pH که اندازه گیری غلظت یون هیدروژن است، درجه اسیدیته یا قلیایی بودن یک محلول را توصیف می کند. اندازه گیری pH و همچنین کنترل pH یک فاکتور حیاتی در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی از جمله تولید دارو، تولید غذا و نوشیدنی، لبنیات و کشاورزی، برنامه های کاربردی تصفیه آب و موارد بی شماری است و کنترل pH اغلب در تضمین کیفیت محصول حیاتی است.
اصطلاح “pH” – مشتق شده از نماد ریاضی برای یک لگاریتم منفی (p) و نماد شیمیایی برای هیدروژن (H) است که مخفف “پتانسیل هیدروژن” است . pH یک مقدار تعیین شده بر اساس یک مقیاس تعریف شده، مشابه دما است.
مقیاس pH لگاریتمی است .زیرا به طور معکوس غلظت یون های هیدروژن را در محلول ها نشان می دهد . و از 0 تا 14 متغیر است. محلول های با مقدار pH پایین (0-6) به عنوان اسیدی و محلول هایی با مقدار pH بالا (8-14) به عنوان قلیایی طبقه بندی می شوند. مقدار وسط (7) نشان دهنده آب خالص است که خنثی است ، نه اسیدی و نه قلیایی.
سنسور PH چیست؟
سنسور PH یکی از مهمترین ابزارهای اندازه گیری pH است و معمولاً در پایش کیفیت آب استفاده می شود. این نوع سنسور قابلیت اندازه گیری قلیایی و اسیدیته آب و محلول های دیگر را دارد. سنسور های pH در صورت استفاده صحیح می توانند از ایمنی و کیفیت محصولات و فراورده های که در فاضلاب یا کارخانه های تولیدی رخ می دهند اطمینان حاصل کنند.
در بیشتر موارد، محدوده pH استاندارد با مقداری در محدوده 0-14 نشان داده می شود. هنگامی که یک ماده دارای مقدار pH 7 باشد، این مقدار خنثی در نظر گرفته می شود. مقادیر pH بالاتر از 7 نشان دهنده قلیائیت بالاتر است، در حالی که مواد با مقادیر pH کمتر از 7 اسیدی تر در نظر گرفته می شوند. به عنوان مثال، خمیر دندان معمولاً دارای pH 8-9 است. از طرف دیگر اسید معده دارای PH 2 است.
تمایز بین مواد قلیایی و اسیدی برای هر شرکتی که از برج های خنک کننده، بویلرها، فرآیندهای تولید، کنترل استخر و نظارت های مختلف محیطی استفاده می کند، مهم است. pH استاندارد بدن انسان 7.4 است که برای عملکرد موثر بدن ضروری است. اگر ترکیب بدن خیلی اسیدی یا خیلی قلیایی شود، به نظر می رسد که به حالت خنثی باز می گردد.
4 نوع سنسور pH
صرف نظر از کاربردهایی که از آن استفاده می کنید، سنسور pH به شما امکان می دهد سطح pH را در مناسب ترین سطح برای فرآیند حفظ کنید. این می تواند از یک اسید قوی تا یک باز سوزاننده باشد. انواع مختلفی از سنسورهای pH وجود دارد که می توانید برای کاربرد خود در طول اندازه گیری مایع دریافت کنید. اینها ممکن است شامل سنسورهای pH ترکیبی، سنسورهای pH آزمایشگاهی، سنسورهای pH فرآیند و سنسورهای pH تفاضلی باشد.
- سنسورهای ترکیبی pH از یک الکترود مرجع و یک الکترود اندازه گیری استفاده می کنند. الکترود مرجع برای ارائه یک سیگنال پایدار استفاده می شود، در حالی که الکترود اندازه گیری برای تشخیص هرگونه تغییری که با مقدار pH رخ می دهد طراحی شده است.
- سنسورهای دیفرانسیل از سه الکترود مختلف تشکیل شده اند که سومین آنها یک الکترود فلزی زمین است. این حسگرها از این جهت منحصر به فرد هستند که از آلودگی مرجع جلوگیری می کنند.
- سنسورهای آزمایشگاهی را می توان از یک حسگر ترکیبی موجود در بدنه پلاستیکی و شیشه 12 میلی متری ساخت. این حسگرها برای کاربردهای سبکتر مانند نظارت بر استخر و نمونه برداری محیطی طراحی شده اند.
- سنسورهای pH فرآیند از حسگرهای ترکیبی ساخته شده‌اند، اما در بدنه‌ای بزرگ و بادوام ساخته شده‌اند که شامل اتصالات فرآیند برای نظارت مداوم pH است.
سنسورهای مختلف pH برای کاربردهای مختلف مناسب هستند و بیش از 25 درصد از اندازه‌گیری‌های مربوط به کیفیت در کنترل فرآیند، اندازه‌گیری pH است. به همین دلیل است که سنسورها و ترانسمیتر های pH عملکرد بهتر و کیفیت بلای محصولات کارخانه و ایمنی بسیار مهم هستند. ما مجموعه وسیعی از محصولات مانند فرآیندهای پایدار، ترکیب مواد با تغییر سریع، محیط‌های چسبناک، مناطق خطرناک یا کاربردهای تصفیه آب را ارائه می‌کنیم.
چگونه الکترود ph مناسب انتخاب کنیم ؟
سنسورها و ترانسمیترهای pH در بسیاری از صنایع مانند مواد شیمیایی، آب و فاضلاب، مواد غذایی و آشامیدنی، داروسازی، نیروگاه‌ها، نفت و گاز استفاده می‌شوند. انتخاب سنسور بستگی به کاربرد دارد. دیافراگم و سیستم مرجع سنسور شیشه ای را با توجه به نیاز خود انتخاب کنید. از حسگرهای ISFET ) ترانزیستور اثر میدانی حساس به یون (ISFET) یک ترانزیستور اثر میدانی است که برای اندازه‌گیری غلظت یون در محلول استفاده می‌شود.(در جاهایی استفاده کنید که شکستگی شیشه قابل تحمل نیست یا جایی که محیط حاوی مقادیر زیادی حلال آلی است. در مواقعی که به پایداری طولانی مدت و حداقل نیاز به نگهداری نیاز است، از سنسورهای لعاب استفاده کنید.
فواید استفاده از سنسور PH
کیفیت آبی که در فرآیندهای مختلف صنعتی استفاده می کنید برای کیفیت خدمات و کالاهایی که ارائه می کنید بسیار مهم است، به این معنی که بازگشت سرمایه شما می تواند مستقیماً تحت تأثیر کیفیت پایین آب قرار گیرد. مدیریت کیفیت آب از طریق سیستم های مختلف نیز یکی از جنبه های کلیدی انطباق با استانداردهای زیست محیطی، صنعتی و ایمنی سختگیرانه است.
هنگامی که در تصفیه آب برای اهداف تولید متخصص هستیدد، این نوع مدیریت کیفیت آب به شما این امکان را می دهد که قبل از استفاده از آن برای انواع فرآیندهای تولید، ناخالصی ها را از آب ورودی حذف کنید. با حذف این ناخالصی‌ها، راندمان عملیاتی بهبود می‌یابد، راندمان گرمایش و سرمایش بالاتر می‌رود و شما می‌توانید مطابق با استانداردهای لازم کیفیت آب را به طور مؤثرتری حفظ کنید. اگر سیستم مانیتورینگ خوبی داشته باشید، مزایا می تواند بسیار زیاد باشد و ممکن است شامل موارد زیر باشد:
- هدر رفت آب را کاهش دهید
- ذخیره انرژی
- الزامات پایداری زنجیره تامین را برآورده کنید
- جلوگیری از خرابی
- یک محل کار سالم برای کارمندان خود حفظ کنید
- استفاده از مواد شیمیایی خطرناک را کاهش دهید
برای مصرف کنندگان روزمره، کیفیت پایین آب می تواند باعث مشکلات سلامتی، موهای کدر، لباس های خشن و پوست خشک و خارش شود. سنسورهای PH نقش بسیار مهمی در کیفیت آب و تصفیه آب دارند. هنگامی که PH یک تصفیه خانه آب خیلی بالا یا خیلی کم می شود، آب می تواند مضر باشد.
به خاطر داشته باشید که رفع نوسانات pH نیز هزینه بر است. برای حذف ضایعات باید مقادیر بیشتری از مواد شیمیایی استفاده شود که منجر به خرابی بیش از حد و هزینه های بالاتر می شود. در تاسیسات استاندارد تصفیه فاضلاب، pH 6.5 تا 8.5 در محدوده خنثی در نظر گرفته می شود.
نگه داشتن آب در این سطح و پایش مداوم pH باید به کاهش هزینه ها کمک کند. با این حال، استفاده از سنسورهای مختلف pH برای به دست آوردن بهترین کیفیت آب مهم است. به عنوان مثال، استفاده از الکترود سوم در سنسور دیفرانسیل، حسگر را برای انواع کاربردهای صنعتی، مانند اسکرابرهای مرطوب، ایده آل می کند.
چرا pH در کاربردهای صنعتی مهم است؟
سطوح pH یک متغیر مهم در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی است و از آنجایی که کیفیت اغلب به سطوح pH ثابت و بهینه وابسته است، متغیری است که نیاز به نظارت و کنترل موثر دارد. اگر سطح pH به طور موثر کنترل و نظارت نشود، محصولات غذایی ممکن است غیرخوراکی شوند، نوشیدنی ها ممکن است غیرقابل نوشیدن شوند، خاک ممکن است غیرقابل استفاده شود و فاضلاب می تواند اثرات نامطلوبی بر محیط زیست داشته باشد. بنابراین، اندازه‌گیری دقیق و ثابت pH اغلب برای تولید موفق محصولات صنعتی ضروری است.
کاربردهای اصلی pH در صنایع مختلف
تصفیه فاضلاب
در طی تصفیه فاضلاب، فلزات سنگین، ترکیبات آلی و سایر مواد سمی از آب حذف می شوند. سطوح pH باید در طول این فرآیند با افزودن مواد شیمیایی به آب تنظیم شود تا زباله های محلول از مایع جدا شوند. مدیران تأسیساتی که فاضلاب را پردازش می‌کنند یا آب مورد استفاده در تولید را بازیافت می‌کنند، باید سطوح pH را کنترل کنند تا اطمینان حاصل کنند که آب می‌تواند به طور ایمن به مرحله بعدی تصفیه منتقل شود تا در پایان فرآیند تمیز کردن، آب خالص و سالم به دست آید.
آبزی پروری
آبزی پروری صنعتی یک صنعت چند بزرگی است که تقریباً نیمی از غذاهای دریایی جهان را تامین می کند. برای زنده نگه داشتن موجودات آبزی و اطمینان از سلامت کافی برای مصرف، شرکت‌ها در این فضا باید تغییرات سطح pH را به طور منظم نظارت کنند. به طور کلی، ماهی ها در سطح pH بین 6.5 تا 9.0 رشد می کنند.
غذا و نوشیدنی
نظارت بر سطح pH در تولید هر محصول غذایی یا نوشیدنی مهم است. به عنوان مثال، زمانی که آب مورد استفاده در تولید نوشیدنی خیلی اسیدی باشد، مصرف کنندگان می توانند به طور بالقوه به دندان های خود آسیب برسانند. شرکت ها همچنین باید سطح pH را در تولید مواد غذایی نظارت کنند تا مطمئن شوند محصولات آنها برای خوردن مناسب و با کیفیت هستند. به عنوان مثال، گوشت گوسفند با pH 5.6 تا 6.0 نشان می دهد که گوسفند به خوبی بزرگ شده است، در حالی که PH پایین نشان می دهد که گوسفند ممکن است زندگی پر استرسی داشته باشد. علاوه بر این، یک فرآورده گوشتی مانند سالامی باید pH کمتر از 5.3 داشته باشد تا از رشد باکتری ها محافظت کند.
آب استخر و آبگرم
چه در حال مدیریت یک استخر شنای بزرگ یا یک آبگرم خصوصی باشید، باید سطح pH را اندازه گیری کنید تا مشخص کنید که برای حفظ یک محیط شنا ایمن باید چند ماده استریل کننده (مثلاً کلر) در آب قرار دهید. وقتی سطح pH خیلی بالا باشد، آب کدر می شود و پوست و چشم شناگران ممکن است تحریک شود. وقتی سطح pH خیلی پایین باشد، پوست و چشم شناگران نیز ممکن است تحریک شود و گچ استخر یا آبگرم شما نیز ممکن است آسیب ببیند. PH ایده آل برای یک آبگرم بین 7.2 تا 7.8 است.
آکواریوم و مخازن ماهی
برای زنده نگه داشتن ماهی و سایر موجودات آبزی – و برای تمیز نگه داشتن مخازن ماهی و آکواریوم ها – بسیاری از ویژگی های ترکیب آب باید به طور فعال کنترل شوند، از جمله pH. در غیر این صورت، در بهترین حالت، آب آکواریوم یا مخزن ماهی کدر به نظر می رسد و در بدترین حالت ممکن است ماهی ها برای زنده ماندن تلاش کنند.
داروسازی
PH آنتی بیوتیک های تهیه شده از کپک باید کنترل شود. وقتی PH اندازه گیری شده نادرست باشد،دیگر دارو، دارو نیست، سم است. مقدار PH در طول تهیه بسیاری از داروها به شدت کنترل می شود.
فرآیند خنثی سازی اسید و باز
روش خنثی سازی اسیدها یا بازها توسط PH متر کنترل می شود که نقطه خنثی سازی را با دقت بیشتری نسبت به روش های دیگر نشان می دهد.
صنعت تجهیزات برق
PH آب تغذیه باید کنترل شود تا از پوسیدگی لوله ها و بویلرها جلوگیری شود. در بیشتر موارد، خوردگی بین PH 7.4 و 8.0 حداقل است. نظارت بر منابع آب می تواند انواع خاصی از آلودگی را شناسایی کند. فرآیند نرم شدن آهک قلیایی به PH9.4 برای حذف یون های کلسیم و PH10.6 برای حذف یون های منیزیم نیاز دارد.
اگر در مورد pH سؤالی دارید یا مطمئن نیستید که کدام پروب pH برای نیازهای شما بهترین است یا به ابزارهای اضافی برای نظارت نیاز دارید، لطفاً با تیم متخصص ای شاپ صنعت تماس بگیرید.
