digestión por microondas speedwave: control óptico de la presión (OPC) patentado

Medición óptica de la presión en el speedwave XPERT

Desarrollo del sistema de sensores de presión por microondas OPC de Berghof

Berghof Products + Instruments GmbH estableció nuevos estándares, no sólo con la invención y patente de la medición de la temperatura in situ sin contacto de una muestra dentro de un recipiente de presión/muestra, sino también en el control de las presiones internas de los recipientes de una digestión por microondas.

La monitorización de los parámetros de reacción presión y temperatura es crucial para la reproducibilidad de las digestiones por microondas. Mediante la medición de la temperatura in situ sin contacto de una muestra en el interior de un recipiente de presión/muestra, patentada con el número DE 4412887C2 en 1998 y que se sigue utilizando hoy en día con el nombre de speedwave^® DIRC en el interior del speedwave XPERT y ENTRY, Berghof garantizó la supervisión de la temperatura del parámetro de reacción. Ahora, el reto consistía en integrar una tecnología para la monitorización de la presión dentro del concepto existente, garantizando al mismo tiempo la posibilidad de sustitución de los componentes individuales. Dado que la digestión por microondas está relacionada con un elevado esfuerzo químico y mecánico, el usuario debe poder sustituir las piezas de desgaste del sistema de control de la presión sin que ello suponga un gasto físico o económico importante.

Se descartaron los sensores más comunes porque no presentaban ninguna resistencia a los ácidos. Además, si se utilizaran sensores de fuerza, el usuario tendría que cablear adicionalmente los sensores antes de cada digestión, lo que perjudicaría enormemente el manejo. Por este motivo, Berghof utilizó un efecto óptico, que se originó en la investigación de las tensiones mecánicas. Las estructuras de los materiales se deforman bajo presión, por lo que el aumento de la presión en el vidrio de laboratorio cambia su plano de polarización de la luz. Si se controla el cambio del plano de polarización, se controla al mismo tiempo la presión ambiental del vidrio de laboratorio.

La utilización de este efecto óptico para controlar la presión en los recipientes de digestión resultó ser considerablemente más difícil que la aplicación de la medición de la temperatura in situ sin contacto. La precisión óptica necesaria para este método de medición de la presión se implementó con éxito tras una serie de pruebas. Para ello, la tapa del recipiente está provista de un prisma al que se le ha colocado una lámina de polarización y un anillo de vidrio de laboratorio. El prisma transmite una señal luminosa a través de la lámina de polarización y el anillo de vidrio de laboratorio hacia dos conductores de luz, que están montados en el interior del microondas. La presión se determinará en función de la conversión eléctrica de la señal. Si la presión en el recipiente de digestión aumenta, la estructura del material del anillo de vidrio de laboratorio cambia. Esto hace que la luz se refracte de forma diferente, lo que será detectado por el sistema conductor de luz. Comparando el cambio en la refracción de la luz con un valor de referencia, se puede determinar con precisión la presión interna del recipiente. No se requiere ningún recipiente de referencia para el uso de este sistema óptico de control de la presión. Además, esta tecnología puede actualizarse y ampliarse a cualquier número de recipientes que se desee en cualquier momento.

La patente DE 19710499A1 para el control óptico de la presión se concedió el 21.02.2008. Bajo el nombre de speedwave OPC (Optical Pressure Control), la monitorización de la presión se implementa en el speedwave XPERT.