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%。 溶氧电极向微型化、低功耗、高集成度方向发展，适配物联网传感器节点。湖北溶解氧电极采购

溶氧电极在实际应用中，需根据不同的场景和需求选择合适的类型和规格。在实验室研究中，可能更注重电极的测量精度和灵敏度，可选择高精度的极谱型溶氧电极，并搭配专业的数据采集和分析设备。在大规模的工业生产中，除了考虑精度，还需关注电极的稳定性、耐用性以及维护的便捷性，以满足长时间连续运行的需求。在野外环境监测中，则要选择适应恶劣环境条件，如抗腐蚀、耐高低温的溶氧电极，并配备可靠的电源和数据传输装置 。微基智慧科技(江苏)有限公司耐用溶解氧电极报价电极极化不足时，溶氧电极响应变慢，需提前接通电源预热。

溶氧电极在生物修复受污染水体的过程中发挥着关键作用。在利用微生物修复受污染水体时，微生物的生长和代谢需要消耗氧气，而水体中的溶解氧浓度直接影响微生物的活性和修复效果。溶氧电极可实时监测修复区域水体中的溶解氧含量，根据监测数据调整曝气设备的运行参数，或添加适量的增氧剂，为微生物提供充足的氧气，促进污染物的分解和转化，加速水体的修复进程，改善水环境质量。溶氧电极的测量范围也是一个重要参数。不同类型的溶氧电极具有不同的测量范围，例如，一些用于实验室研究的高精度溶氧电极，其测量范围可能较窄，适用于对溶解氧浓度变化敏感且浓度范围较小的实验场景；而一些用于工业生产或环境监测的溶氧电极，测量范围则相对较宽，能够满足不同环境下溶解氧浓度变化较大的测量需求。在实际应用中，需根据具体测量要求选择合适测量范围的溶氧电极，以确保测量结果的准确性和有效性。

在发酵行业，溶氧电极用于监测发酵液中的溶氧值（DO）。发酵过程中，微生物的生长和代谢活动需要消耗氧气，不同阶段对溶氧浓度有不同要求。溶氧电极可实时反馈发酵液中的溶氧情况，发酵工程师根据这些数据，调整搅拌速度、通气量等参数，确保微生物在适宜的溶氧环境下进行发酵，提高发酵产物的产量和质量。例如在发酵中，精细控制溶氧浓度，可使的发酵单位大幅提高 。溶氧电极的使用寿命与维护保养息息相关。正确的使用和维护能够延长电极的使用寿命，降低使用成本。如按照规定的操作流程进行安装、校准和使用，避免电极受到碰撞、挤压等物理损伤。定期检查电极的膜是否有破损、污染，及时更换损坏或污染严重的膜。对于消耗性的阳极材料，在其损耗到一定程度时，及时进行更换。此外，将电极存放在适宜的环境中，如温度在 - 10…60 °C，干放储存并注意防潮，也有助于延长其使用寿命 。第三方检测机构提供溶氧电极计量校准服务，保障数据合规性。

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 CO? 的低透性对电极响应极为重要 。原位拉曼光谱结合溶氧电极，同步监测溶液成分与氧动态变化。江苏耐消杀溶解氧电极订购

溶氧电极市场需求随环保法规趋严和工业智能化升级持续增长。湖北溶解氧电极采购

在大规模生物发酵生产中，改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要，以下是优化搅拌转速和通气量这一方法的讲解说明。1、以双孢蘑菇为实验菌种，采用 5L 自控式发酵罐培养研究溶氧控制条件（搅拌转速和通气量）对双孢菇发酵过程的影响。结果表明，搅拌转速和通气量对双孢菇的菌体生长和胞外多糖分泌具有显明显影响。得出较佳的培养条件为：温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm，此条件下，培养 5d，菌体生物量多达 20.81g/L，胞外多糖产量多达 3.75g/L。2、在大规模生物发酵生产中，可以根据不同的发酵菌种和生产要求，优化搅拌转速和通气量，以提高溶氧水平的均匀性。湖北溶解氧电极采购