溶氧電極在海洋監(jiān)測(cè)中也發(fā)揮著作用。海洋中的溶解氧分布影響著海洋生物的分布與生存,對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。在海洋調(diào)查船、海洋浮標(biāo)等設(shè)備上安裝溶氧電極,能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)不同海域、不同深度的海水溶解氧濃度。這些數(shù)據(jù)對(duì)于研究海洋生態(tài)系統(tǒng)的變化、海洋生物的遷徙規(guī)律以及海洋環(huán)境對(duì)氣候變化的響應(yīng)等方面具有重要意義,為海洋生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù) 。溶氧電極的響應(yīng)速度是其重要性能指標(biāo)之一。快速響應(yīng)的溶氧電極能夠在溶液中溶解氧濃度發(fā)生變化時(shí),迅速產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)變化,使操作人員能夠及時(shí)獲取的溶氧信息。例如在一些對(duì)反應(yīng)過程控制要求極高的工業(yè)生產(chǎn)中,如精細(xì)化工合成,快速響應(yīng)的溶氧電極可幫助工作人員及時(shí)調(diào)整反應(yīng)條件,避免因溶氧濃度變化未及時(shí)察覺而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題。通常,通過優(yōu)化電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選擇合適的透氣膜材料以及改進(jìn)內(nèi)部電解液配方等方式,可提高溶氧電極的響應(yīng)速度 。納米膜技術(shù)提高溶氧電極的透氣選擇性,降低干擾氣體影響。南京溶氧電極批發(fā)
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(duì)溶氧的測(cè)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(cè)量。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中,對(duì)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(cè)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(cè)溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過程。污水處理用溶氧電極價(jià)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)。
文物保護(hù)領(lǐng)域同樣出現(xiàn)了溶氧電極的身影。在博物館的文物儲(chǔ)藏室,空氣溶氧濃度對(duì)紙質(zhì)、絲質(zhì)文物的保存影響***。溶氧過高,會(huì)加速文物的氧化褪色,縮短其壽命。溶氧電極與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連,持續(xù)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)藏室內(nèi)的溶氧情況。一旦溶氧超標(biāo),系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)氮?dú)庵脫Q裝置,降低室內(nèi)氧氣含量,延緩文物氧化進(jìn)程,為珍貴文物提供穩(wěn)定的保存環(huán)境,助力文化遺產(chǎn)的長(zhǎng)久傳承。在垃圾填埋場(chǎng),溶氧電極能為垃圾降解過程提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。垃圾填埋后,微生物分解有機(jī)物的過程與溶氧密切相關(guān)。填埋初期,好氧微生物在溶氧充足的條件下快速分解垃圾;隨著溶氧消耗,厭氧微生物逐漸發(fā)揮主導(dǎo)作用。通過在填埋場(chǎng)不同區(qū)域設(shè)置溶氧電極,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶氧分布,掌握垃圾降解階段。這有助于調(diào)整填埋場(chǎng)通風(fēng)系統(tǒng),優(yōu)化降解過程,減少甲烷等溫室氣體排放,同時(shí)加快垃圾穩(wěn)定化進(jìn)程,提升填埋場(chǎng)管理效率。
溶解氧電極在生物發(fā)酵過程中的關(guān)鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過程中不可或缺的在線監(jiān)測(cè)工具,用于實(shí)時(shí)測(cè)量發(fā)酵液中的溶解氧濃度(DO)。在好氧發(fā)酵中,微生物的生長(zhǎng)和代謝高度依賴氧氣供應(yīng),如氨基酸和酶制劑的工業(yè)生產(chǎn)均需精確控制溶解氧水平。溶解氧電極通過電化學(xué)或光學(xué)原理檢測(cè)氧分壓,并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù),幫助操作人員優(yōu)化通氣、攪拌速率或補(bǔ)料策略。例如,在青霉素發(fā)酵中,溶解氧不足會(huì)導(dǎo)致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累,而過高則可能引起氧化應(yīng)激,影響產(chǎn)物合成。因此,溶解氧電極的精細(xì)監(jiān)測(cè)是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關(guān)鍵。
測(cè)量粘稠樣品后,溶氧電極需及時(shí)清洗,防止污染物堵塞膜孔。
如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?脈沖電場(chǎng)技術(shù)劉振宇等人在2019年的研究中,采用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)脈沖電場(chǎng)工作參數(shù)(脈沖強(qiáng)度5-15kV/cm、脈沖持續(xù)時(shí)間10-100μs和脈沖數(shù)50-99)并對(duì)黑曲霉孢子懸液進(jìn)行處理和培養(yǎng)。結(jié)果表明脈沖強(qiáng)度很大程度影響菌絲干質(zhì)量和產(chǎn)糖化酶能力,當(dāng)脈沖強(qiáng)度為12.975kV/cm、脈沖寬度為54μs和脈沖數(shù)為66時(shí),黑曲霉的菌絲干質(zhì)量和糖化酶活性分別為28.05mg和18.01U/mL,比對(duì)照提高了68.27%和14.71%。雖然該研究主要針對(duì)黑曲霉生長(zhǎng)和糖化酶活性,但脈沖電場(chǎng)技術(shù)可能為其他產(chǎn)酶過程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如,可以通過脈沖電場(chǎng)刺激微生物的代謝活動(dòng),從而提高對(duì)溶氧的利用效率,進(jìn)而提高產(chǎn)酶效率。溶解氧電極在好氧發(fā)酵中尤為重要,因?yàn)樵S多微生物的代謝活性高度依賴氧氣供應(yīng)。湖北高精度溶氧電極
新型污染物(如微塑料)對(duì)溶氧電極膜材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性構(gòu)成潛在威脅。南京溶氧電極批發(fā)
在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,改善溶氧電極水平均勻性對(duì)于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下是使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器、添加表面活性劑 2種方法的講解說明。1、使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器,在灌溉水中注入微氣泡進(jìn)行滴灌和地下滴灌系統(tǒng)中,壓力補(bǔ)償式發(fā)射器記錄的溶解氧濃度明顯高于非壓力補(bǔ)償式發(fā)射器沿整個(gè)灌溉線的濃度。這表明在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器可以改善溶氧水平的均勻性。2、添加表面活性劑,在灌溉水中添加表面活性劑,至多可達(dá)4ppm,與對(duì)照相比,空氣和氧氣注入灌溉均導(dǎo)致氣體空隙率和溶解氧濃度增加。在非壓力補(bǔ)償?shù)喂鄮?00m處,空氣注入(165%)和氧氣注入(438%)處理中,4ppm表面活性劑記錄的氧飽和度達(dá)峰值。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,適當(dāng)添加表面活性劑可能有助于提高溶氧水平的均勻性。南京溶氧電極批發(fā)