溶氧電極的工作原理:溶氧電極作為測定液體中溶解氧濃度的關(guān)鍵裝置,其工作原理基于氧分子在金屬表面的氧化還原反應(yīng)。當(dāng)下常見的覆膜氧電極,陰極多采用銀、鉑等貴金屬,陽極則是錫、鉛等活潑金屬,以醋酸緩沖液作為電解質(zhì)。測量時(shí),液體中的氧透過半透膜抵達(dá)陰極,促使兩極間產(chǎn)生電子流動(dòng),進(jìn)而形成電流。氧濃度與電流強(qiáng)度呈正相關(guān),如此一來,溶氧濃度便轉(zhuǎn)化為電訊號,經(jīng)放大處理后,可在顯示儀或記錄儀上直觀呈現(xiàn)。這種將化學(xué)過程轉(zhuǎn)化為電信號測量的方式,為準(zhǔn)確掌握液體溶氧情況提供了有效途徑。極譜法溶氧電極在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域中得到了普遍應(yīng)用,為水質(zhì)保護(hù)和水資源管理提供了重要的技術(shù)支持。浙江生物發(fā)酵用溶解氧電極
隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展,溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的自動(dòng)化控制應(yīng)用也越來越多。通過將溶氧電極與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵過程的自動(dòng)控制,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如,自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù),自動(dòng)調(diào)整通氣量、攪拌速度等參數(shù),實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵過程的精確控制。在現(xiàn)代發(fā)酵罐廠中,遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。通過將溶氧電極與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對發(fā)酵過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控,提高生產(chǎn)管理的效率和便利性。例如,管理人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù),了解發(fā)酵過程的運(yùn)行情況,并及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。溶氧電極訂購在生物燃料(如乙醇、丁醇)生產(chǎn)中,溶解氧電極優(yōu)化了微生物的糖代謝效率。
不同發(fā)酵罐規(guī)模下的應(yīng)用差異,在中試規(guī)模(20和250升)及生產(chǎn)規(guī)模(15000升)的novobiocin發(fā)酵中,對溶氧的測量發(fā)現(xiàn),在中試罐中,當(dāng)渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比(D/T)為0.40時(shí),整體混合不完全,而當(dāng)D/T=0.69時(shí),混合較為均勻。這表明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,攪拌器的設(shè)計(jì)會(huì)影響溶氧的分布和測量。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中,對三種不同尺寸的攪拌器(D/T分別為0.28、0.33和0.43)進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)整體混合是完全的,但呼吸速率仍然受到限制,主要是由于液體與細(xì)胞之間存在阻力。這說明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,溶氧電極的應(yīng)用需要考慮攪拌器的設(shè)計(jì)以及液體與細(xì)胞之間的阻力差異,以確保準(zhǔn)確監(jiān)測溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過程。
溶氧電極與工業(yè)發(fā)酵過程結(jié)合的益處:1、優(yōu)化發(fā)酵過程在工業(yè)發(fā)酵過程中,光學(xué)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(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)配套的軟件具有數(shù)字化管理功能。結(jié)合溶氧電極可以監(jiān)測發(fā)酵液中的氧含量,對菌體生長和產(chǎn)物形成進(jìn)行優(yōu)化。例如,在青霉素發(fā)酵過程中,培養(yǎng)液中的溶解氧濃度 CL 高于菌體的 C 長臨時(shí),菌體的呼吸不受影響,青霉菌的各種代謝活動(dòng)不受干擾;如果培養(yǎng)液中的 CL 低于菌體的 C 長臨時(shí),菌體的多種生化代謝就要受到影響,嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生不可逆的抑制菌體生長和產(chǎn)物合成異常現(xiàn)象。2、監(jiān)測發(fā)酵過程,微基智慧科技的 VD-2021i-A系列、VD-1021i-A系列 溶氧電極在青霉素 G 發(fā)酵過程中的應(yīng)用對青霉素發(fā)酵過程起著重要的指導(dǎo)意義。通過溶氧電極可以實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶解氧濃度,從而調(diào)整發(fā)酵條件,提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所述,溶氧電極與其他技術(shù)手段結(jié)合在微生物研究中具有重要作用,可以提高產(chǎn)電性能、研究微生物群落、優(yōu)化發(fā)酵過程和監(jiān)測發(fā)酵過程等。這些作用為微生物研究提供了更深入的認(rèn)識(shí)和更有效的方法。熒光法溶氧電極的測量結(jié)果之所以更加穩(wěn)定,且不易受到傳統(tǒng)測量中常見因素的干擾。
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(dòng)影響深遠(yuǎn),溶氧電極在土壤研究中也有用武之地。科研人員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(shù)據(jù)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(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的規(guī)律,為濕地保護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。微基智慧科技(江蘇)有限公司。溶解氧電極的測量范圍需匹配發(fā)酵工藝需求,如高耗氧或微需氧的不同場景。熒光法溶解氧電極多少錢
在實(shí)驗(yàn)室小試階段,溶解氧電極的數(shù)據(jù)可為放大生產(chǎn)提供關(guān)鍵的工藝轉(zhuǎn)移依據(jù)。浙江生物發(fā)酵用溶解氧電極
在使用溶氧電極的過程中,可能會(huì)出現(xiàn)各種故障,如電極響應(yīng)時(shí)間過長、測量結(jié)果不準(zhǔn)確等。對于這些故障,需要進(jìn)行及時(shí)的診斷和排除。故障診斷的方法包括檢查電極的連接是否良好、電極是否損壞、電極膜是否過期等。根據(jù)故障診斷的結(jié)果,可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除,如重新連接電極、更換電極、更換電極膜等。以某發(fā)酵罐廠為例,該廠在生產(chǎn)過程中使用了溶氧電極對發(fā)酵過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。通過對溶氧電極數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中的溶氧水平存在波動(dòng)。經(jīng)過進(jìn)一步的調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)是由于通氣量不穩(wěn)定導(dǎo)致的。該廠采取了相應(yīng)的措施,如調(diào)整通氣量控制系統(tǒng)、增加備用通氣設(shè)備等,有效地解決了溶氧水平波動(dòng)的問題,提高了發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。浙江生物發(fā)酵用溶解氧電極