생물공정에서는 환경 조건을 정밀하게 제어하는 것이 중요합니다.이러한 조건 중 가장 중요한 것은 pH이며, 이는 다양한 생명공학 응용 분야에 사용되는 미생물이나 세포의 성장과 생산성에 영향을 미칩니다.이러한 정밀한 제어를 달성하기 위해 생물반응기 운영자는 고급 도구와 센서에 의존합니다. 가장 중요한 것은생물반응기 pH 센서.
생물반응기 pH 센서: pH 측정의 기본 원리
1. 생물반응기 pH 센서: pH의 정의
pH 또는 "수소 전위"는 용액의 산도 또는 알칼리도를 측정한 것입니다.주어진 용액에서 수소 이온(H+)의 농도를 정량화하고 0에서 14까지의 로그 척도로 표현됩니다. 7은 중성을 나타내고 7 미만의 값은 산성, 7보다 큰 값은 알칼리성을 나타냅니다.생물공정에서 특정 pH 수준을 유지하는 것은 미생물이나 세포의 최적 성장과 생산성을 위해 중요합니다.
2. 생물반응기 pH 센서: pH 척도
pH 규모를 이해하는 것은 pH 모니터링의 중요성을 이해하는 데 필수적입니다.척도의 대수적 특성은 1단위 변화가 수소 이온 농도의 10배 차이를 나타냄을 의미합니다.이러한 감도는 작은 편차가 생물공정에 큰 영향을 미칠 수 있는 생물반응기에서 정밀한 pH 제어를 필수적으로 만듭니다.
3. 생물반응기 pH 센서: 생물공정에서 pH 모니터링의 중요성
바이오프로세싱은 발효, 바이오의약품 생산, 폐수 처리 등 다양한 응용 분야를 포괄합니다.이러한 각 공정에서 특정 pH 범위를 유지하는 것은 효소 반응, 미생물 성장 및 제품 품질을 제어하는 데 중요합니다.pH 모니터링은 생물반응기 환경이 원하는 매개변수 내에 유지되도록 보장하여 생산성과 제품 수율을 최적화합니다.
4. 생물반응기 pH 센서: 생물반응기의 pH에 영향을 미치는 요인
여러 요인이 생물반응기 내의 pH 수준에 영향을 미칠 수 있습니다.여기에는 산성 또는 알칼리성 물질의 추가, 미생물의 대사 부산물 및 온도 변화가 포함됩니다.이러한 변수를 실시간으로 모니터링하고 제어하는 것은 바이오프로세스 관리에 중추적인 역할을 하는 pH 센서를 통해 가능합니다.
생물반응기 pH 센서: pH 센서 유형
1. 생물반응기 pH 센서: 유리 전극 pH 센서
유리 전극 pH 센서는 바이오프로세싱에 사용되는 가장 일반적인 유형 중 하나입니다.이는 수소 이온 농도의 변화에 반응하는 유리막으로 구성됩니다.이 센서는 정확성과 신뢰성으로 유명하므로 중요한 생물반응기 응용 분야에서 선호되는 선택입니다.
2. 생물반응기 pH 센서: ISFET(이온 선택형 전계 효과 트랜지스터) pH 센서
ISFET pH 센서는 실리콘 칩의 전압을 측정하여 pH 변화를 감지하는 고체 장치입니다.내구성과 일회용 응용 분야에 대한 적합성과 같은 장점을 제공하므로 바이오프로세싱에서 다양한 선택이 가능합니다.
3. 생물반응기 pH 센서: 기준 전극
기준 전극은 pH 센서의 필수 구성 요소입니다.이는 유리 전극이 pH를 측정하는 안정적인 기준 전위를 제공합니다.기준 전극의 선택은 센서 성능에 영향을 미칠 수 있으며 정확한 pH 측정을 위해서는 올바른 조합을 선택하는 것이 중요합니다.
4. 생물반응기 pH 센서: 센서 유형 비교
생물공정 응용 분야에 적합한 pH 센서를 선택하는 것은 정확성, 내구성, 특정 공정 요구 사항과의 호환성 등의 요소에 따라 달라집니다.다양한 센서 유형을 비교하면 생물공정 전문가가 pH 모니터링 장비를 선택할 때 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
생물반응기 pH 센서: 생물반응기 pH 센서 설계
1. 생물반응기 pH 센서: 센서 하우징
센서 하우징은 생물반응기 내의 열악한 환경으로부터 내부 구성요소를 보호하는 외부 쉘입니다.하우징 재료를 선택할 때 화학적 호환성, 내구성, 청소 용이성 등의 요소를 고려하는 것이 필수적입니다.스테인레스 스틸은 부식에 대한 저항성과 견고성으로 인해 일반적으로 사용되는 재료입니다.하우징의 모양과 크기는 특정 생물반응기의 요구 사항에 맞게 설계되어야 하며 설치 및 유지 관리가 용이해야 합니다.
2. 생물반응기 pH 센서: 감지 요소
pH 센서의 핵심은 감지 요소입니다.생물반응기 pH 센서일반적으로 유리 전극이나 ISFET(이온 감지 전계 효과 트랜지스터)를 감지 요소로 사용합니다.유리 전극은 정확성과 신뢰성으로 잘 알려져 있는 반면, ISFET는 소형화 및 견고성 측면에서 장점을 제공합니다.이 둘 사이의 선택은 주로 응용 프로그램의 요구 사항에 따라 달라집니다.시간이 지나도 전극 성능을 유지하려면 감지 요소 내에서 적절한 전해질 용액을 선택하는 것이 중요합니다.
3. 생물반응기 pH 센서: 기준 전극
기준 전극은 안정적인 기준점을 제공하므로 pH 측정에 필수적입니다.Ag/AgCl 및 Calomel 전극을 포함하여 다양한 유형의 기준 전극이 있습니다.유지 관리 고려 사항에는 기준 전극 접합부를 깨끗하게 유지하고 기준 용액이 안정적으로 유지되도록 하는 것이 포함됩니다.정확성을 유지하려면 참조 용액을 정기적으로 확인하고 보충하는 것이 필요합니다.
4. 생물반응기 pH 센서: 접합 설계
pH 센서의 접합 설계는 공정 용액과 기준 전극 사이의 이온 흐름을 유지하는 데 중요합니다.이 설계는 막힘을 방지하고 판독값의 드리프트를 최소화해야 합니다.접합 재료와 그 구성의 선택은 센서의 전반적인 성능에 중요한 역할을 합니다.
6. 생물반응기 pH 센서: 교정 절차
교정은 정확한 pH 측정을 보장하는 중요한 단계입니다.pH 센서는 pH 값이 알려진 표준 완충액을 사용하여 정기적으로 교정해야 합니다.교정 절차는 꼼꼼하게 따라야 하며, 추적성 및 품질 관리 목적을 위해 교정 기록을 유지해야 합니다.
생물반응기 pH 센서: 설치 및 통합
1. 생물반응기 pH 센서: 생물반응기 내 배치
대표적인 측정값을 얻으려면 생물반응기 내에서 pH 센서를 올바르게 배치하는 것이 필수적입니다.용기 전체의 pH 변화를 모니터링하려면 센서를 전략적으로 배치해야 합니다.설치 시 센서 방향, 교반기로부터의 거리 등의 요소도 고려해야 합니다.
2. 생물반응기 pH 센서: 제어 시스템에 연결
생물반응기 pH 센서는 생물반응기의 제어 시스템에 통합되어야 합니다.여기에는 pH 판독값을 해석하고 원하는 pH 수준을 유지하기 위해 필요한 조정을 수행할 수 있는 트랜스미터 또는 컨트롤러에 센서를 연결하는 작업이 포함됩니다.
3. 생물반응기 pH 센서: 케이블 및 커넥터 고려 사항
안정적인 데이터 전송과 수명을 위해서는 올바른 케이블과 커넥터를 선택하는 것이 중요합니다.케이블은 생물반응기 내부의 가혹한 조건을 견딜 수 있도록 설계되어야 하며, 커넥터는 안정적인 전기 연결을 유지하기 위해 부식 방지 처리가 되어 있어야 합니다.
생물반응기 pH 센서: 교정 및 유지 관리
1. 생물반응기 pH 센서: 교정 절차
정확한 pH 측정을 위해서는 정기적인 교정이 필수적입니다.교정 빈도는 센서의 안정성 및 공정 내 pH 제어의 중요성과 같은 요인에 따라 달라집니다.교정 절차에 대해서는 제조업체의 지침을 따르는 것이 좋습니다.
2. 생물반응기 pH 센서: 교정 빈도
교정 빈도는 특정 애플리케이션과 센서의 안정성에 따라 결정되어야 합니다.일부 센서는 더 자주 교정해야 하는 반면 다른 센서는 장기간 정확도를 유지할 수 있습니다.
3. 생물반응기 pH 센서: 청소 및 유지 관리
센서의 수명과 정확성을 위해서는 적절한 청소와 유지 관리가 필수적입니다.센서 표면에 쌓일 수 있는 생물막이나 침전물을 제거하려면 정기적으로 청소 절차를 수행해야 합니다.유지 관리에는 기준 전극과 접합부에 마모 또는 오염 징후가 있는지 확인하는 것도 포함되어야 합니다.
4. 생물반응기 pH 센서: 일반적인 문제 해결
적절한 설계 및 유지 관리에도 불구하고 pH 센서는 드리프트, 신호 잡음 또는 전극 오염과 같은 문제에 직면할 수 있습니다.프로세스 중단을 최소화하려면 이러한 문제를 즉시 식별하고 해결하기 위한 문제 해결 절차가 마련되어 있어야 합니다.
결론
그만큼생물반응기 pH 센서미생물 성장과 제품 수율을 최적화하기 위해 pH 수준을 정밀하게 제어할 수 있는 바이오프로세싱의 중요한 도구입니다.pH 측정의 기본 원리와 사용 가능한 다양한 유형의 pH 센서를 이해하면 바이오프로세스 운영자가 해당 응용 분야에 가장 적합한 장비를 선택할 때 정보를 바탕으로 선택할 수 있습니다.Shanghai BOQU Instrument Co., Ltd.와 같은 공급업체의 신뢰할 수 있는 pH 센서를 통해 생물공정 전문가는 생명공학 분야를 지속적으로 발전시키고 고품질 제품을 효율적으로 생산할 수 있습니다.
게시 시간: 2023년 9월 13일
