Se non hai ancora visto questo webinar, "Utilizzo dell'indice di rifrazione per garantire qualità e sicurezza nell'ultrafiltrazione intermedia del plasma sanguigno", ora puoi guardarlo su richiesta. Durante il webinar abbiamo ricevuto molte domande interessanti a cui non abbiamo avuto il tempo di rispondere. Ecco le domande e le relative risposte: 

Domanda: Cosa significa dn/dc?

Risposta: Questa notazione si riferisce all'inclinazione della curva o alla sensibilità dell'indice di rifrazione in base alla variazione della concentrazione proteica. Nella sigla, n si riferisce all'indice di rifrazione, c è la concentrazione di proteine e d si riferisce ad una variazione differenziale. Le pubblicazioni scientifiche utilizzano la notazione dn/dc per descrivere la relazione tra l'indice di rifrazione e la concentrazione proteica.

Domanda: Qual è la durata della sorgente luminosa del rifrattometro Vaisala?

Risposta: La sorgente luminosa a LED dei nostri rifrattometri è estremamente durevole, finora non sono stati segnalati guasti. Alcuni clienti utilizzano ancora rifrattometri installati più di 20 anni fa che funzionano ancora ottimamente.

Domanda: Ci sono parti del rifrattometro che dovranno essere sostituite?

Risposta: I rifrattometri Vaisala non hanno parti mobili o consumabili, né sono suscettibili di scostamenti di misura. Non è necessario sostituire parti o ricalibrare il dispositivo. Vaisala offre speciali soluzioni di lavaggio del prisma per applicazioni impegnative in cui sulle superfici interne dei tubi, e quindi anche sul prisma, potrebbero formarsi dei depositi. Tuttavia, per le applicazioni di filtrazione delle proteine nel sangue, non prevediamo problemi di depositi.

Domanda: Se il liquido non è omogeneo, in che modo l'indice di rifrazione può indicare la concentrazione parziale di un solo componente?

Risposta: L'indice di rifrazione è influenzato da tutti i componenti nel liquido, pertanto il rifrattometro mostra sempre la concentrazione totale (solidi totali disciolti), non una concentrazione parziale di un componente. In un'applicazione di ultrafiltrazione del plasma, in cui il liquido presenta molti componenti e la matrice non proteica influisce sulla misurazione, la concentrazione proteica può essere determinata in base alla differenza dell'indice di rifrazione tra il permeato e il retentato dal processo di ultrafiltrazione.

Domanda: In che modo il saccarosio nella soluzione influirà sulla misurazione della concentrazione proteica?

Risposta: Come le proteine, anche gli zuccheri disciolti nella soluzione aumenteranno l'indice di rifrazione. La quantità di zucchero può essere determinata da una fase precedente di preparazione del processo in cui è presente solo il saccarosio.

Domanda: Abbiamo una soluzione che contiene l'8% di saccarosio. La concentrazione di anticorpi monoclonali (mAbs) è pari a ~120 g/L. È possibile usare un rifrattometro per la misurazione?

Risposta: Sì, possiamo misurare la concentrazione totale della soluzione con i rifrattometri, poiché sia il saccarosio che i mAbs influenzano l'indice di rifrazione. Nel processo di ultrafiltrazione le misurazioni del retentato e del permeato consentono di distinguere la matrice non proteica.

Domanda: Quali protocolli di comunicazione utilizzano i rifrattometri?

Risposta: I rifrattometri della serie PR53 dispongono di uscite mA ed Ethernet. L'uscita Ethernet comunica in base al protocollo UDP/IP e i dettagli sono reperibili nella Guida utente della serie PR53. In alternativa, è possibile utilizzare un convertitore per bus di campo FJB se sono necessari Modbus/TCP, Modbus RTU, Ethernet/IP, PROFIBUS o PROFINET.

Domanda: La misurazione del rifrattometro Vaisala è influenzata dalla matrice (natura e concentrazione)?

Risposta: L'indice di rifrazione è influenzato da tutti i costituenti nel liquido; pertanto il rifrattometro mostra sempre il valore di concentrazione totale (solidi totali disciolti). Anche i cambiamenti nella matrice non proteica (ad esempio la concentrazione salina) influiranno sull'indice di rifrazione, pertanto le misurazioni del retentato e del permeato sono entrambe importanti per controllare il processo di ultrafiltrazione.

Domanda: È possibile integrare direttamente il segnale del rifrattometro nello skid o nel sistema di controllo dell'automazione oppure è necessario acquistare il trasmettitore?

Risposta: I rifrattometri di Vaisala possono essere utilizzati come dispositivi autonomi, il che significa che è possibile integrare direttamente il segnale mA o Ethernet del rifrattometro nel sistema di controllo dell'automazione. L'interfaccia utente Web è inclusa nel rifrattometro. Le unità di visualizzazione fisiche, Multichannel User Interface (MI) e Compact User Interface (CI), sono opzionali. 

Domanda: Non è proprio una domanda, ma per le applicazioni refrigerate, le misurazioni di riferimento devono essere eseguite con l'accessorio autonomo sul rifrattometro di processo, poiché gli strumenti da banco non possono raffreddare al di sotto di circa 15°C...

Risposta: Siamo felici di apprendere che la nostra cuvette da laboratorio per il rifrattometro PR53AC, che consente la termostatazione del campione, sia utile.

Domanda: È possibile ricevere un rapporto dopo la validazione da salvare per eventuali verifiche?

Risposta: Sì. La nostra procedura di verifica del rifrattometro è facile da eseguire e accerta che il rifrattometro soddisfi le specifiche di precisione dell'indice di rifrazione. La procedura di verifica fornisce un report di ciò.

Domanda: L'indice di rifrazione dipende dalla torbidità (ad esempio le particelle)?

Risposta: Non esattamente. I solidi o le particelle sospese non influiscono sull'indice di rifrazione perché è una misura selettiva per la fase liquida e i solidi disciolti. Pertanto, la torbidità è un parametro diverso dall'indice di rifrazione. Se si considerano particelle molto piccole, c'è un punto in cui le particelle possono essere considerate disciolte e iniziano a influenzare l'indice di rifrazione.

Domanda: Il rifrattometro può essere utilizzato per la misurazione della concentrazione di etanolo nelle sospensioni del plasma?

Risposta: In linea di principio sì. Come tutti gli altri costituenti, anche la concentrazione di etanolo influisce sull'indice di rifrazione. Un rifrattometro non è in grado di misurare selettivamente solo la concentrazione di etanolo nella sospensione di plasma. Piuttosto, i cambiamenti nella concentrazione di etanolo possono essere rilevati dall'indice di rifrazione. Avremmo bisogno di saperne di più sulla vostra particolare applicazione. Ad esempio, qual è la precisione o la ripetibilità necessaria per i cambiamenti nella concentrazione di etanolo? Quali sono le condizioni di temperatura? Ci sono altri componenti, oltre all'etanolo, che subiscono cambiamenti? Contattaci se desideri approfondire l'argomento.

Domanda: È possibile misurare la concentrazione proteica in una miscela di proteine e coadiuvante di filtrazione?

Risposta: Sì, il rifrattometro è in grado di misurare i solidi totali disciolti nel liquido. Ma, per rispondere in modo esaustivo, dovremmo avere ulteriori dettagli, come il tipo di filtro ausiliario utilizzato. Questo ci aiuterebbe a determinare qualsiasi impatto sull'indice di rifrazione prima dell'ultrafiltrazione, così come nel permeato e nel retentato.

Ponici una domanda per saperne di più su come l'indice di rifrazione può avvantaggiare la tua applicazione.

Ulteriori informazioni sui rifrattometri nelle applicazioni biotecnologiche e farmaceutiche.

Questo blog è il secondo di una serie di tre su come i rifrattometri Vaisala possono ottimizzare i processi di produzione dei principi attivi farmaceutici. Vedi il primo blog: "Ottimizzazione dei processi di scambio di solventi attraverso l’analisi dei trend dell’indice di rifrazione". 

La cristallizzazione è un metodo importante impiegato nella produzione farmaceutica per purificare, recuperare e separare il principio attivo farmaceutico da un solvente. Consiste nella separazione del principio attivo in forma solida pura mediante il raffreddamento di una soluzione contenente il farmaco. Questo metodo svolge un ruolo fondamentale nei processi farmaceutici poiché la maggior parte dei principi attivi viene prodotta in forma cristallina. Inoltre, la cristallizzazione influisce sulla qualità e sulla sicurezza del prodotto farmaceutico finale.

Il controllo della cristallizzazione è importante perché consente di ottenere in modo costante cristalli con le proprietà desiderate, come la distribuzione dimensionale delle particelle (PSD). Queste proprietà sono, a loro volta, importanti per l'efficacia e la stabilità dei prodotti farmaceutici. Ad esempio, la dimensione delle particelle del farmaco può influire su biodisponibilità, solubilità e velocità di dissoluzione, con conseguenze sull'effetto terapeutico. Qualsiasi deviazione dalle condizioni di raffreddamento influirà sulla qualità del prodotto e sulla lavorabilità a valle dei cristalli.

Per controllare la qualità dei cristalli e la distribuzione dimensionale delle particelle si utilizzano diverse tecniche, come il controllo della velocità di raffreddamento, l'inoculazione e la sovrasaturazione. Le misure dell'indice di rifrazione forniscono valori di concentrazione selettivi dell'acqua madre e sono affidabili per monitorare, in tempo reale, la sovrasaturazione e facilitare il controllo della cristallizzazione.

Ottenere una cristallizzazione controllata con il monitoraggio della sovrasaturazione e dell'indice di rifrazione

I rifrattometri di processo Vaisala vengono comunemente utilizzati per controllare la cristallizzazione tramite il monitoraggio della sovrasaturazione. L'obiettivo è quello di agevolare il controllo della cristallizzazione e della distribuzione dimensionale delle particelle monitorando la concentrazione dell'acqua madre durante la pre-concentrazione e la cristallizzazione.

La sovrasaturazione, ovvero lo stato in cui la concentrazione dei soluti in una soluzione supera il punto di saturazione in equilibrio, è fondamentale per la crescita e la nucleazione dei cristalli. Per controllare la cristallizzazione e ottenere una distribuzione dimensionale delle particelle ottimale, la concentrazione della soluzione viene mantenuta idealmente vicino alla curva di solubilità nella zona metastabile. Se la velocità di raffreddamento supera il punto ideale di saturazione, la soluzione oltrepassa la curva di supersolubilità, entrando in una zona instabile in cui la cristallizzazione avviene in modo rapido e spontaneo. Quando si arriva a questo punto, non è più possibile controllare le dimensioni dei cristalli. Il controllo della concentrazione dei soluti consente di controllare il grado di sovrasaturazione, che può influire sulla distribuzione dimensionale delle particelle durante la cristallizzazione.

In uno dei casi di nostri clienti, l'utilizzo dell'indice di rifrazione è stato utile fin dalle prime fasi di sviluppo per studiare le condizioni di cristallizzazione e sviluppare profili di cristallizzazione per raffreddamento. Nei loro test, gli scienziati hanno utilizzato le misure dell'indice di rifrazione per comprendere il processo di cristallizzazione per raffreddamento di un determinato principio attivo. Queste le loro osservazioni: 

"Il processo di cristallizzazione è chiaramente visibile nei dati del rifrattometro. Durante la concentrazione del liquido, l'indice di rifrazione aumenta finché non raggiunge la saturazione, quindi scende rapidamente mentre il soluto passa dallo stato liquido alla cristallizzazione. È possibile osservare l'inizio esatto di questa fase".

L'indice di rifrazione è una misura selettiva della concentrazione di un liquido, ideale per il monitoraggio della sovrasaturazione durante le operazioni di cristallizzazione. Secondo il nostro cliente, i valori dell'indice di rifrazione sono utili per ottenere un maggiore controllo sulla distribuzione dimensionale delle particelle, mostrando un'elevata affidabilità di misura anche in presenza di materiale solido sospeso (durante la formazione dei cristalli) e bolle di gas.

"L'indice di rifrazione è una misura selettiva della concentrazione di un liquido, ideale per monitorare la sovrasaturazione durante le operazioni di cristallizzazione".

Il cliente ha anche utilizzato l'indice di rifrazione per ottenere dati scientifici rilevanti per lo studio della cristallizzazione, come la solubilità, permettendo di creare curve di solubilità e profili di cristallizzazione necessari per determinare le condizioni di cristallizzazione ideali. Il cliente ci spiega: "Quando il controllo avviene tramite sovrasaturazione, l'obiettivo è quello di ottenere una curva di saturazione il più possibile allineata alla curva di solubilità. Questo indica che la cristallizzazione è avvenuta in modo più controllato, vicino alla zona metastabile, ed è proprio ciò che possiamo osservare con il rifrattometro di processo".

Le misurazioni continue in tempo reale eseguite con il rifrattometro di processo Vaisala permettono di ottenere informazioni utili per controllare la qualità e le dimensioni dei cristalli, migliorando la qualità e l'efficacia del prodotto farmaceutico finale. Inoltre, il controllo efficace della cristallizzazione ha un impatto positivo sulle operazioni a valle, ad esempio la filtrazione. Nel nostro prossimo blog esploreremo come utilizzare la misura dell'indice di rifrazione per progettare e ottimizzare le operazioni di lavaggio della torta di filtrazione. 

La famiglia di rifrattometri da processo Vaisala Polaris trova un'ampia gamma di utilizzi nei processi in cui sono richieste misurazioni della concentrazione dei liquidi. È possibile utilizzare uno strumento Vaisala Polaris insieme all'indicatore portatile Vaisala Indigo80 per ottenere una serie di vantaggi aggiuntivi nei processi industriali. Questo blog esplora alcuni casi d'uso tipici in cui questi vantaggi fanno la differenza maggiore.

L'indicatore portatile compatto Indigo80 è uno strumento di misurazione portatile per il campionamento e la calibrazione sul campo, l'analisi dei dati e la diagnostica. Se abbinato agli strumenti compatibili Vaisala Indigo, offre misurazioni stabili e accurate di parametri quali umidità, temperatura, punto di rugiada, biossido di carbonio, vapore di perossido di idrogeno, tracce di acqua in olio, indice di rifrazione e concentrazione del liquido anche in caso di rapidi cambiamenti ambientali. Grazie alla straordinaria capacità della batteria, al display ad alta risoluzione e alla memoria in grado di contenere fino a 5,5 milioni di punti dati, Indigo80 rappresenta un modo pratico per visualizzare le misurazioni su un lungo periodo di tempo e per controllare le letture delle sonde installate per verificare se necessitano di calibrazione. Può essere utilizzato anche per la registrazione dei dati, il controllo a campione e la risoluzione dei problemi, con il display che fornisce la visualizzazione dei dati provenienti dalle apparecchiature installate. Con i rifrattometri da processo è possibile visualizzare l'immagine ottica e altre informazioni dello strumento per una diagnosi accurata sul posto. 

Indigo80 è compatibile con la gamma di rifrattometri da processo Vaisala Polaris, utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni dell'industria di processo, quali cristallizzazione, diluizione, distillazione, miscelazione e controllo qualità. In tutte queste applicazioni la misurazione della concentrazione del liquido è fondamentale per garantire condizioni di processo ottimali, qualità del prodotto, sicurezza del processo e conformità alle normative.

Vaisala Polaris utilizza il principio di misura dell'indice di rifrazione per misurare le concentrazioni dei liquidi, contribuendo a mantenere operazioni sicure nell'industria della carta e della cellulosa con la misurazione dei solidi totali del Black Liquor; garantisce la qualità di alimenti e bevande misurando il contenuto di zucchero e consente misurazioni accurate della concentrazione nei processi di produzione chimica, tra i tanti altri utilizzi. 

Diamo un'occhiata ad alcuni casi d'uso che illustrano i vantaggi dell'impiego di Indigo80 insieme ai rifrattometri da processo Polaris.

1. Configurazione e calibrazione: nessun tempo di inattività per la configurazione delle sonde

I rifrattometri da processo Polaris vengono consegnati preconfigurati, con coefficienti di concentrazione impostati per l'applicazione prevista. Con Indigo80 è possibile regolare i parametri in modo rapido e semplice, senza dover rimuovere la sonda dal processo per riconfigurarla tramite un computer portatile. Indigo80 può essere utilizzato anche per modificare i parametri di smorzamento del segnale senza compromettere il processo. Grazie a un dispositivo portatile dedicato non è necessario portare computer portatili o altri dispositivi nell'area di lavorazione, il che potrebbe rappresentare un problema di sicurezza o compromettere la configurazione della camera bianca. A fini di verifica, Indigo80 offre un modo semplice per confermare la lettura dal sistema di automazione per i processi di calibrazione.

2. Registrazione dei dati: scoprire i problemi di un processo

Molti dispositivi di campo non memorizzano dati storici, ma effettuano letture istantanee che vengono utilizzate nei controlli di processo o per generare allarmi se i parametri di processo superano i limiti impostati. Se si verifica una situazione imprevista e l'operatore non è sicuro della causa, è necessario uno strumento diagnostico. È qui che può rivelarsi utile l'impiego di Vaisala Polaris con Indigo80: poiché Indigo80 è alimentato a batteria, può essere collegato al dispositivo di campo durante la notte o per un periodo più lungo. Indigo80 consente il confronto dei dati con quelli del sistema per determinare le variazioni nel tempo, facilitando la diagnosi.

3. Manutenzione: identificazione del momento in cui i sensori necessitano di pulizia

Sebbene i rifrattometri da processo Polaris richiedano raramente manutenzione, a causa della loro struttura robusta e della mancanza di parti consumabili e mobili, la manutenzione potrebbe essere necessaria se il prisma ottico si ricopre di residui, causando una deriva del fattore di qualità. Il fattore di qualità è un parametro numerico che indica la pulizia del prisma ottico. In caso di deriva, l'unità dovrà essere rimossa e pulita. Indigo80 può aiutare a identificare le esigenze di manutenzione registrando il fattore di qualità nel tempo. Se il fattore di qualità diminuisce o si verificano variazioni significative, è un buon segno che potrebbe essere necessaria una pulizia. Indigo80 può essere utilizzato anche come display per rifrattometro da processo Vaisala Polaris e per altre sonde intelligenti che non dispongono di un proprio display, con la possibilità di scegliere tra due visualizzazioni: la misurazione corrente o una rappresentazione grafica delle letture storiche. 

Se utilizzate separatamente, le sonde Indigo80 e Vaisala Polaris sono strumenti potenti per raccogliere preziose informazioni sui processi e migliorare la qualità dei processi e del prodotto finale in una vasta gamma di applicazioni. Se utilizzati insieme, i vantaggi sono amplificati: Vaisala Polaris raccoglie dati accurati sulla concentrazione e Indigo80 fornisce un modo pratico per registrare, accedere e visualizzare questi dati senza il rischio di tempi di inattività del processo.

Il firmware aggiornato sarà disponibile entro la fine di Marzo 2025. Anche i clienti esistenti otterranno le nuove funzionalità aggiornando il firmware dei rifrattometri da processo Polaris e dei dispositivi portatili Indigo80. 

Scopri di più sui rifrattometri da processo Vaisala Indigo80 e Vaisala Polaris.