Inline-Technik für Bioprozesse Novum in der CO2-Messung: Sensor mit optischem Prinzip

Hamilton Bonaduz AG

Kohlenstoffdioxid optisch messen: CO2-Moleküle diffundieren durch eine gasdurchlässige Membran an der Sensorspitze des CO2ntrol.

Bild: Hamilton
26.04.2021

Der Solid-State-Sensor CO2ntrol soll eine technologische Innovation im Bereich der Bioreaktoren markieren. Anders als elektrochemische Inline-Messtechnik basiert das Gerät auf einem optischen Prinzip, was sowohl bessere Genauigkeit als auch einen nahezu wartungsfreien Betrieb ermöglicht.

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Hamilton hat seine neue Technologie für die Inline-CO2-Messung in Bioprozessen vorgestellt: den CO2ntrol-Sensor. Er verfügt über ein Solid-State-Design, das ihn unempfindlich gegenüber Ammoniak-Fouling macht, und nutzt im Gegensatz zu anderen Inline-Geräten ein optisches Messprinzip.

Bei Bedarf lässt sich der Sensor auch über Kopf in Bioreaktoren einbauen. Mit einem Messbereich von 5 bis 1.000 mbar und einer Genauigkeit von ±5 mbar zwischen 5 bis 100 mbar und ±5 Prozent >100 mbar eignet er sich neben dem Einsatz im Labor ebenfalls für GMP-Umgebungen. Zudem widersteht er Autoklavierung, SIP und CIP.

„CO2 ist ein kritischer Prozessparameter, dessen präzise Kontrolle in Echtzeit nicht nur den Ertrag erhöhen, sondern auch die Effizienz von Prozessskalierungen wesentlich vereinfachen kann. Hier musste ein Sensor her, der einfach zu bedienen ist“, sagt Giovanni Campolongo, Market Segment Manager bei Hamilton Process Analytics. „Das Team entwickelte daher einen Solid-State-Sensor, der auch nach Sterilisationsprozessen keine weitere Kalibrierung erforderlich macht und reproduzierbare Ergebnisse liefert.“

GMP-konforme Dokumentation integriert

CO2–Sensoren zur Inline-Messung verwenden zumeist das Severinghaus-Prinzip. Dabei erfolgt eine indirekte CO2-Bestimmung basierend auf der Änderung des pH-Werts in Abhängigkeit von der CO2-Konzentration in einem Sensor. In der Praxis kommt es dadurch häufig zu Wartungsaufwand, da starke Prozessabweichungen Kalibrierungen in relativ kurzen Abständen erfordern. Diese Nachteile soll die neue Hamilton-Entwicklung ausräumen.

Abgerundet wird das Gerät dabei durch die integrierte Arc-Technologie, die eine direkte Kommunikation mit dem Prozessleitsystem erlaubt. Der Sensor sendet nicht nur einen kompensierten Messwert zur Steuerung von Prozessen, sondern bietet auch eine Vielzahl an Diagnosefunktionen, die automatisch und GMP-konform aufgezeichnet werden. Der CO2-Wert lässt sich somit schnell erfassen und steuern, aber auch dokumentieren.

Bildergalerie

  • Arc-Technologie integriert: Der Solid-State-Sensor kann direkt mit dem Prozessleitsystem kommunizieren.

    Arc-Technologie integriert: Der Solid-State-Sensor kann direkt mit dem Prozessleitsystem kommunizieren.

    Bild: Hamilton

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