溶解氧电极的工作原理及技术发展
溶解氧电极作为生物发酵过程中关键的在线监测设备,其工作原理主要基于电化学检测方法。
目前市场上主流的溶解氧电极可分为极谱式和原电池式两种类型。极谱式电极采用三电极系统,包括工作电极(通常为金或铂)、对电极和参比电极,在工作电极表面施加稳定的极化电压(通常为-0.6至-0.8V),溶解氧透过选择性透气膜后在电极表面发生还原反应,产生的电流信号与溶解氧浓度成正比。
近年来,溶解氧传感技术取得了进展。传统电化学电极逐渐被基于荧光猝灭原理的光学传感器所补充。光学传感器利用特定荧光物质在氧分子作用下的荧光寿命变化来测定溶解氧浓度,具有无需极化、不受流速影响、维护简单等优势。
在发酵应用中,溶解氧电极面临的主要技术挑战包括:高温灭菌(121℃、30分钟)条件下的稳定性、长期运行的漂移控制、抗培养基污染能力等。现代电极采用特殊的膜材料(如PTFE复合膜)和固态电解质技术,使使用寿命延长至12-18个月。某大型氨基酸生产企业的对比数据显示,采用新型电极后,校准周期从3天延长至2周,年维护成本降低40%。 纳米膜技术提高溶氧电极的透气选择性,降低干扰气体影响。江苏极谱法溶解氧电极价格
溶氧电极在饮用水处理过程中也扮演着重要角色。在自来水厂,原水经过沉淀、过滤等预处理后,需要对水中的溶解氧进行调控。适量的溶解氧有助于后续消毒工艺的进行,提高消毒效果;同时,还能防止水中的一些还原性物质对管道造成腐蚀。溶氧电极可实时监测处理过程中各环节的溶解氧浓度,工作人员根据监测数据调整曝气、加药等操作,保证出厂水的溶解氧含量符合国家饮用水卫生标准,为居民提供安全、质量的饮用水。微基智慧科技(江苏)有限公司北京生物合成学用溶解氧电极高流速管道中安装溶氧电极需使用流通池,避免冲击损坏膜结构。
溶氧电极的校准频率因应用场景而异。在实验室研究中,由于对测量精度要求极高,每次实验前都可能需要对溶氧电极进行校准,以确保实验数据的准确性。微基智慧科技(江苏)有限公司而在一些工业生产场景中,如化工生产,如果生产过程相对稳定,且电极维护良好,校准频率可适当降低,例如每周或每月校准一次。但在实际操作中,还需根据电极的使用情况、测量数据的波动程度等因素灵活调整校准频率,以保证测量结果的可靠性。微基智慧科技(江苏)有限公司
溶氧电极在制药生产环节中扮演着关键角色。在众多药物的合成反应过程中,氧气浓度对反应进程和产品质量有着重要影响。溶氧电极能够实时监控反应体系中的氧气浓度,一旦浓度偏离预设范围,相关设备可及时调整,确保反应在比较好条件下进行。例如在某些=的发酵生产中,精确控制溶氧浓度有助于提高发酵效率,增加=的产量与质量。同时,溶氧电极还能保障生产过程的安全性,防止因氧气浓度异常引发的危险,如等潜在风险 。微基智慧科技(江苏)有限公司固态电解质界面膜研究解决溶氧电极电解液泄漏的行业痛点。
溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素调控,调控策略:1.物理调控法,(1)通气与搅拌:a.提高通气量(0.5-2.0vvm)和搅拌速率(200-800rpm)以增强氧传递速率(OTR)但需避免剪切力损伤细胞。b.分段控制:生长初期高DO(40-60%饱和度)促进生物量;产素期适当降低DO20-30%以诱导次级代谢。(2)压力调控:微正压(0.05-0.1MPa)可增加氧溶解度,但可能抑制某些菌株代谢。2.工艺优化,(1)补料策略:通过补加碳源(如葡萄糖)与DO耦合控制,避免Crabtree效应(过量糖抑制有氧代谢)。(2)发酵模式:采用两阶段发酵(先高DO促生长,后低氧促产物)或微氧发酵(如虾青素生产)。3.化学调控,氧载体添加:a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧传递效率,但需考虑生物相容性和成本。b.过氧化氢酶(CAT)抑制剂可适度增加胞内ROS,刺激类胡萝卜素合成。4.菌种改造,(1)强化氧响应转录因子(如SREBP、Hap1)或引入血红蛋白基因(如VitreoscillaHb)以提升低氧耐受性。(2)改造MVA途径或异源表达类胡萝卜素合成基因簇(如crt基因)。溶氧电极的计量校准需符合 JJG 291-2015《溶解氧测定仪检定规程》。江苏耐用溶解氧电极报价
溶氧电极的数字输出(RS485/MODBUS)便于集成至自动化控制系统。江苏极谱法溶解氧电极价格
溶氧电极的校准工作至关重要,直接关系到测量结果的准确性。以光学溶氧电极校准为例,首先需在仪表室给电极通电,稳定 10 分钟,使其达到工作状态。接着通过手操器或者电脑 ArcAir 软件平台连接电极(需配备无线发射头和无线 USB 转接头等设备)。然后用软件修改补偿压力值为 1013mbar,等待电极在空气中的测量值基本稳定。之后选择校准功能,对电极实施校准,校准值设为 100% Sat.。由于空气是稳定介质,正常情况下校准过程应顺利通过。若未通过,则需检查电极状态和报警信息,进行相应处理 ,确保电极测量精细。江苏极谱法溶解氧电极价格
溶氧电极在发酵罐厂的应用中,稳定性至关重要。提高溶氧电极的稳定性可以优化发酵罐的操作条件:1、控制搅拌转速和通气量,搅拌转速和通气量对发酵过程中的溶氧水平有重要影响。适当提高搅拌转速 可以增加发酵液与空气的接触面积,提高溶氧传递效率;增加通气量 可以提高发酵罐内的氧气含量,从而提高溶氧水平。例如,以双孢蘑菇为实验菌种的研究表明,较佳的培养条件为温度25℃、搅拌转速160r/min、通气量0.9vvm,此条件下,菌体生物量至多达20.81g/L,胞外多糖产量多达3.75g/L。2、控制发酵温度和pH值,发酵温度和pH值对发酵过程中的微生物生长和代谢有重要影响,同时也会影响溶氧电极的稳定性。一般来...