Sauerstoff-Messung

Das Bioengineering pO₂-Mess-System zur Bestimmung des gelösten Sauerstoffwertes in der Nährlösung ist aufgebaut mit einer IL/Ingold amperometrischen, sterilisierbaren pO₂-Elektrode und einem IL-pO₂-Messverstärker.

Die gasdurchlässige polymere Membran der pO₂-Elektrode trennt ein polarisierbares Elektrodenpaar von der Messlösung. Das Elektrodenpaar besteht aus einer Ag/AgCl-Anode und einer Pt-Kathode. Die Anode ist umgeben von einem Elektrolyten, der zwischen polymerer Membran und Kathode eine definierte, geringe Schichtdichte aufweist. Der durch die polymere Membran eindiffundierende Sauerstoff wird wegen der optimal gewählten und konstanten Polarisationsspannung an der Kathode reduziert. Der durch die elektrochemisch erzwungene Umsetzung erzeugte Strom ist der Menge reduzierten Sauerstoffes, mithin der O₂-Konzentration in der Messlösung proportional. Die Sterilisation der Elektroden erfolgt an Ort zusammen mit dem Bioreaktor.

Die Elektrode arbeitet wartungsfrei über 5 bis 10 Sterilisations-/Fermentationszyklen oder zeitlich gesehen während 6 bis 8 Wochen. Nach diese Periode muss der innere Elektrolyt und eventuell die Membranhülse ausgetauscht werden.

Der Elektrodenstrom einer Sauerstoffelektrode wird nicht nur durch den Sauerstoff-partialdruck, sondern noch durch viele andere Elektrodenparameter bestimmt. Die Elektrodenströme verschiedener Elektrodentypen können sich um mehrere Zehnerpotenzen unterscheiden. Aus diesem Grund können Sauerstoff-Elektroden und -Verstärker untereinander nicht ohne weiteres ausgetauscht werden.

Technische Daten

Messprinzip  amperometrisch (polarographisch) Konstruktions-Merkmale  rostfreie Stahlarmatur, geeignet für senkrechten oder  seitlich geneigten Einbau, vorbereiteter, einfach  auswechselbarer Membrankörper Kathode  Platin (Pt) Anode  Silber/Silberchlorid (Ag/AgCl) Ansprechzeit  98% in weniger als 45 Sekunden Stabilität  bei konstantem Druck und Temperatur pro Woche  besser als 2 % Ausgangssignal  ca. 1 pA bis 100 nA

Die Verbindung von pO2-Sonde auf die Messeinheit erfolgt mit einem Spezialkabel und einem LEMO-Stecker.
Der Verstärker ist versehen mit einem Nullpunkt-Abgleichpotentiometer, einem Empfindlichkeits-Einstellpotentiometer und einem Wahlschalter für drei verschiedene Messbereiche.

Das pO₂-Messwert-Einheitsstromsignal steht zur Verfügung für ein externes Registrierinstrument oder eine Messdatenerfassungsanlage.

Technische Daten

Elemente auf der Frontplatte

• LEMO-Eingangs-Stecker für pO2-Sonde
• ON/OFF Schalter mit Singallampe
• pO2-Messverstärker
• Anzeigeinstrument 0 ... 20 mA = 0 ... 100 (Sättigung %)

Elemente auf der Richtplatte

• alle notwendigen Sicherungen
• Ausgang mit DIN-Stecker für Stromsignal Messwert zum Anschluss und zum Verkehr mit rechnerkontrollierter Messdatenerfassungsanlage.