溶氧電極在生物制氫領(lǐng)域也嶄露頭角。某些微生物在特定條件下能夠利用有機物進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)生氫氣,而發(fā)酵過程中的溶解氧濃度對微生物的產(chǎn)氫效率影響。溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵體系中的溶解氧水平,通過控制通氣量或添加抑制劑等方式,精細調(diào)節(jié)溶解氧濃度,為微生物創(chuàng)造適宜的產(chǎn)氫環(huán)境,提高生物制氫的效率,推動清潔能源的發(fā)展。隨著對室內(nèi)空氣質(zhì)量要求的提高,溶氧電極也逐漸應用于室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測。在一些大型寫字樓、商場等人流量密集的場所,空氣中的氧氣含量會因人員呼吸等因素而發(fā)生變化。溶氧電極可與空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)集成,實時監(jiān)測室內(nèi)空氣中的氧氣濃度。一旦濃度低于設(shè)定閾值,通風系統(tǒng)可自動啟動,引入新鮮空氣,保證室內(nèi)人員的舒適度和健康,提升室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量。極譜法溶氧電極在長期使用下的穩(wěn)定性相對較好,但不可避免地會受到一些因素的影響。河北耐消殺溶氧電極
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。當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,液體中的氧透過半透膜抵達陰極,促使兩極間產(chǎn)生電子流動,進而形成電流。氧濃度與電流強度呈正相關(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)。這種將化學過程轉(zhuǎn)化為電信號測量的方式,為準確掌握液體溶氧情況提供了有效途徑。熒光淬滅溶氧電極熒光法溶氧電極通過支持溫度補償功能,提高了溶解氧測量的精度和可靠性,為水質(zhì)監(jiān)測、水處理、水產(chǎn)養(yǎng)殖等。
溶氧電極在種子儲存研究中嶄露頭角。種子在儲存過程中,呼吸作用會消耗氧氣,過高的溶氧會加速種子老化,降低發(fā)芽率??蒲腥藛T將溶氧電極置于種子儲存容器內(nèi),實時監(jiān)測溶氧變化。通過調(diào)控儲存環(huán)境的氧氣含量,如采用低氧包裝或充入惰性氣體,抑制種子呼吸,延長種子壽命,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)儲備高質(zhì)量種子,保障糧食安全。在消防泡沫生產(chǎn)過程中,溶氧電極發(fā)揮著重要作用。消防泡沫的性能與生產(chǎn)過程中的溶氧濃度緊密相關(guān)。溶氧過高或過低,都會影響泡沫的穩(wěn)定性和滅火效果。生產(chǎn)時,溶氧電極實時監(jiān)測反應體系中的溶氧,一旦溶氧偏離設(shè)定范圍,系統(tǒng)自動調(diào)整通氣量或添加特定助劑,確保泡沫質(zhì)量穩(wěn)定,為消防領(lǐng)域提供可靠的滅火材料。
溶氧電極的信號傳輸方式也在不斷發(fā)展。早期的溶氧電極多采用有線傳輸方式,通過電纜將電極采集到的電信號傳輸至數(shù)據(jù)采集設(shè)備或控制系統(tǒng)。然而,這種方式在一些復雜環(huán)境或需要移動監(jiān)測的場景中存在諸多不便。如今,無線傳輸技術(shù)逐漸應用于溶氧電極,如藍牙、Wi-Fi 等。無線溶氧電極能夠?qū)y量數(shù)據(jù)實時傳輸至智能手機、平板電腦或云端服務器,用戶可隨時隨地獲取監(jiān)測數(shù)據(jù),實現(xiàn)遠程監(jiān)控和管理,極大地提高了監(jiān)測的靈活性和便捷性。微基生物通過溶解氧電極的預警功能,可避免發(fā)酵過程中因溶氧突降導致的菌體凋亡。
發(fā)酵系統(tǒng)中溶解氧電極的選型與安裝規(guī)范
選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素:發(fā)酵規(guī)模(實驗室、中試或生產(chǎn))、滅菌方式(在位滅菌或離位滅菌)、培養(yǎng)基特性(粘度、固體含量)等。對于大型發(fā)酵罐(>50m3),通常選用帶溫度補償?shù)墓I(yè)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(fā)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(qū)域和氣泡聚集區(qū)。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(chǎn)企業(yè),通過優(yōu)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(zhí)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(yè)標準。值得注意的是,高溫校準(與發(fā)酵溫度一致)可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)顯示,采用60℃校準后,測量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%。 熒光法溶氧電極的耐腐蝕性表現(xiàn)出色,這主要得益于其采用的高質(zhì)量材料和設(shè)計。熒光淬滅溶氧電極
溶解氧電極的膜材質(zhì)需定期更換,以避免因污染或老化導致測量數(shù)據(jù)失真。河北耐消殺溶氧電極
溶氧電極的結(jié)構(gòu)組成決定了其性能與應用范圍。它一般由陰極、陽極、電解質(zhì)和塑料薄膜構(gòu)成。陰極作為反應的關(guān)鍵部位,對材料要求苛刻,像白金或銀的純度需達 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,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極為重要 。河北耐消殺溶氧電極