溶氧電極的工作原理基于復雜而精妙的電化學過程。常見的極譜型溶氧電極,在工作時,需向其施加 0.6 - 0.8V 的極化電壓。此時,陰極一般采用如白金等純度極高(99.999% 以上)的材料,會釋放電子;陽極通常為銀等金屬,負責接受電子。當溶液中的氧氣透過覆蓋在電極頭部的透氣膜,進入電解液后,便與陰極和陽極構成完整回路,進而產生電流。根據法拉第定律,此電流與氧分壓呈正比關系,即 I = k?PO? 。憑借這一特性,溶氧電極能夠將溶液中溶解氧的濃度轉化為可測量的電信號 ,為后續(xù)的分析和監(jiān)測提供基礎。通過溶解氧電極的實時監(jiān)測,可快速識別發(fā)酵異常(如污染或代謝停滯)。生物合成學用溶氧電極價錢
土壤中的溶解氧對植物根系的呼吸作用和土壤微生物的活動影響深遠,溶氧電極在土壤研究中也有用武之地??蒲腥藛T將特制的溶氧電極插入土壤不同深度,能夠測量土壤中溶解氧的垂直分布情況。這些數據有助于了解土壤的通氣性,判斷土壤是否處于健康狀態(tài)。微基智慧科技(江蘇)有限公司 例如,在濕地土壤研究中,通過監(jiān)測溶解氧,可分析濕地生態(tài)系統(tǒng)中物質循環(huán)和能量流動的規(guī)律,為濕地保護和修復提供科學依據。微基智慧科技(江蘇)有限公司。江蘇極譜法溶解氧電極哪家好溶氧電極插入溶液時需確保膜面完全浸沒,避免空氣殘留。
溶氧電極在發(fā)酵罐廠的應用中,穩(wěn)定性至關重要。提高溶氧電極的穩(wěn)定性可以從多個方面入手。一、選擇合適的溶氧電極類型,目前市場上主要有傳統(tǒng)極譜氧電極和光學溶氧電極兩種類型。光學溶氧電極相對于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高,漂移小,響應快等優(yōu)點。在發(fā)酵過程中,光學溶氧電極具有代替?zhèn)鹘y(tǒng)極譜氧電極的巨大潛力。因此,在發(fā)酵罐廠應用中,可以優(yōu)先選擇光學溶氧電極,以提高穩(wěn)定性。二、正確安裝和維護,1、溶氧電極安裝位置的選擇,溶氧電極應安裝在發(fā)酵罐內能夠準確反映發(fā)酵液中溶氧水平的位置。一般來說,應避免安裝在攪拌器附近、進氣口或出氣口等容易產生湍流或氣泡的地方,以免影響測量的準確性。安裝時應確保電極與發(fā)酵液充分接觸,同時要注意電極的密封性,防止發(fā)酵液泄漏或外部氣體進入影響測量結果。2、定期維護和校準,定期對溶氧電極進行維護和校準是保證其穩(wěn)定性的重要措施。維護包括清洗電極表面、檢查電極的密封性和電纜連接等。校準可以采用兩點校準法或三點校準法,根據發(fā)酵液的實際情況選擇合適的校準液進行校準。校準的頻率應根據發(fā)酵罐的使用情況和電極的性能來確定,一般建議每周或每月進行一次校準。
溶氧電極——溶氧對生物發(fā)酵產類胡蘿卜素影響案列:1、典型案例?紅酵母(Rhodotorulaglutinis)DO維持在30%時,β-胡蘿卜素產量較10%DO提高2-3倍。(1)三孢布拉霉(Blakesleatrispora)兩階段控制:0-24hDO=50%24-120hDO=20%β-胡蘿卜素產量達1.5g/L。(2)雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)低氧DO<10%誘導蝦青素積累,但需結合高光強脅迫。二、挑戰(zhàn)與未來方向:(1)動態(tài)監(jiān)測:在線DO傳感器與代謝通量分析結合,實現實時調控。(2)合成生物學:構建氧不敏感菌株或人工?氧響應途徑。(3)節(jié)能優(yōu)化:開發(fā)低能耗曝氣系統(tǒng)(如微氣泡曝氣)通過調控溶解氧,可提高類胡蘿卜素的發(fā)酵產量和經濟性,但需結合菌種特性、工藝參數及成本進行綜合優(yōu)化。智能溶氧電極內置 MCU,支持自動校準、數據存儲和故障診斷。
溶氧電極在實際應用中,需根據不同的場景和需求選擇合適的類型和規(guī)格。在實驗室研究中,可能更注重電極的測量精度和靈敏度,可選擇高精度的極譜型溶氧電極,并搭配專業(yè)的數據采集和分析設備。在大規(guī)模的工業(yè)生產中,除了考慮精度,還需關注電極的穩(wěn)定性、耐用性以及維護的便捷性,以滿足長時間連續(xù)運行的需求。在野外環(huán)境監(jiān)測中,則要選擇適應惡劣環(huán)境條件,如抗腐蝕、耐高低溫的溶氧電極,并配備可靠的電源和數據傳輸裝置 。微基智慧科技(江蘇)有限公司溶氧電極的透氣膜(聚丙烯 / 硅橡膠)隔絕溶液,允許氧氣選擇性滲透至電極表面。不銹鋼溶解氧電極供應
溶氧電極的設計確實充分考慮了防腐蝕和耐磨損的需求,以適應污水處理這一復雜且惡劣的環(huán)境。生物合成學用溶氧電極價錢
溶解氧電極的工作原理及技術發(fā)展
溶解氧電極作為生物發(fā)酵過程中關鍵的在線監(jiān)測設備,其工作原理主要基于電化學檢測方法。
目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統(tǒng),包括工作電極(通常為金或鉑)、對電極和參比電極,在工作電極表面施加穩(wěn)定的極化電壓(通常為-0.6至-0.8V),溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發(fā)生還原反應,產生的電流信號與溶解氧濃度成正比。
近年來,溶解氧傳感技術取得了進展。傳統(tǒng)電化學電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學傳感器所補充。光學傳感器利用特定熒光物質在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度,具有無需極化、不受流速影響、維護簡單等優(yōu)勢。
在發(fā)酵應用中,溶解氧電極面臨的主要技術挑戰(zhàn)包括:高溫滅菌(121℃、30分鐘)條件下的穩(wěn)定性、長期運行的漂移控制、抗培養(yǎng)基污染能力等?,F代電極采用特殊的膜材料(如PTFE復合膜)和固態(tài)電解質技術,使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產企業(yè)的對比數據顯示,采用新型電極后,校準周期從3天延長至2周,年維護成本降低40%。 生物合成學用溶氧電極價錢