процесниот раствор и референтната електрода.Овој дизајн треба да го спречи затнувањето и да го минимизира движењето во читањата.Изборот на материјалот за спојување и неговата конфигурација игра значајна улога во севкупните перформанси на сензорот.
6. рН сензор на биореактор: Постапки за калибрација
Калибрацијата е клучен чекор во обезбедувањето точни мерења на pH.рН сензорите треба редовно да се калибрираат со користење на стандардни пуферски раствори со познати pH вредности.Постапките за калибрација треба да се следат прецизно, а записите за калибрација треба да се чуваат за целите на следливост и контрола на квалитетот.
Биореактор pH сензор: Инсталација и интеграција
1. рН сензор на биореактор: Поставување во биореакторот
Правилното поставување на pH сензорите во биореакторот е од суштинско значење за да се добијат репрезентативни мерења.Сензорите треба да бидат стратешки лоцирани за да ги следат варијациите на pH низ садот.Инсталирањето треба да ги земе предвид и факторите како што се ориентацијата на сензорот и растојанието од агитаторот.
2. рН сензор на биореактор: Поврзување со контролните системи
Сензорите за pH на биореакторите мора да се интегрираат во контролниот систем на биореакторот.Ова вклучува поврзување на сензорот со предавател или контролер што може да ги интерпретира отчитувањата на pH и да ги направи потребните прилагодувања за да го одржи посакуваното ниво на pH.
3. рН сензор на биореактор: Размислувања за кабел и конектор
Изборот на вистинските кабли и конектори е од клучно значење за сигурен пренос на податоци и долговечност.Каблите треба да бидат дизајнирани да ги издржат тешките услови во биореакторот, а конекторите треба да бидат отпорни на корозија за да одржуваат стабилна електрична врска.
Биореактор pH сензор: калибрација и одржување
1. рН сензор на биореактор: Процедури за калибрација
Редовната калибрација е од суштинско значење за да се обезбедат точни мерења на pH.Фреквенцијата на калибрација зависи од фактори како што се стабилноста на сензорот и критичноста на контролата на pH во процесот.Се препорачува да се следат упатствата на производителот за процедурите за калибрација.
2. рН сензор на биореактор: Фреквенција на калибрација
Фреквенцијата на калибрација треба да се одреди врз основа на специфичната примена и стабилноста на сензорот.Некои сензори може да бараат почеста калибрација, додека други може да ја задржат точноста на подолги периоди.
3. Сензор за pH на биореактор: Чистење и одржување
Правилното чистење и одржување се од суштинско значење за долговечноста и прецизноста на сензорот.Постапките за чистење треба да се вршат редовно за да се отстранат сите биофилм или наслаги што може да се акумулираат на површината на сензорот.Одржувањето треба да вклучува и проверка на референтната електрода и раскрсницата за знаци на абење или контаминација.
4. рН сензор на биореактор: Решавање проблеми вообичаени проблеми
И покрај правилниот дизајн и одржување, pH сензорите може да наидат на проблеми како што се нанос, шум на сигналот или нечистотија на електродата.Треба да се воспостават процедури за отстранување проблеми за да се идентификуваат и да се решат овие проблеми навремено за да се минимизираат нарушувањата на процесот.
Заклучок
НарН сензор на биореакторе критична алатка во биопроцесирањето, овозможувајќи прецизна контрола на нивоата на pH за да се оптимизира растот на микробите и приносот на производот.Разбирањето на основните принципи за мерење на pH и различните видови достапни сензори за pH им овозможува на операторите на биопроцесот да направат информиран избор при изборот на најсоодветната опрема за нивните апликации.Со сигурни pH сензори од провајдери како што е Shanghai BOQU Instrument Co., Ltd., професионалците за биопроцесирање можат да продолжат да го унапредуваат полето на биотехнологијата и ефикасно да произведуваат производи со висок квалитет.
Време на објавување: 13-ти септември 2023 година
