HiSense™-Gasanalytik
Die HiSense™-Gasanalytik-Systeme von HiTec Zang liefern im Gegensatz zur herkömmlichen Abgasanalytik auch die biologischen Größen OTR, CTR und RQ. Die Geräte eigenen sich für F&E- und Laboranwendungen sowie für die Produktion und Qualitätssicherung.
Messtechnik
Für die Sauerstoffanalytik werden hochwertige Sensoren eingesetzt, die sich durch geringe Querempfindlichkeit, rauscharme Messwerte und hohe Langzeitstabilität auszeichnen.
Für die CO2-Messung werden NDIR-Photometer mit minimalem Nullpunkts- und Steigungsfehlern verwendet. Durch ein neuartiges, spezielles Messverfahren ist auch die präzise Messung sehr geringer Aktivitäten sowohl bei kleinen Differenzen als auch bei kleinen Messgasflüssen möglich.
Vorteile der HiSense™
- 2 bis 5 Messkanäle für bis zu 4 Fermenter mit gemeinsamen-Zugas oder 2 Fermenter mit separatem Zugas
- Hochauflösende Messung (HiSense™-c)
- Feuchtekorrektur / Gastrocknung (HiSense™-c)
- „Echte“ OUR, CER und RQ Messung (HiSense™-c)
- Geringe Querempfindlichkeit
- Überdruck möglich
- Verschleißfreie Sensorik
- Kompakt
- Zusatzfunktionen integrierbar
- Optional frei programmierbar
- Viele Kopplungsmöglichkeiten
- Datenexport
Downloads
In der Zellkulturversion wird durch zusätzliche Messtechnik und Verrechnung die Korrektur unvermeidlicher Einflüsse wie Gesamtdruck, Feuchtigkeit usw. mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Die Einflüsse können bei herkömmlicher Abgasanalytik und den niedrigen Stoffwechselraten sowie langen Kulturdauern von Zellkulturen sehr groß werden und einen Vergleich von Kultivierungen erschweren oder gar unmöglich machen, sodass der Einsatz einer Abgasanalytik zur Qualitätssicherung unmöglich wird. Erst durch die Korrektur der Einflussgrößen ist es möglich, sinnvolle Messwerte zu gewinnen.
Die HiSense™-c Präzisionsabgasanalytik für Zellkultur- und Fermentationsanwendungen leistet darüber hinaus die Online-Bestimmung der wahren CO2-Produktion (CER) bei den in der Zellkultur üblichen Karbonatpuffersystemen (opt. pH-Eingang erforderlich). Dazu werden die Fehler korrigiert, die in Folge der Verschiebung des HCO3-/CO2-Gleichgewichts durch Stoffwechselprodukte (z. B. Lactat, NH3) eine brauchbare Messung unmöglich machen. Nur so ist auch die Ermittlung des tatsächlichen RQ möglich.
Die hohe Messauflösung ermöglicht aussagekräftige Messungen unter den üblichen Bedingungen auch bei den niedrigen Atmungsraten tierischer Zellkulturen und in einem sehr weiten Bereich (Reaktorvolumen von 1 l bis mehr als 100.000 l), je nach Ausführung.
Die Software führt alle Berechnungen inkl. aller Korrekturen online durch. Alle Messwerte werden in einer Datenbank gespeichert und können im zeitlichen Verlauf auf dem x-t-Schreiber angezeigt werden.
Der Export ist als Datei (csv, txt und andere Formate) möglich.
Allgemein
| Typ | HiSense™-m für Mikrobiologie | HiSense™-c für Zellkultur und Mikrobiologie |
|---|---|---|
| Abmessungen (T x B x H) | 380x 450 x 150 mm | 380 x 450 x 280 mm |
| Spannungsversorgung | 110/230 V, 50/60 Hz | 110/230 V, 50/60 Hz |
| Stromaufnahme | ca. 3 A | |
| Temperaturbereich | 0 °C …30 °C | |
| Schutzart | IP20 | |
Messkanäle
| Zugas/Abgas | 2 bis 5 (optional) Kanäle für Messung in Zugas und/oder Abgas | 2…4 (optional) Kanäle für Messung in Zugas und Abgas von 1…4 Fermentern oder mehrere Zugasströme |
|---|---|---|
| Arbeitsbereich Fluss | 18…210 ln/h (l/h bei 0 °C / 1.013 mbar) | Min. 1,8 ln/h (l/h bei 0 °C / 1.013 mbar) |
| Druckverlust | <1000Pa | -- |
| Betriebsdruck | Atmosphärisch bis 3 bar absolut | |
O2-Messung
| Prinzip Solid Electrolyte System | Solid Electrolyte System, optional paramagnetisch | |
|---|---|---|
| Messbereich | 0…75 Vol.% | 0…75 Vol.%, paramagn. 0…100 Vol.% |
| Messunsicherheit | ± 1 % v. Messbereich | |
| Auflösung | 0,02 Vol.% bei 20 % O2, auf Anfrage besser | |
| Langzeitdrift | <0,2 Vol. % | |
| Relevante Auflösung | Differenz, feuchte- und druckkorrigiert, Auflösung ca. 0,02 % | Differenz, feuchte- und druckkorrigiert, Auflösung ca. 0,01 % |
Massenflussmessung
| Prinzip | Thermische Massenflussmessung, CO2-korrigiert |
|---|---|
| Standard | Alle Kanäle |
| Messunsicherheit | Besser 2 % vom Bereich |
| Wiederholbarkeit | 0,2 % vom Bereich |
| Vorfilter Messstrecke | Keiner, Sterilfiltration am Fermenter |
| Messgase | Bei Umgebungstemperatur nicht kondensierend, Abgaskühlung erforderlich |
OTR-CTR
| Messintervall | 1…10 Minuten abhängig von Hard- und Software-Ausstattung | ca. 10 min, bei 2 Fermentern ca. 15 min |
|---|---|---|
| Empfindlichkeit OTR** | ca. 1 x 10-3 mol/l/h bei 1 l Kulturvolumen, 5vvh (V Gas / V Liquid / h) Begasungsrate | ca. 1 x 10-5 mol/l/h bei 1 l Kulturvolumen, 5vvh (V Gas / V Liquid / h) Begasungsrate |
| Empfindlichkeit CTR** | ca. 1 x 10-3 mol/l/h bei 1 l Kulturvolumen, 5vvh Begasungsrate | ca. 1 x 10-5 mol/l/h bei 1 l Kulturvolumen, 5vvh Begasungsrate |
| Aufwärmzeit | 60 min | 120 min |
| Messgrößen | pH-Wert, OTR, CTR, OT, CT, RQ, Wachstumsrate und viele Nebengrößen wie gelöst-O2, -CO2… | pH-Wert, OTR, CTR, OT, CT, TQ, CER, CE, RQ (korrigierter TQ), Wachstumsrate und viele Nebengrößen wie gelöst-O2, -CO… |
|---|
CO2-Messung
| Prinzip | NDIR | |
|---|---|---|
| Messbereich | 0…18 Vol%, auf Anfrage andere | |
| Messunsicherheit | ± 1 % v. Messbereich | ± 0,5 % v. Messbereich |
| Auflösung | 0,02 Vol.% bei 5 % CO2 | 0,01 Vol.% bei 5 % CO2 |
| Nullpunktdrift | <± 0,2 % | <± 0,05 % |
| Automatische Kompensation | Feuchte, Absolutdruck | |
| Relevante Auflösung | Differenz, feuchte- und druckkorrigiert, Auflösung ca. 0,02 % | Differenz, feuchte- und druckkorrigiert, Auflösung ca. 0,01 % |
Bedienung/Ansteuerung
| PC | Bedienung über mitgelieferte Software mit grafischer Oberfläche Datenexport nach Microsoft® Excel® oder als Textdatei |
|---|
| Produktcode | Beschreibung |
|---|---|
| IL-HISENSE-m-2 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CTR u. RQ, 2-kanalig |
| IL-HISENSE-m-3 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CER u. RQ, 3-kanalig |
| IL-HISENSE-m-4 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CTR u. RQ, 4-kanalig |
| IL-HISENSE-m-5 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CER u. RQ, 5-kanalig |
| IL-HISENSE-c-2 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CER u. RQ, 2-kanalig |
| IL-HISENSE-c-4 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CER u. RQ, 4-kanalig |
| IL-HISENSE-c-8 | Gasanalytiksystem zur Bestimmung von O₂ und CO₂, OTR, CER u. RQ, 8-kanalig |
Gmix™-Gasmischstationen
Die Präzisionsgasmischstation Gmix™ wurde speziell für Anwendungen entwickelt, die eine höchstmögliche Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Gasmischung erfordern.
Die Gasmischstation ist in verschiedenen Konfigurationen lieferbar. Für jeden Ausgang kann die Gasmischung aus bis zu vier Gasen individuell eingestellt werden.
Alle Gaseingänge sind mit den Gasen Luft, Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid beliebig belegbar und werksseitig für diese Gase kalibriert. Bis zu 10 Gase können pro Eingang einkalibriert werden. Andere Gase sind auf Anfrage möglich. Die Einheiten können auf mln/min, ln/min und ln/h vorgewählt werden.
Die Gasmischstation Gmix™ ist sowohl als OmniFerm®- und RAMOS®-Erweiterung, als auch als eigenständiges System erhältlich.
Vorteile & Eigenschaften der Gmix™
- Bestmögliche Genauigkeit und Reproduzierbarkeit
- Besonders gleichmäßige Dosierung
- Kompakte Bauform
- Selbsterklärendes Benutzerinterface
- Automatische Überwachung und Schutzfunktion
Downloads
Anwendung
Die Anwendungsgebiete für die Präzisionsgasmischstation sind unter anderem alle biologischen Fermentationen, bei denen individuelle und sehr genaue Gasmischungen eingesetzt werden müssen. Durch die hochpräzise Gasmischung ist die Gasmischstation darüber hinaus auch in der physikalischen Technik und Spurengasanalytik einsetzbar.Eine weitere Anwendung ist die Kalibrierung von Gassensoren.
Bei der Abgasanalytik in Fermentersystemen sind Messergebnisse von hoher Qualität nur durch den Einsatz einer Präzisionsgasmischstation erreichbar.
Vorteile
Flüsse und Prozentanteile werden in einer selbsterklärenden Dialogmaske angezeigt und eingestellt. Die Konzentrationen werden durch hochwertige Massendurchflussregler konstant gehalten (kein Multiplexbetrieb!). Dadurch ist eine besonders gleichmäßige und genaue Dosierung gewährleistet. Durch das kompakte Design wird nur sehr wenig Stellfläche beansprucht.
Überwachung und Schutzvorrichtungen
Bei Überschreitung des eingestellten Ausgangsdrucks wird die Gaszufuhr automatisch abgesperrt und ein Alarmsignal ausgelöst. Nach 30 Sekunden und Unterschreiten des Grenzwertes wird die Gaszufuhr wieder geöffnet.
Die eingestellten Sollwerte werden grafisch protokolliert. Die gemessenen Durchflüsse werden numerisch angezeigt und der zeitliche Verlauf grafisch dargestellt.
Auf Anfrage können die Geräte mit weiteren Optionen ausgestattet werden wie
- Systemanpassung auf Sondergase
- Bis zu 10 Gasdatensätze pro Eingang
- Systeme mit mehreren Ausgängen durch eine Kaskade mehrerer Geräte oder als Sonderbau
- Analoge Eingänge 4…20 mA
- Regler für gelöst-O₂ und pH
- Digitaler Eingang für externe Ansteuerung Standby, Rampenstart und Stop
Allgemein
| Abmessungen (T x B x H) | 320 x 240 x 150 mm bis 4 Eingänge (auf Anfrage: 5 bis 6 Eingänge, Breite ca. 340 mm) |
|---|---|
| Gewicht | ca. 6 kg, bis 4 Eingänge, 1 Ausgang |
| Spannungsversorgung | 110/230 V, 50/60 Hz |
| Stromaufnahme | 0,35 A |
| Temperaturbereich | 0 °C bis 40 °C |
| Schutzart | IP20 |
Überwachung
| Ausgangsdruck | Grenzwert für Alarmierung und Abschaltung einstellbar, Genauigkeit ca. 100 mbar relativ |
|---|---|
| Fluss | Ist-Wertanzeige mit Alarmierung bei Unter- und Überschreitung |
Materialien
| medienberührende Materialien | Standard: Aluminium, Messing (teils vernickelt), FKM (Viton), Edelstahl, PUR, Si, Si3N4, SiOx, Epoxid Optional: Metalle + PUR durch Edelstahl ersetzbar |
|---|
Eingänge
| Anzahl | 2 bis 4 Gase, Pneumatikverschraubungen 6/4 (andere Anschlüsse auf Anfrage) |
|---|---|
| Gase | Luft, Stickstoff (N₂), Sauerstoff (O₂), Kohlendioxid (CO₂) standardmäßig, nicht kondensierend, weitere Gase auf Anfrage. Optional (Multigas) können bis zu 10 Gase pro Eingang einkalibriert werden |
| Eingangsdruck | nach Spezifikation, druckfest bis 11 bar abs (ab ca. 40 slm* bis 9 bar abs) |
Ausgänge
| Anzahl | 1(optional bis zu 4), Pneumatikverschraubung 6/4 (andere Anschlüsse auf Anfrage) |
|---|---|
| Ausgangsdruck | nach Spezifikation bis 10 bar abs. (ab ca. 40 slm* bis 8,5 bar abs) |
| Min. Druckdifferenz | ca. 0,5…1 bar, nach Spezifikation |
| Regelprinzip | Thermische Massendurchflussregler, jede Komponente an jedem Ausgang einzeln geregelt, kein Multiplexbetrieb |
| Vorfilter | Eingangsfilter 20μm |
Flüsse
| Arbeitsbereich | Standard: Endwert 0,05 slm*…5 slm*, auf Anfrage bis 200 slm* und größer Dynamik 1:50; Optional: kleiner und größer, Dynamik 1:100 |
|---|---|
| Unsicherheit | Standard <1,0 % v. Endwert, optional ± 0,3 % v. Endwert + 0,5 % v. Messwert |
| Wiederholbarkeit | <0,1 % vom Endwert |
| Langzeitstabilität | <1 % v. Messwert |
| Einstellgenauigkeit | Fluss nach Bereich, Komponenten 0,01 % |
| Anregelzeit | <1 s für ± 2 % vom Sollwert |
| Aufwärmzeit | 10 s |
| Temperaturkoeff. | 0,025 %/°C |
| Druckkoeffizient | -0,2 %/bar |
Bedienung
| PC | Bedienung über mitgelieferte Software mit grafischer Oberfläche Datenexport nach Microsoft® Excel® |
|---|---|
| Schnittstellen | Optional: Fernsteuerung über serielle COM-Schnittstelle oder benannte Windows-Pipe, über Befehlssatz nach NAMUR Fernsteuerung durch andere Programme möglich |
| Produktcode | Beschreibung |
|---|---|
| IL-GMIX21 | Gasmischstation Standard (2 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± 1,0 % v. E., Dynamik 1:50 |
| IL-GMIX31 | Gasmischstation Standard (3 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± 1,0 % v. E., Dynamik 1:50 |
| IL-GMIX41 | Gasmischstation Standard (4 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± 1,0 % v. E., Dynamik 1:50 |
| IL-GMIX21-X | Gasmischstation mit erhöhter Genauigkeit (2 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± (0,3 % v. E. +0,5%v.M.), Dynamik 1:100 |
| IL-GMIX31-X | Gasmischstation mit erhöhter Genauigkeit (3 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± (0,3 % v. E. +0,5%v.M.), Dynamik 1:100 |
| IL-GMIX41-X | Gasmischstation mit erhöhter Genauigkeit (4 Eingänge, 1 Ausgang) für nicht kondensierende/ korrodierende Gase (Luft, O₂, N₂, CO₂), 1 Gas/Eingang, Eingänge 0,05 bis 5 slm Endwert*, Unsicherheit ± (0,3 % v. E. +0,5%v.M.), Dynamik 1:100 |