NL1022604C2 - Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. - Google Patents
Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1022604C2 NL1022604C2 NL1022604A NL1022604A NL1022604C2 NL 1022604 C2 NL1022604 C2 NL 1022604C2 NL 1022604 A NL1022604 A NL 1022604A NL 1022604 A NL1022604 A NL 1022604A NL 1022604 C2 NL1022604 C2 NL 1022604C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- sensor
- membrane
- copolymer
- homopolymer
- sensor according
- Prior art date
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 56
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title claims abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 title description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 25
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N dimethylbutene Natural products CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 14
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 14
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 11
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 11
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 8
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N 2-Hexene Natural products CCCC=CC RYPKRALMXUUNKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006471 dimerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/403—Cells and electrode assemblies
- G01N27/404—Cells with anode, cathode and cell electrolyte on the same side of a permeable membrane which separates them from the sample fluid, e.g. Clark-type oxygen sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/26—Polyalkenes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/40—Semi-permeable membranes or partitions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
- --Γ, ..................... ' ' ' · -' II Iiiiiiimw———
Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een sensor voor de amperometrische 5 bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium.
Een dergelijke sensor is bekend uit US 5.239.257, waarin een sensor wordt beschreven die bestaat uit een elektrode, die een anode en een kathode omvat en die is aangebracht in een membraanmodule. De membraanmodule omvat een behuizing die aan een zijde is voorzien van een membraanhouder waarin een membraan is 10 aangebracht. Het membraan schermt de elektrode af van het medium dat het zuurstof bevat waarvan de hoeveelheid met behulp van de sensor kan worden gemeten. Het membraan bestaat uit drie lagen: de eerste en de derde laag bestaat uit een materiaal dat bestendig is tegen chemische stoffen en de tweede laag of tussenlaag bestaat uit een materiaal met een relatief hoge doorlaatbaarheid voor zuurstof. Volgens US 5.239.257 15 zijn de eerste en derde laag bij voorkeur beide vervaardigd uit polytetrafluoretheen. De tussenlaag bestaat bij voorkeur uit siliconenrubber waarin een gaas van roestvast staal is opgenomen voor het verlenen van starheid aan het membraan.
Gebleken is dat de sensor volgens US 5.239.257 verschillende nadelen heeft wanneer de sensor wordt toegepast bij het meten en regelen van de concentratie van 20 zuurstof. Bij fermentatieprocessen of kweekprocessen van micro-organismen die in bioreactoren worden uitgevoerd is het meten en regelen van de concentratie zuurstof van groot belang voor een optimaal verloop van deze processen. In dergelijke processen wordt de bioreactor eerst gesteriliseerd, bijvoorbeeld door middel van thermische sterilisatie gedurende ongeveer 20 - 30 minuten bij een temperatuur in het 25 gebied van ongeveer 120° - 135°C vóórdat het fermentatie- of kweekmedium geïnoculeerd wordt. Vervolgens kan de duur van het fermentatieproces of het kweekproces oplopen van enkele uren tot verschillende weken. Het zal derhalve duidelijk zijn dat de sensor aan hoge eisen moet voldoen, zoals bestendigheid tegen de omstandigheden waaronder de sterilisatie wordt uitgevoerd en de stabiliteit van het 30 signaal dat door de sensor gedurende de duur van het proces wordt afgegeven. Maar sensoren zoals beschreven in US 5.239.257 blijken in de hierboven beschreven toepassingen niet te voldoen: (1) de sensoren vertonen een variabele en dus onbekende ·. .t·*)') £0 A"~- H drift waarvan gebleken is dat deze kan oplopen tot wel 15% per week; (2) na de I sterilisatie geven de sensoren zoals beschreven in US 5.239.257 pas na langdurige tijd (6 uur tot 1 dag) een stabiel signaal af; (3) de vervaardiging van het membraan volgens US 5.239.257 is ingewikkeld en dus kostbaar en blijkt verder slecht reproduceerbaar te 5 zijn; en (4) de responstijd van de sensoren zoals beschreven in US 5.239.257 is relatief traag, d.w.z. dat bij kweek- en fermentatieprocessen waarbij zuurstof wordt verbruikt, I de responstijd in dezelfde orde van grootte ligt als de tijd die nodig is voor de I zuurstofopname waardoor het regelen van het kweek- of fermentatieproces moeizaam I 10 Indien de sterilisatie wordt uitgevoerd met γ-straling (gamma-straling), heeft de I sensor volgens US 5.239.257 nog het nadeel dat de eerste en derde laag, die bij I voorkeur uit polytetrafluoretheen bestaat, niet tegen dergelijke straling bestand is.
I De onderhavige uitvinding verschaft een oplossing voor de hierboven beschreven problemen en heeft betrekking op een sensor omvattende een meetkop (1), een 15 membraanmodule (2), een membraanhouder (3) en een membraan (4), waarbij het I membraan (4) is vervaardigd uit een homopolymeer of een copolymeer van een lineair of vertakt α-alkeen met 2 tot 10 koolstofatomen en waarbij het homopolymeer of I copolymeer een zuurstofdoorlaatbaarheid van ten minste 10 * 10'10 ml.mm/s.cm2.cm 1 Λ Λ
Hg, bij voorkeur van ten minste 100 * 10' ml.mm/s.cm .cm Hg bezit.
I 20 Volgens de uitvinding is de sensor geschikt voor het bepalen van de hoeveelheid I zuurstof in een vloeibaar fermentatie- of kweekmedium. Een schematische weergave I van de sensor is getoond in figuur 1. De sensor omvat een meetkop (1) die bestaat uit zowel een kathode (5) als een anode (6) zoals beschreven is in US 5.239.257, waarbij I aan de kathode zuurstof wordt omgezet in OH' bij een potentiaal van -675 mV. De 25 meetkop (1) is bij voorkeur uit een inert materiaal, in het bijzonder roestvast staal, I vervaardigd en voorzien van verbindingsmiddelen, bijvoorbeeld een uitwendige schroefdraad (7), om de meetkop (1) te kunnen verbinden met de membraanmodule (2).
I De meetkop omvat verder een O-ring (8) om meetkop (1) hermetisch af te schermen I wanneer deze op de membraanmodule (2) is bevestigd. De membraanmodule (2) kan 30 uit een of meer verschillende materialen bestaan maar volgens een I voorkeursuitvoeringsvorm is de membraanmodule (2) en de membraanhouder (3) van I hetzelfde materiaal vervaardigd als het membraan. De membraanmodule (2) omvat I 1022604- 3 zoals eerder gezegd een membraanhouder (3) waarin het membraan (4) is bevestigd. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm vormen de membraanmodule (2), de membraanhouder (3) en het membraan (4) echter één geheel en wordt dit geheel ook als zodanig uit hetzelfde materiaal, dat wil zeggen het hierboven gedefinieerde 5 homopolymeer of copolymeer, vervaardigd. De membraanmodule (2) omvat verder verbindingsmiddelen, bijvoorbeeld een inwendige schroefdraad (9), om de membraanmdoule (2) te kunnen verbinden met de meetkop (1).
Het homopolymeer of copolymeer heeft bij voorkeur een dichtheid van 0.78 - 0.90 g/cm3 volgens ASTM D 1505, in het bijzonder 0.80 - 0.85 g/cm3. De smeltindex van 10 het homopolymeer of het copolymeer is bij voorkeur 0,1 tot 100 g/10 min. volgens ASTM D 1238, in het bijzonder 1 tot 50 g/10 min. Het smeltpunt van het homopolymeer of het copolymeer is bij voorkeur hoger dan 150°C en in het bijzonder hoger dan 200°C. De mechanische eigenschappen van het homopolymeer of het copolymeer zijn bij voorkeur als volgt: 15 · een treksterkte van 150-300 kg/cm2 volgens ASTM D 638 (testcondities 23°C, 5 mm/min.); • een treksterkte bij breuk van 125 - 250 kg/cm2 volgens ASTM D 638 (testcondities 23°C, 5 mm/min.); • een rek bij breuk van 10-50% (testcondities 23°C, 5 mm/min.); 20 · een buigsterkte van 250 - 500 kg/cm2 volgens ASTM D 790 (testcondities 23°C, 5 mm/min.); • een stijfheid (Olson) van 1 - 50 * 103 kg/cm2 volgens ASTM D 790 (testcondities 23°C, 5 mm/min.); • een schokbestendigheid (Izod) van 1-50 kg.cm/cm2 volgens ASTM D 256 25 (testcondities 20°C, 2 min.).
Volgens de uitvinding is het polymeer in het bijzonder een copolymeer van 4-methyl-l-penteen dat door Mitsui Plastics onder de handelsnaam TPX in de handel wordt gebracht. TPX wordt vervaardigd op de volgende wijze: (1) dimerisatie van propeen tot 4-methyl-l-penteen, (2) polymerisatie van 4-methyl-l-penteen tot een 4-30 methyl- 1-penteencopolymeer.
Volgens de uitvinding heeft het de voorkeur dat het membraan bestand is tegen een thermische sterilisatie die wordt uitgevoerd bij een temperatuur van ten minste 120°C
1 022ft(U " H gedurende ten minste 20 minuten en/of tegen een sterilisatie met γ-straling met een H stralingsintensiteit van ten minste 25 kGray.
De dikte van het membraan is bij voorkeur 1 μηι - 1 mm en met meer voorkeur 25 - 300 μm en in het bijzonder 50 - 200 μηι.
5 Voor een goede respons is het noodzakelijk dat de meetkop zich vlakbij het oppervlak van het membraan bevindt (afstand tussen de meetkop en het membraan is bij voorkeur kleiner dan 100 μηι) en bij voorkeur drukt de meetkop tegen het membraan, waarbij de kracht waarmee de meetkop tegen het membraan drukt groter is dan 1 g/mm2. In het bijzonder ligt deze kracht tussen 10-100 g/mm2.
10 De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, die echter als niet beperkend voor de omvang van de uitvinding moeten worden beschouwd.
Voorbeeld 1
Een sensor zoals beschreven in US 5.239.257 werd voorzien van een TPX- membraan met een dikte van 100 pm. Voor de proef werd de druk van de elektrode op het membraan gevarieerd en werden de tso responstijden bepaald (0 - 100% en 100 - 0%). Voor de ijking en responstijden werden lucht en stikstof toegepast. De testen 20 werden uitgevoerd met kooldioxide als testgas en de resultaten zijn weergegeven in
Tabel 1.
Tabel 1
Kathodedruk Gevoeligheid Nulstroom t90 (s) > 0% t90 (s) > 100% (g/mm2) (20°C) (20°C) 34 57 nA 1,7 nA 32 33 (helling 0,43) (offset 0,13) 65 59 nA 2,0 nA 28 28 (helling 0,45) (offset 0,15)
Uit deze resultaten blijkt dat het TPX-membraan werkzaam is en dat de kathodedmk weinig invloed heeft op de prestatie van de sensor.
25 5
Indien de sensor aan zuiver kooldioxide werd blootgesteld, werd een stabiel signaal van 2.9% na 10 minuten verkregen (kathodedruk 65 g/mm2). Wanneer vervolgens lucht aan de sensor werd toegevoerd, werd een waarde van 103% verkregen. Wanneer blijvend lucht werd toegevoerd, duurde het 10 minuten om een signaal van 100% te 5 verkrijgen. Hieruit blijkt dat kooldioxide een afwijking aan de sensor geeft van ± 3%.
Voorbeeld 2
Vier sensoren zoals beschreven in voorbeeld 1 werden voorzien van een TPX-10 membraan met een dikte van 100 μηι en een membraanhouder met een diameter van 12 mm eveneens vervaardigd uit TPX. Voor de ijking werd lucht en argon toegepast. De sensoren werden blootgesteld aan thermische sterilisatieomstandigheden (121°C, 20 min.). De volgende resultaten werden verkregen (zie Tabel 2; Sensoren 1 en 2 hebben een lage gevoeligheid).
ΐ Π / ? R η λ - H Tabel 2 H Voor sterilisatie
Sensor Gevoeligheid Nulstroom t90 (s) > 0% t90 (s) > 100% (20°C) (20°C)
Sensor 1 252 nA 3,0 nA 8 7,5 (helling 0,83) (offset 0,10)
Sensor! 200 nA 3,0 nA 15,0 15,0 (helling 0,66) (offset 0,10)
Sensor 3 95 nA 0,98 nA 47^5 47^ (helling 0,72) (offset 0,07)
Sensor 4 82 nA 0,80 nA 37,0 35,5 (helling 0,63) (offset 0,06)
Na sterilisatie
Sensor Gevoeligheid Nulstroom t90 (s) > 0% t90 (s) > 100% I (20°C) (20°C)
Sensor 1 299 nA 0,6 nA 6,8 6 I (helling 0,99) (offset 0,02) I Sensor 2 207,5 nA 3,0 nA '12,0 12,0 I (helling 0,68) (offset 0,10) I Sensor 3 99 nA 0,61 nA 45,0 45,0 I (helling 0,75) (offset 0,04) I Sensor 4 81,6 (helling 0,48 nA 37,5 33,8 I 0,62) (offset 0,03) I Uit deze resultaten blijkt dat de sensoren aan thermische sterilisatie-omstandigheden I 5 kunnen worden blootgesteld zonder dat de prestatie vermindert. Alle sensoren hebben I na blootstelling aan de thermische sterilisatie-omstandigheden een verhoogde I gevoeligheid en een verminderde offset en een enigszins lagere responstijd.
I Voorbeeld 3 I 10 I Twee sensoren van het type Applisens Low Drift (110 mm; sensor 1 had een I normale gevoeligheid, sensor 2 had een hoge gevoeligheid) werden voorzien van een I membraanmodule en een membraan zoals beschreven in voorbeeld 2. Deze sensoren I t n??an . - 7 werden aangebracht in een Applikon-bioreactor van 3 liter die voorzien was van een vlakke bodem. Naast deze twee sensoren werd als referentie een sensor 3 van het type AppliSens 4-pin DO-sensor (overeenkomstig de sensor die is beschreven in US 5.239.257) aangebracht. Voor de ijking werden de sensoren gedompeld in water (100% 5 lucht, 0% argon; 32°C. roersnelheid 650 rpm). Na 15 minuten werden de volgende waarden verkregen (zie Tabel 3). Vervolgens werd de reactor geleegd en gespoeld met argon gedurende 15 minuten voor het vaststellen van de nulstroom; deze waarden werden bepaald 1 uur nadat de sensoren met de meet- en regelinrichting waren verbonden (zie Tabel 3).
10
Tabel 3
Na onderdonpelen in water Sensor Gevoeligheid
Sensor 1 92 nA (helling 0,68)
Sensor 2 285 nA (helling 0,96)
Sensor 3 45 nA (helling 0,32)
Na spoelen met Ar Sensor Nulstroom
Sensor 1 5,4 nA (offset 0,41)
Sensor 2 2,1 nA (offset 0,07)
Sensor 3 0,7 nA (offset 0,05)
Na de ijking werd in de bioreactor het fermentatiemedium samengesteld, waarbij 15 gecontroleerd of het toevoegen van elke chemische stof invloed had op de werking van de sensoren (het fermentatiemedium bevatte de volgende chemische stoffen: PBS-buffer, 500 g suiker, 81 g soya-kweekmedium; geen van deze stoffen bleken een invloed op de prestatie van de sensor te hebben). Nadat het fermentatiemedium gereed was, werd dit geïnoculeerd met 2 g bakkersgist en werd er gedurende twee dagen 20 gefermenteerd bij een temperatuur van 32°C bij constante luchtinvoer en roersnelheid. Vervolgens werd de bioreactor geleegd en gevuld met water, waarna de respons/drift (prestatietest) van alle sensoren met lucht (100%) en argon (0%; gedurende 15 minuten) werd getest (temperatuur van het water was 32°C, roersnelheid 650 rpm; zie v ^ ...
I Tabel 4), zodat een wijziging van de gevoeligheid vóór en na de fermentatie kon worden vastgesteld. De resultaten worden getoond in figuren 2 en 3.
Tabel 4
Na onderdompelen in water Sensor Gevoeligheid
Sensor 1 92 nA (100 % 02)
Sensor 2 300 nA (> 100 % 02)
Sensor 3 48,2 nA (107,1 % 02)
Na spoelen met Ar Sensor Nulstroom
Sensor 1 5,4 nA (0 % 02)
Sensor 2 2,1 nA (0 % 02)
Sensor 3 0,7 nA (0 % 02)
Uit de gegevens van tabel 4 blijkt dat de gevoeligheid van sensoren 2 en 3 waren toegenomen.
In figuur 2 is de relatieve zuurstofconcentratie tijdens de fermentatie uitgezet tegen 10 de tijd: t = 0 - 30 uur. Start van de fermentatie. De relatieve hoeveelheid zuurstof in het fermentatiemedium neemt af doordat de gistcellen zich vermenigvuldigen en daarbij zuurstof verbruiken. Sensor 3 geeft een signaal dat ongeveer 10% lager is dan het signaal ven sensoren 1 en 2 (sensor 1: 27,7 %, sensor 2: 33,5 %, sensor 3: 15 19,4 % bij 30 uur; % heeft betrekking op de hoeveelheid relatieve zuurstof).
t = 30 - 31 uur. Omdat sensoren 1 en 2 een groter signaal gaven, werd de luchttoevoer afgesloten om na te gaan of alle sensoren nog het bijbehorende nulpunt toonden. Sensor 3 bereikte het nulpunt het snelst, gevolgd door sensor 2 en daarna sensor 1. Sensor 1 bereikte niet het geijkte nulpunt (sensor 1: 1,5 %; sensor 20 2: 0,0 %; sensor 3: 0,1 % bij 31 uur).
t = 31 - 33 uur. De luchttoevoer werd hervat en de roersnelheid werd verhoogd tot 900 rpm, zodat het fermentatiemedium volledig werd verzadigd met zuurstof. Zodoende kon worden nagegaan of de sensoren nog 100% zuurstof konden 1022604 9 aangeven en of er drift was opgetreden (sensor 1: 99,2 %; sensor 2: 103,9 %; sensor 3: 94,3 %).
t = 33 - 57 uur. De roersnelheid werd verlaagd tot 650 rpm. Het blijkt dat de zuurstofconcentratie toeneemt door een tekort aan voedingsstoffen, (de 5 gistbacteriën vermenigvuldigen zich steeds langzamer). Bij 45 uur waren er geen voedingsstoffen meer aanwezig en de relatieve zuurstofconcentratie bleef constant zoals sensoren 1 en 2 correct weergaven; sensor 3 gaf een toenemende relatieve zuurstofconcentratie aan (sensor 1: 86,5%; sensor 2: 92,4%; sensor 3: 82,0% bij 57 uur.
10 In figuur 3 is de relatieve zuurstofconcentratie tijdens de prestatietest uitgezet tegen de tijd, waarbij de sensoren 1 en 3 gedurende een weekend werden gevolgd (temperatuur van het water was 32°C, roersnelheid 400 rpm). Sensor 1 gaf een constante waarde tussen 99 % en 100 % en de variatie van het signaal was niet meer dan +/- 0,5 %. Sensor 3 gaf een geen constante waarde aangezien deze opliep (drift) 15 van 104 % tot 107 %; de variatie van het signaal was ongeveer +/- 0,5%. Uit deze prestatietest blijkt dat sensor 1 minder drift vertoond dan sensor 3.
ί 0 2 2 6 ö 4
Claims (18)
1. Sensor omvattende een meetkop (1), een membraanmodule (2), een I membraanhouder (3) en een membraan (4), waarbij het membraan (4) is 5 vervaardigd uit een homopolymeer of een copolymeer van een lineair of vertakt α-alkeen met 2 tot 10 koolstofatomen en waarbij het homopolymeer of I copolymeer een zuurstofdoorlaatbaarheid van ten minste 10 * 10'10 I ml.mm/s.cm2.cm Hg.
2. Sensor volgens conclusie 1, waarbij de zuurstofdoorlaatbaarheid ten minste 100 I 10 * 10'10 ml.mm/s.cm2.cm is.
3. Sensor volgens conclusie 1 of conclusie 2, waarbij de membraanmodule (2), de membraanhouder (3) en het membraan (4) een geheel vormen.
4. Sensor volgens conclusie 3, waarbij het geheel van de membraanmodule (2), de membraanhouder (3) en het membraan (4) uit hetzelfde materiaal is gevormd
5. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het copolymeer een dichtheid van 0.78 - 0.90 g/cm3 heeft.
6. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I copolymeer een smeltindex van 0,1 tot 100 g/10 min. heeft.
7. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het smeltpunt van het I 20 homopolymeer of het copolymeer hoger dan 150°C is.
8. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I copolymeer een treksterkte van 150 - 300 kg/cm2 heeft.
9. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I copolymeer een treksterkte bij breuk van 125 - 250 kg/cm2 heeft. I 25
10. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het copolymeer een rek bij breuk van 10 - 50% heeft.
11. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I copolymeer een buigsterkte van 250 - 500 kg/cm2 heeft.
12. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I 30 copolymeer een stijfheid van 1 - 50 * 103 kg/cm2 heeft.
13. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het homopolymeer of het I copolymeer een schokbestendigheid van 1-50 kg.cm/cm2 heeft. I 1 noo αλ λ — .......... ·ιιιπ··^Μτ····π^ίτ^·.τ^''Μΐ jaaAfci^..iiL-iirrgsTiiiri' τ-^ :ψρ *"': '··.·· j··. » · . ·... _ _°· · -- ^ ·' "~“ 4
14. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het polymeer een copolymeer is.
15. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het polymeer een 4-methyl-l-penteencopolymeer is.
16. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het membraan een dikte van 1 pm -1 mm heeft.
17. Sensor volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de meetkop tegen het membraan drukt met een kracht die groter dan 1 g/mm2 is.
18. Sensor volgens conclusie 17, waarbij het materiaal het homopolymeer of het 10 copolymeer is zoals in een of meer der conclusies 1-13 gedefinieerd is. 1 022804 -
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022604A NL1022604C2 (nl) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1022604 | 2003-02-06 | ||
| NL1022604A NL1022604C2 (nl) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1022604C2 true NL1022604C2 (nl) | 2004-08-09 |
Family
ID=33029046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1022604A NL1022604C2 (nl) | 2003-02-06 | 2003-02-06 | Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1022604C2 (nl) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61125424A (ja) * | 1984-11-24 | 1986-06-13 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 混合気体分離膜 |
| US5239257A (en) * | 1990-04-24 | 1993-08-24 | Ingold Messtechnik Ag | Measuring probe for amperometric determination of gases and/or nonionic compounds contained in a measured medium |
| US20020033334A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-03-21 | Peter Tschuncky | Electrochemical gas sensor |
| US6409921B1 (en) * | 1997-07-23 | 2002-06-25 | Membrana Gmbh | Integrally asymmetrical polyolefin membrane for gas exchange |
-
2003
- 2003-02-06 NL NL1022604A patent/NL1022604C2/nl not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61125424A (ja) * | 1984-11-24 | 1986-06-13 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 混合気体分離膜 |
| US5239257A (en) * | 1990-04-24 | 1993-08-24 | Ingold Messtechnik Ag | Measuring probe for amperometric determination of gases and/or nonionic compounds contained in a measured medium |
| US6409921B1 (en) * | 1997-07-23 | 2002-06-25 | Membrana Gmbh | Integrally asymmetrical polyolefin membrane for gas exchange |
| US20020033334A1 (en) * | 2000-09-21 | 2002-03-21 | Peter Tschuncky | Electrochemical gas sensor |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 010, no. 314 (C - 380) 24 October 1986 (1986-10-24) * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0025110B1 (en) | Electrochemical measuring apparatus provided with an enzyme electrode | |
| Buerk | Biosensors: theory and applications | |
| Shi et al. | Electrochemical detection of Pb and Cd in paper-based microfluidic devices | |
| CA1177735A (en) | Method of polarographic analysis of lactic acid and lactate | |
| Preininger et al. | Optical fiber sensor for biological oxygen demand | |
| Hikuma et al. | Ammonia electrode with immobilized nitrifying bacteria | |
| US3575836A (en) | Polarographic sensor | |
| Yoshida et al. | Improvement of a mediator-type biochemical oxygen demand sensor for on-site measurement | |
| IE67374B1 (en) | Sensor | |
| Heim et al. | Development of an automated microbial sensor system | |
| WO2020037269A3 (en) | Composite matrix for analyte biosensors | |
| US20040171094A1 (en) | Oxygen sensors disposed on a microtiter plate | |
| Maines et al. | Diffusion restricting outer membranes for greatly extended linearity measurements with glucose oxidase enzyme electrodes | |
| CN1404575A (zh) | 酶促电化学测量装置 | |
| NL1022604C2 (nl) | Sensor voor de amperometrische bepaling van de hoeveelheid zuurstof in een gasvormig of vloeibaar medium. | |
| JPH046907B2 (nl) | ||
| JP3664888B2 (ja) | Ｂｏｄバイオセンサ測定装置 | |
| Deng et al. | Study of liquid film thickness for gas phase odor biosensor | |
| Warriner et al. | Modified microelectrode interfaces for in-line electrochemical monitoring of ethanol in fermentation processes | |
| An et al. | A new biosensor for rapid oxygen demand measurement | |
| KR100511052B1 (ko) | 이온센서 및 그것을 사용한 생화학 자동분석장치 | |
| BERNARD et al. | Chemosensory behaviour of Strombidium purpureum, an anaerobic oligotrich with endosymbiotic purple non‐sulphur bacteria | |
| JP4875367B2 (ja) | 硝化細菌固定化膜の保存液 | |
| JP4461289B2 (ja) | バイオセンサを用いる環境水中の有害物質の検出方法 | |
| JPS62238454A (ja) | 微生物センサ− |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| SD | Assignments of patents |
Owner name: APPLIKON BIOTECHNOLOGY B.V. Effective date: 20090617 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20160301 |