在使用溶氧电极的过程中,可能会出现各种故障,如电极响应时间过长、测量结果不准确等。对于这些故障,需要进行及时的诊断和排除。故障诊断的方法包括检查电极的连接是否良好、电极是否损坏、电极膜是否过期等。根据故障诊断的结果,可以采取相应的措施进行排除,如重新连接电极、更换电极、更换电极膜等。以某发酵罐厂为例,该厂在生产过程中使用了溶氧电极对发酵过程进行实时监测。通过对溶氧电极数据的分析,发现发酵过程中的溶氧水平存在波动。经过进一步的调查和分析,发现是由于通气量不稳定导致的。该厂采取了相应的措施,如调整通气量控制系统、增加备用通气设备等,有效地解决了溶氧水平波动的问题,提高了发酵产物的产量和质量。更换膜时需确保边缘密封良好,防止溶液渗入电极内部。北京溶解氧电极订购

溶氧电极的测量精度受多种因素影响。温度变化会对电极的测量结果产生干扰,因为温度会改变溶液中氧气的溶解度以及电极反应的速率。为此,许多溶氧电极配备了温度补偿功能,通过内置的温度传感器,实时监测溶液温度,并对测量结果进行校正。此外,电极表面的污染也会降低测量精度,如水中的杂质、微生物等附着在电极表面,会阻碍氧气的传递和电极反应的进行。定期对电极进行清洗和维护,能够有效减少此类影响,保证测量精度 。微基智慧科技(江苏)有限公司北京溶解氧电极订购溶解氧电极与代谢流分析结合,可深入理解氧气对细胞代谢网络的影响机制。

对于一些特殊的微生物生态系统,如活性污泥中的微生物群落,溶氧电极的测值可以帮助了解溶氧水平对微动物的影响。研究发现,不同溶氧浓度下,活性污泥中的微动物种类和数量会发生变化。例如,在较低溶氧环境下,鞭毛虫和变形虫的细胞密度会增加,而纤毛虫则在较宽的溶氧范围内出现。此外,微生物的表面积与体积比也与溶氧水平有关,具有较高表面积与体积比的微生物如鞭毛虫和变形虫在低氧环境下倾向于增加细胞密度。溶氧电极在研究微生物生长和代谢的过程中,还可以与其他技术手段相结合,提高研究的准确性和深度。例如,可以结合基因测序技术,研究不同溶氧水平下微生物群落的变化,确定关键菌种及其在微生物生长和代谢中的作用。同时,还可以结合代谢组学技术,分析微生物在不同溶氧条件下的代谢产物变化,深入了解溶氧水平对微生物代谢途径的影响。
采用先进的控制系统能够提高溶氧电极的稳定性,1、模糊自适应 PID 控制器,发酵罐系统中的溶氧具有非线性、时变的特点,传统的 PID 控制器通常不适用于这类系统。因此,可以采用一种新的模糊自适应 PID 控制器,在 Simulink 环境中构建 PID 控制系统,并使用 Matlab 中的模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器。这种模糊自适应 PID 控制器具有响应速度快、控制灵敏度高、适应性强等优点,可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。2、分阶段供氧控制策略,在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的分批发酵过程中,采用分阶段供氧控制策略可以提高生物絮凝剂的产量和稳定性。该策略是在发酵过程 0~16 h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h-1,16 h 后降低 kLa 为 40h-1 至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在 1 L・L-1・min-1。采用这种分阶段供氧控制策略,可以实现高细胞生长速率和高产物产率的统一,同时也可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。食品工业中,溶氧电极用于检测包装内残氧,确保产品保质期。

溶氧电极的结构组成决定了其性能与应用范围。它一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成。阴极作为反应的关键部位,对材料要求苛刻,像白金或银的纯度需达 99.999% 以上,且极谱型电极的阴极表面做得很小,直径通常在 1 - 50μm 范围,以形成微小的还原电流,这也意味着需要专门的电子放大装置辅极多做成圆筒状,表面积比阴极大数十倍,材料同样要求高纯度。电解质常见的有 KOH、KCl、醋酸铅等,用于维持电极内部的电荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯(F4)或其共聚体,需具备耐高温(>200℃)、透气性能好的特点,且膜的厚度有讲究,一般在 0.01 - 0.05mm,膜对氧的高透性和对 CO₂ 的低透性对电极响应极为重要 。溶氧电极的温度补偿功能校正温度对氧溶解度和膜渗透性的影响。四川光学法溶氧电极
绿色制造工艺应用于溶氧电极生产,降低电解液和膜材料的环境风险。北京溶解氧电极订购
溶氧电极(溶氧水平对生物发酵产酶效率影响):溶氧水平对生物发酵产酶效率的影响可能还与温度、pH 值等其他环境因素有关。这些因素之间可能存在相互作用,共同影响微生物的生长和酶的合成。例如,在一定的温度和 pH 值范围内,适宜的溶氧水平可能会提高产酶效率;而超出这个范围,溶氧水平的影响可能会减弱或发生变化。因此,在生物发酵过程中,需要综合考虑这些因素,以找到比较好的发酵条件。在实际生产中,可以通过实验设计和优化方法来确定比较好的溶氧水平。例如,可以采用响应面法、正交实验设计等方法,研究不同溶氧水平对产酶效率的影响,并确定比较好的溶氧水平范围。同时,还可以结合数学模型和计算机模拟等手段,对生物发酵过程进行优化,以提高产酶效率和生产效益。溶氧水平对生物发酵产酶效率的影响可能还与微生物的遗传特性有关。不同的微生物菌株可能具有不同的溶氧耐受性和产酶能力。通过基因工程等手段,可以对微生物进行改造,提高它们的溶氧耐受性和产酶效率。例如,可以将一些与氧气代谢相关的基因导入微生物中,增强它们对溶氧的利用能力。北京溶解氧电极订购