溶氧電極的結(jié)構(gòu)組成決定了其性能與應用范圍。它一般由陰極、陽極、電解質(zhì)和塑料薄膜構(gòu)成。陰極作為反應的關鍵部位,對材料要求苛刻,像白金或銀的純度需達 99.999% 以上,且極譜型電極的陰極表面做得很小,直徑通常在 1 - 50μm 范圍,以形成微小的還原電流,這也意味著需要專門的電子放大裝置輔極多做成圓筒狀,表面積比陰極大數(shù)十倍,材料同樣要求高純度。電解質(zhì)常見的有 KOH、KCl、醋酸鉛等,用于維持電極內(nèi)部的電荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯(F4)或其共聚體,需具備耐高溫(>200℃)、透氣性能好的特點,且膜的厚度有講究,一般在 0.01 - 0.05mm,膜對氧的高透性和對 CO? 的低透性對電極響應極為重要 。碳中和目標下,溶氧電極在碳捕集與封存(CCUS)領域的應用亟待拓展。高溫滅菌溶氧電極
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極起著至關重要的作用,為優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了多方面的支持。溶氧電極會影響藻類生長和產(chǎn)物含量,在管狀光生物反應器中培養(yǎng)螺旋藻時,高濃度的溶解氧會積累。通過光呼吸測定法定量溶解氧濃度對批量培養(yǎng)的螺旋藻生長動力學和藻藍蛋白含量的影響。結(jié)果表明,光照強度和細胞干重濃度是溶解氧對生物過程動力學產(chǎn)生影響的重要相互關聯(lián)的工藝參數(shù)。不利的工藝條件,如低生物量濃度或高光照強度,會產(chǎn)生明顯的生長抑制,并使螺旋藻的藻藍蛋白含量降低高達 35%。江蘇生物合成學用溶氧電極廠家推薦在厭氧-好氧切換發(fā)酵中,溶解氧電極能夠準確判斷氧氣通入的時機和持續(xù)時間。
在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,改善溶氧電極水平均勻性對于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關重要,以下是使用壓力補償式發(fā)射器、添加表面活性劑 2種方法的講解說明。1、使用壓力補償式發(fā)射器,在灌溉水中注入微氣泡進行滴灌和地下滴灌系統(tǒng)中,壓力補償式發(fā)射器記錄的溶解氧濃度明顯高于非壓力補償式發(fā)射器沿整個灌溉線的濃度。這表明在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,使用壓力補償式發(fā)射器可以改善溶氧水平的均勻性。2、添加表面活性劑,在灌溉水中添加表面活性劑,至多可達4ppm,與對照相比,空氣和氧氣注入灌溉均導致氣體空隙率和溶解氧濃度增加。在非壓力補償?shù)喂鄮?00m處,空氣注入(165%)和氧氣注入(438%)處理中,4ppm表面活性劑記錄的氧飽和度達峰值。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,適當添加表面活性劑可能有助于提高溶氧水平的均勻性。
在食品發(fā)酵工業(yè)中,溶氧電極的應用對于控制發(fā)酵過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量至關重要。不同的發(fā)酵階段需要不同的溶氧水平,通過溶氧電極監(jiān)測可以及時調(diào)整通風和攪拌等操作,確保微生物在適宜的溶氧條件下進行發(fā)酵。例如,在發(fā)酵過程中,氧的傳質(zhì)速率主要受發(fā)酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發(fā)酵的影響及控制,對提高生產(chǎn)效率和改善產(chǎn)品質(zhì)量都有重要意義。溶氧電極測值的溶氧水平還會影響微生物的生存策略。在低氧環(huán)境下,微生物可能會采取一些特殊的生存策略,如改變代謝途徑、產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)等,以適應低氧條件。而在高氧環(huán)境下,微生物可能會增強抗氧化能力,防止氧化損傷。通過研究溶氧水平對微生物生存策略的影響,可以更好地理解微生物在不同環(huán)境條件下的適應性和生存機制。溶氧電極在土壤呼吸研究中測量微環(huán)境氧含量,評估生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)。
加強人員培訓和管理也能夠提高溶氧電極在監(jiān)測過程中的穩(wěn)定性。1、操作人員培訓:對發(fā)酵罐廠的操作人員進行溶氧電極的安裝、維護、校準和操作培訓,提高操作人員的專業(yè)技能和水平。操作人員應熟悉溶氧電極的工作原理、性能特點和使用方法,掌握正確的安裝、維護和校準方法,以及在發(fā)酵過程中如何根據(jù)溶氧水平的變化調(diào)整發(fā)酵罐的操作條件。2、質(zhì)量管理體系:建立健全發(fā)酵罐廠的質(zhì)量管理體系,加強對溶氧電極的質(zhì)量控制和管理。對溶氧電極的采購、驗收、安裝、維護、校準和使用等環(huán)節(jié)進行嚴格的質(zhì)量控制,確保溶氧電極的性能和穩(wěn)定性符合發(fā)酵工藝的要求??傊?,提高溶氧電極在發(fā)酵罐廠應用中的穩(wěn)定性需要從選擇合適的電極類型、正確安裝和維護電極、優(yōu)化發(fā)酵罐的操作條件、采用先進的控制系統(tǒng)和加強人員培訓和管理等方面入手。通過綜合采取這些措施,可以提高溶氧電極的穩(wěn)定性,保證發(fā)酵過程的順利進行,提高發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。熒光法溶氧電極通過其獨特的測量原理和技術優(yōu)勢,實現(xiàn)了無需標定和校準的便利。南京溶解氧電極大概多少錢
原位拉曼光譜結(jié)合溶氧電極,同步監(jiān)測溶液成分與氧動態(tài)變化。高溫滅菌溶氧電極
溶解氧電極在生物發(fā)酵過程中的關鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過程中不可或缺的在線監(jiān)測工具,用于實時測量發(fā)酵液中的溶解氧濃度(DO)。在好氧發(fā)酵中,微生物的生長和代謝高度依賴氧氣供應,如氨基酸和酶制劑的工業(yè)生產(chǎn)均需精確控制溶解氧水平。溶解氧電極通過電化學或光學原理檢測氧分壓,并將信號轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù),幫助操作人員優(yōu)化通氣、攪拌速率或補料策略。例如,在青霉素發(fā)酵中,溶解氧不足會導致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累,而過高則可能引起氧化應激,影響產(chǎn)物合成。因此,溶解氧電極的精細監(jiān)測是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關鍵。
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