溶氧電極的結(jié)構(gòu)組成決定了其性能與應(yīng)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(yīng)的關(guān)鍵部位,對材料要求苛刻,,像白金或銀的純度需達(dá) 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(diǎn),,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(yīng)極為重要 ,。碳中和目標(biāo)下,,溶氧電極在碳捕集與封存(CCUS)領(lǐng)域的應(yīng)用亟待拓展。高溫滅菌溶氧電極
在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域,,溶氧電極起著至關(guān)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(yīng)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(xué)和藻藍(lán)蛋白含量的影響,。結(jié)果表明,,光照強(qiáng)度和細(xì)胞干重濃度是溶解氧對生物過程動力學(xué)產(chǎn)生影響的重要相互關(guān)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(qiáng)度,,會產(chǎn)生明顯的生長抑制,并使螺旋藻的藻藍(lán)蛋白含量降低高達(dá) 35%,。江蘇生物合成學(xué)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(zhǔn)確判斷氧氣通入的時機(jī)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(guān)重要,,以下是使用壓力補(bǔ)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(bǔ)償式發(fā)射器,,在灌溉水中注入微氣泡進(jìn)行滴灌和地下滴灌系統(tǒng)中,壓力補(bǔ)償式發(fā)射器記錄的溶解氧濃度明顯高于非壓力補(bǔ)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(bǔ)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(dá)4ppm,,與對照相比,,空氣和氧氣注入灌溉均導(dǎo)致氣體空隙率和溶解氧濃度增加。在非壓力補(bǔ)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(dá)峰值。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,,適當(dāng)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(yīng)用對于控制發(fā)酵過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)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(fēng)和攪拌等操作,確保微生物在適宜的溶氧條件下進(jìn)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(yīng)低氧條件。而在高氧環(huán)境下,,微生物可能會增強(qiáng)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(yīng)性和生存機(jī)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(qiáng)人員培訓(xùn)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(xùn):對發(fā)酵罐廠的操作人員進(jìn)行溶氧電極的安裝、維護(hù),、校準(zhǔn)和操作培訓(xùn),,提高操作人員的專業(yè)技能和水平。操作人員應(yīng)熟悉溶氧電極的工作原理,、性能特點(diǎn)和使用方法,,掌握正確的安裝、維護(hù)和校準(zhǔn)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(qiáng)對溶氧電極的質(zhì)量控制和管理,。對溶氧電極的采購,、驗(yàn)收,、安裝、維護(hù),、校準(zhǔn)和使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)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(yīng)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(hù)電極,、優(yōu)化發(fā)酵罐的操作條件,、采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)和加強(qiáng)人員培訓(xùn)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(jìn)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(dú)特的測量原理和技術(shù)優(yōu)勢,,實(shí)現(xiàn)了無需標(biāo)定和校準(zhǔn)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(guān)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(shí)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(yīng),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(xué)或光學(xué)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(bǔ)料策略,。例如,,在青霉素發(fā)酵中,溶解氧不足會導(dǎo)致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累,,而過高則可能引起氧化應(yīng)激,,影響產(chǎn)物合成。因此,,溶解氧電極的精細(xì)監(jiān)測是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關(guān)鍵,。
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