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 ,為后續的分析和監測提供基礎。環境監測站部署溶氧電極,評估河流、湖泊等水體的自凈能力。江蘇不銹鋼溶解氧電極費用

在大規模生物發酵生產中,改善溶氧電極水平均勻性對于提高發酵效率和產品質量至關重要,以下是采用氣體擴散系統和生物降解活性劑這一方法的講解說明。在曝氣灌溉中,采用變壓分離制氧技術-氧氣擴散系統-空氣注射技術耦合系統,可以有效分析NaCl介質及生物降解活性劑對純氧曝氣灌溉水氧傳輸特性的影響。其中,生物降解活性劑BS1000的添加促進氧傳質過程的發生,提高了曝氣水中的溶氧飽和度。當BS1000質量濃度在2mg/L及以上時,NaCl介質對氧總傳質系數的增幅明顯,而NaCl介質對曝氣水中的溶氧飽和度起到抑制作用。各組合條件下,曝氣滴灌中流量均勻系數均在95%以上,溶氧均勻系數均在97%以上。添加活性劑BS1000可使氧總傳質系數平均提高18.85%以上。由此可見,通過合理使用生物降解活性劑和特定的氣體擴散系統,可以改善溶氧水平的均勻性,為大規模生物發酵生產提供了一種可行的技術手段。江蘇生物發酵用溶解氧電極供應長期使用后,溶氧電極需更換透氣膜和電解液,避免性能衰減。

發酵系統中溶解氧電極的選型與安裝規范
選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素:發酵規模(實驗室、中試或生產)、滅菌方式(在位滅菌或離位滅菌)、培養基特性(粘度、固體含量)等。對于大型發酵罐(>50m3),通常選用帶溫度補償的工業級電極,如梅特勒-托利多InPro6860i系列,其防護等級可達IP68,耐受壓力至6bar。
安裝位置對測量準確性有重要影響。電極應安裝在發酵罐的適當高度(通常位于液面下1/3至1/2處),避開攪拌槳直接作用區域和氣泡聚集區。推薦安裝角度為15-30度傾斜,這有利于氣泡的及時排除。
在某疫苗生產企業,通過優化電極安裝位置,使溶解氧測量波動幅度從±5%降低到±1.5%。校準程序必須嚴格執行。兩點校準法(零點用無氧亞硫酸鈉溶液,滿度用空氣飽和水)是行業標準。值得注意的是,高溫校準(與發酵溫度一致)可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產廠的數據顯示,采用60℃校準后,測量系統誤差從2.3%降至0.8%。
溶氧電極的準確性對于研究溶氧水平對微生物生長和代謝的影響至關重要。通過精確測量溶氧水平,可以更好地了解微生物在不同溶氧條件下的生長規律和代謝變化。例如,在研究微生物陰極催化氧還原反應時,準確的溶氧電極測值可以幫助確定要求的溶氧條件,提高微生物陰極的催化性能。同時,溶氧電極還可以實時監測發酵過程中的溶氧變化,為優化發酵工藝提供依據。在污水處理領域,溶氧電極也發揮著重要作用。不同類型的微生物對溶氧水平的要求各異,通過溶氧電極監測可以調整污水處理系統中的溶氧水平,以滿足不同微生物的生長需求。例如,在含有高銨鹽的廢水中,利用溶氧電極監測可以開發出具有電活性生物膜的氧生物陰極。當溶氧電極測值顯示適宜的溶氧水平時,這些生物陰極能夠同時進行硝化反應和催化分子氧的還原,從而實現廢水的高效處理。極端環境(如深海、極地)對溶氧電極的耐壓、耐低溫性能提出更高要求。

在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠輔助工藝參數調整,在微生物燃料電池(MFC)中,溶解氧是一個重要因素。不同初始陰極電解液溶解氧微環境下,MFC 的性能表現不同。例如,在以氮廢水為底物的兩室 MFC 中,分別在缺氧(1.5mg/L)、正常值(3.4mg/L)和富氧(4.4mg/L)三種不同初始陰極電解液溶解氧條件下進行研究。結果表明,MFC 性能取決于陰極的初始溶解氧濃度,在缺氧條件下功率密度優良。此外,高通量測序用于探索每個階段的陰極生物膜和微生物群落懸浮液,結果顯示陰極電極的優勢屬從 Pirellula 變為 Thermomonas,直至變為 Azospira。缺氧條件下,異養反硝化細菌活性受到抑制,硝化細菌比例增加。在微生物燃料電池中,陰極界面的溶解氧濃度是影響其性能的關鍵因素。通過運行三種不同溶解氧條件下的 MFC(空氣呼吸型、水浸沒型和由光合微生物輔助型)發現,在所有情況下,生物陰極都改善了與非生物條件相比的氧還原反應,其中空氣呼吸型 MFC 性能優良。光合培養物在陰極室中提供高溶解氧水平,高達 16mgO?/L,維持了 P-MFC 生物陰極中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧屬達到總 OTUs 的 > 50%。便攜式溶氧電極套裝配備校準液和維護工具,適合現場快速檢測。極譜法溶氧電極價錢
發酵用溶氧電極需耐受高溫滅菌(如 121℃濕熱滅菌),保持性能穩定。江蘇不銹鋼溶解氧電極費用
溶氧電極在發酵罐廠的應用中,穩定性至關重要。提高溶氧電極的穩定性可以優化發酵罐的操作條件:1、控制攪拌轉速和通氣量,攪拌轉速和通氣量對發酵過程中的溶氧水平有重要影響。適當提高攪拌轉速 可以增加發酵液與空氣的接觸面積,提高溶氧傳遞效率;增加通氣量 可以提高發酵罐內的氧氣含量,從而提高溶氧水平。例如,以雙孢蘑菇為實驗菌種的研究表明,較佳的培養條件為溫度25℃、攪拌轉速160r/min、通氣量0.9vvm,此條件下,菌體生物量至多達20.81g/L,胞外多糖產量多達3.75g/L。2、控制發酵溫度和pH值,發酵溫度和pH值對發酵過程中的微生物生長和代謝有重要影響,同時也會影響溶氧電極的穩定性。一般來說,發酵溫度和pH值應控制在適合發酵菌種生長和代謝的范圍內。過高或過低的發酵溫度和pH值會影響微生物的活性和代謝產物的生成,從而影響溶氧水平的變化。同時,也會對溶氧電極的性能產生一定的影響,降低其穩定性。因此,需要根據發酵菌種的特性和發酵工藝的要求,優化發酵溫度和pH值,以提高溶氧電極的穩定性。江蘇不銹鋼溶解氧電極費用