2. CO2 sensors for intelligent food packaging applications
2.1. Conventional CO2 sensors
Broadly, the CO2 sensors can be divided into two types, optical
and electrochemical, based on the type of transducer. The electrochemical
CO2 sensors are further sub-categorized into potentiometric,
amperometric, and conductometric types. Non Distributive
Infra Red (NDIR) and Severinghaus-type sensors are used conventionally,
commercially for gaseous and dissolved CO2 detection,
respectively. However, the NDIR instrument is expensive, large in
volume, vulnerable to contamination, and water vapor interference
despite its high precision. Furthermore, the process requires the
destruction of a sealed package for gas analysis, and not suitable for
routine sample analysis. Therefore, compact and cheap sensors are
in high demand.
Severinghaus CO2 sensor consists of a bicarbonate solution filled
glass electrode covered by a thin CO2 permeable membrane. The
membrane is impermeable to water and electrolytes. The sensor
functions on principle that in an aqueous solution, CO2 forms
carbonic acid, which is then dissociates into a bicarbonate anion
and a proton (Dieckmann & Buchholz, 1999). The proton-induced
pH change in electrolyte solution can be measured by a pH probe.
A CO2 sensor principle that slightly differs from Severinghaus
concept was presented by Varlan and Sansen (1997). The concept is
based on conductivity change as a result of the reaction of carbon
dioxide and bicarbonate solution inside a cavity covered with a gas
permeable membrane. This kind of sensors can measure CO2
concentrations between 0 and 11 kPa with a very fast response
time. The advantage with this kind of sensors is that the use of
a separate reference electrode is not required. Unfortunately,
however, keeping the cavities clean is a major concern.
Electrochemical potentiometric CO2 sensors using solid electrolytes
are one among promising methods because of their
compact structure, ability of continuous monitoring, high selectivity,
and low cost (Hong, Kim, Jung, & Park, 2005). However, they
require power for signal generation, and often require above 400 C
operating temperature and, therefore, are not suited for food
packaging applications. The environmental factors such as
temperature and humidity can affect the sensors performance,
especially in the case of metal oxide sensors, by cross-sensitivity
reactions.
2 . เซ็นเซอร์ CO2 สำหรับการใช้งานบรรจุภัณฑ์ฉลาด
2.1 . เซ็นเซอร์ CO2 ปกติ
แฉ่ง ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เซ็นเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท และออปติคอล
เคมีไฟฟ้า , ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวแปลงสัญญาณ เซ็นเซอร์ CO2 ไฟฟ้า แบ่งเป็นวิธีย่อยต่อไป
สำคัญ , และประเภท conductometric . ไม่กระจาย
อินฟาเรด ( ndir ) และเซ็นเซอร์ประเภท severinghaus ใช้ตามอัตภาพ
ในเชิงพาณิชย์สำหรับแก๊สและตรวจจับ CO2 ละลาย
ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ndir เครื่องดนตรีแพง ขนาดใหญ่ใน
กําหนดความเสี่ยงการปนเปื้อน และไอน้ำรบกวน
แม้จะมีความแม่นยำสูงของ นอกจากนี้ กระบวนการต้อง
ทำลายแพคเกจผนึกสำหรับการวิเคราะห์ก๊าซและไม่เหมาะ
การวิเคราะห์ตัวอย่างตามปกติ ดังนั้น กะทัดรัดและราคาถูกในความต้องการสูงเซ็นเซอร์
.
severinghaus CO2 sensor ประกอบด้วยสารละลายไบคาร์บอเนตเต็ม
ขั้วไฟฟ้าแก้วครอบคลุมบาง CO2 ซึมผ่านเยื่อแผ่น
เมมเบรนผ่านน้ำและเกลือแร่ . เซ็นเซอร์
ฟังก์ชันบนหลักการว่าในสารละลายกรดคาร์บอนิกรูปแบบ
, CO2 ,ซึ่งก็ dissociates เป็นไบคาร์บอเนตไอออน
และโปรตอน ( ดิ๊กเมิน& Buchholz , 1999 ) โปรตอนเหนี่ยว
ด่างในสารละลายอิเล็กโทรไลต์โดยสามารถวัด pH probe .
CO2 sensor หลักการเล็กน้อยแตกต่างจากแนวคิด severinghaus
ถูกเสนอโดยและ varlan Sansen ( 1997 ) แนวคิดคือ
ขึ้นอยู่กับการนำเปลี่ยนเป็นผลของปฏิกิริยาของคาร์บอน
ไดออกไซด์และไบคาร์บอเนต โซลูชั่น ภายในโพรงที่ปกคลุมด้วยก๊าซ
ซึมผ่านเยื่อแผ่น ชนิดของเซ็นเซอร์สามารถวัดความเข้มข้นของ CO2
ระหว่าง 0 ถึง 11 กิโลปาสคาลที่มีการตอบสนอง
เร็วมากเลย ประโยชน์กับชนิดของเซ็นเซอร์ที่ใช้ขั้วไฟฟ้าอ้างอิง
แยก ไม่ต้อง แต่น่าเสียดายที่
อย่างไรก็ตาม รักษาฟันผุ ทำความสะอาดเป็นหลักปัญหา .
เคมีไฟฟ้าวิธีเซ็นเซอร์ CO2 ใช้
อิเล็กโทรไลต์แข็งเป็นหนึ่งในหมู่วิธีสัญญาเพราะโครงสร้างขนาดเล็กของพวกเขา
, ความสามารถของการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องการสูง
และต้นทุนต่ำ ( Hong , คิม , จอง , & Park , 2005 ) อย่างไรก็ตาม พวกเขา
ต้องใช้พลังงานสำหรับรุ่นสัญญาณ และมักจะต้องเหนือ 400 C
อุณหภูมิจึงไม่เหมาะสำหรับอาหาร
งานบรรจุภัณฑ์ ปัจจัยแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ และความชื้น สามารถส่งผลกระทบต่อ
เซ็นเซอร์ประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของเซ็นเซอร์ตรวจจับโลหะออกไซด์ โดยปฏิกิริยาไว
ข้าม
การแปล กรุณารอสักครู่..