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Misurare il pH industriale in sicurezza con CPS61E

Scritto da Endress+Hauser | 14/11/2025

Quando bisogna misurare il pH nei bioreattori dell'industria farmaceutica o alimentare, è necessario affidarsi a sensori che garantiscano massima sicurezza di processo, semplicità operativa e manutenzione ridotta.

Non solo: i criteri di Quality by Design , ormai largamente richiesti in campo farmaceutico, restringono ulteriormente il campo delle soluzioni.

Quale strumento utilizzare, allora, per garantire la compliance GMP normativa e il raggiungimento dei propri obiettivi di qualità? In questo articolo parliamo del sensore di pH CPS61E di Endress+Hauser. Buona lettura!

Adottare un approccio un approccio Quality By Design è più semplice con l'aiuto del partner giusto: mettiti in contatto con uno dei nostri esperti!

 

Indice: 

- Misura di pH e Quality by Design: progettare la qualità 
- pHmetro digitale CPS61E: come funziona 
- Misura di pH industriale con CPS61E: i vantaggi 
  -  Dettagli costruttivi
- Taratura sensore di pH: niente di più semplice 

Misura di pH e Quality by Design: progettare la qualità 

Il sensore Memosens CPS61E, e in generale i prodotti Endress+Hauser con tecnologia Memosens sono “Quality by Design” approved: la versione Memosens 2.0 memorizza 8 volte più dati, come le cronologie di taratura e le matrici di carico, aprendo la strada a una vera manutenzione predittiva e a servizi IIoT migliorati.

Una volta collegato il sensore, i dati sono trasferiti automaticamente al trasmettitore e utilizzati per calcolare il valore misurato corrente, ma non solo.

Dal momento che i dati di taratura vengono salvati nel sensore, quest’ultimo può essere tarato e regolato in maniera indipendente dal punto di misura.

In più, i sensori con Memosens 2.0 sono retrocompatibili, assicurando così una rapida integrazione nei sistemi esistenti.

pHmetro digitale CPS61E: come funziona 

CPS61E di Endress+Hauser è un sensore di pH con trappola ionica con elettrodo digitale, indicato per la misura di pH nei processi produttivi igienici con trappola ionica, per riferimento stabile a lungo termine

Questo strumento ha le approvazioni ATEX, IECEx, CSA C/US, NEPSI, Japan Ex e INMETRO per l’uso in aree pericolose Zona 0, Zona 1 e Zona 2, in modo da rispettare i più stringenti riferimenti normativi. 

Il campo di misura del pH va da 0 a 14

Nello specifico, la membrana in vetro dell’elettrodo fornisce un potenziale elettrochimico che dipende dal valore di pH del fluido. Questo potenziale è generato dall’accumulo selettivo degli ioni H+ sullo strato esterno della membrana. Di conseguenza, in questo punto si forma uno strato limite elettrochimico con una differenza di potenziale elettrico.

L’elettrodo di riferimento è costituito da un sistema di riferimento integrato Ag/AgCl.
La tensione misurata viene convertita nel corrispondente valore di pH in base all’equazione di Nernst.

Il pH misura quanto un liquido è acido o basico. Un sensore con una membrana di vetro rileva il pH accumulando ioni H+ sulla sua superficie, creando un potenziale elettrico. Questo potenziale viene confrontato con un elettrodo di riferimento (Ag/AgCl) e convertito in un valore di pH utilizzando l'equazione di Nernst.

La catena di misura di pH completa comprende: 

Misura di pH industriale con CPS61E: i vantaggi 

Quali sono i benefici garantiti dalla misura del pH con il sensore CPS61E? 

  • biocompatibilità in termini di reattività biologica in vitro (citotossicità) e in vivo, testata con successo per le principali parti a contatto con il fluido di processo;
  • adattabilità per la pulizia CIP/SIP e auto;
  • autoclavabile a temperature fino a 140° (284° F);
  • riferimento pressurizzato, specialmente per processi di fermentazione (sistema di riferimento TP);
  • in alternativa, sistema di riferimento TU per installazione capovolta, gel solidificato nell'elemento di riferimento interno;
  • indicatore di pressione integrato (sistema di riferimento TP);
  • durata molto elevata grazie al riferimento resistente all’avvelenamento, con trappola per ioni migliorata;
  • elettrolita ponte privo di ioni d'argento e di acrilammide;
  • sensore di temperatura NTC 30K integrato, per un’efficace compensazione della temperatura;
  • parti a contatto con il fluido di processo non realizzate con materiali derivati da animali. Rischio di TSE/BSE ridotto al minimo in conformità all’EMA.

In generale, invece, la tecnologia Memosens consente di ottenere:

  • massima sicurezza di processo grazie alla trasmissione del segnale induttiva, senza contatto;
  • sicurezza dei dati grazie alla trasmissione digitale;
  • semplicità operativa poiché i dati del sensore sono salvati direttamente nel sensore;
  • possibilità di eseguire la manutenzione predittiva, registrando i dati di carico del sensore nel sensore stesso.

Dettagli costruttivi

Il design del pHmetro CPS61E consiste in un elettrodo compatto in gel con giunzione ceramica e trappola ionica inclusiva.

Di seguito i materiali a contatto con il processo:

  • asta del sensore in vetro per adattarsi correttamente al processo;
  • membrana del pH in vetro tipo N;
  • giunzione in PTFE;
  • O-ring in FKM;
  • PPS rinforzato con fibra di vetro;
  • sistema di riferimento in Ag/AgCl.

Taratura del sensore di pH: niente di più semplice 

La frequenza alla quale è eseguita la taratura o l’ispezione del pHmetro CPS61E dipende dalle condizioni operative, ad esempio in caso di depositi e carico chimico.

I nuovi sensori di pH o redox con tecnologia Memosens di Endress+Hauser non richiedono taratura: questa è richiesta solo se si devono rispettare severi requisiti di accuratezza o se il sensore è stato immagazzinato per più di 3 mesi. 

In conclusione, per misurare il pH in modo sicuro, preciso e rispettando i criteri del Quality by Design, ci si può affidare all’expertise di Endress+Hauser: non solo fornitore di sensori come CPS61E, ma vero e proprio partner per implementare le migliori soluzioni tecnologiche sul mercato

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