在环境监测领域,溶氧电极发挥着无可替代的作用。以水质监测为例,水中溶解氧浓度是评估水体质量的指标之一。它不仅直接关系到水生生物的生存、生长与繁殖,还能直观反映水体的富营养化程度以及自净能力。在水库、湖泊、河流等自然水源地,通过布置溶氧电极,能够实时监测溶解氧的动态变化,一旦发现异常,可及时采取措施,如排查污染源等。在城市污水处理厂,溶氧电极可用于监测处理过程中溶解氧的含量,帮助优化处理工艺,确保污水达标排放 ,为环境保护筑牢防线。溶氧电极的温度补偿范围多为 0-50℃,适应多数环境监测场景。湖北不锈钢溶解氧电极

在微生物工程和生物技术领域,溶氧电极能够辅助工艺参数调整,在微生物燃料电池(MFC)中,溶解氧是一个重要因素。不同初始阴极电解液溶解氧微环境下,MFC 的性能表现不同。例如,在以氮废水为底物的两室 MFC 中,分别在缺氧(1.5mg/L)、正常值(3.4mg/L)和富氧(4.4mg/L)三种不同初始阴极电解液溶解氧条件下进行研究。结果表明,MFC 性能取决于阴极的初始溶解氧浓度,在缺氧条件下功率密度优良。此外,高通量测序用于探索每个阶段的阴极生物膜和微生物群落悬浮液,结果显示阴极电极的优势属从 Pirellula 变为 Thermomonas,直至变为 Azospira。缺氧条件下,异养反硝化细菌活性受到抑制,硝化细菌比例增加。在微生物燃料电池中,阴极界面的溶解氧浓度是影响其性能的关键因素。通过运行三种不同溶解氧条件下的 MFC(空气呼吸型、水浸没型和由光合微生物辅助型)发现,在所有情况下,生物阴极都改善了与非生物条件相比的氧还原反应,其中空气呼吸型 MFC 性能优良。光合培养物在阴极室中提供高溶解氧水平,高达 16mgO₂/L,维持了 P-MFC 生物阴极中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧属达到总 OTUs 的 > 50%。上海溶氧电极供应溶氧电极的电解液添加量需适中,过多可能导致膜膨胀变形。

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
双孢蘑菇、短小芽孢杆菌,在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。1、双孢蘑菇(Agaricus bisporus MJ-0811)在发酵过程中,搅拌转速和通气量对菌体生长和胞外多糖分泌具有较大影响。研究表明,较佳的培养条件为温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm。在此条件下,培养 5d,菌体生物量至高达 20.81g/L,胞外多糖产量峰值达 3.75g/L。2、短小芽孢杆菌在生产果胶裂解酶时,研究了初始 pH、碳源和氮源、通气、盐和磷酸盐对微生物生长、果胶裂解酶活性和释放总蛋白的影响。确定了比较好的果胶和硫酸铵浓度分别为 1%(w/v)和 0.05%(w/v),在 pH 为 8、温度为 30℃、转速为 150rpm 时,较大微生物比生长速率和果胶裂解酶活性分别为 0.0381(h⁻¹)、14.05U/mL。同时,还确定了生物反应器中的氧传递系数(kLa)和氧摄取速率。结果表明,增加空气进料速率会增加 kLa 值,短小芽孢杆菌主要产生碱性果胶裂解酶,且活性的较好 pH 和温度分别为 10 和 40℃。通过溶解氧电极反馈控制,可实现发酵过程的闭环自动化,减少人为操作误差。

发酵系统中溶解氧电极的选型与安装规范
选择合适的溶解氧电极需要考虑多个因素:发酵规模(实验室、中试或生产)、灭菌方式(在位灭菌或离位灭菌)、培养基特性(粘度、固体含量)等。对于大型发酵罐(>50m³),通常选用带温度补偿的工业级电极,如梅特勒-托利多InPro6860i系列,其防护等级可达IP68,耐受压力至6bar。
安装位置对测量准确性有重要影响。电极应安装在发酵罐的适当高度(通常位于液面下1/3至1/2处),避开搅拌桨直接作用区域和气泡聚集区。推荐安装角度为15-30度倾斜,这有利于气泡的及时排除。
在某疫苗生产企业,通过优化电极安装位置,使溶解氧测量波动幅度从±5%降低到±1.5%。校准程序必须严格执行。两点校准法(零点用无氧亚硫酸钠溶液,满度用空气饱和水)是行业标准。值得注意的是,高温校准(与发酵温度一致)可消除温度差异带来的误差。某氨基酸生产厂的数据显示,采用60℃校准后,测量系统误差从2.3%降至0.8%。 溶氧电极使用前需进行两点校准(空气校准和零点校准)以确保精度。江苏耐消杀溶氧电极厂家直销
溶氧电极分为极谱式(需外部电源极化)和原电池式(自发电效应)。湖北不锈钢溶解氧电极
溶氧电极(溶氧水平对生物发酵产酶效率影响):溶氧水平还可能影响发酵过程中的其他因素,进而间接影响产酶效率。例如,在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的过程中,分阶段供氧控制策略能够提高生物絮凝剂的产量,缩短发酵周期,实现高细胞生长速率和高产物产率的统一。这说明溶氧水平的合理控制可以优化发酵过程,提高细胞生长速率,从而为酶的合成提供更多的物质基础。细胞生长速率的提高意味着更多的细胞参与代谢活动,可能会增加酶的合成量。此外,溶氧水平还可能影响发酵液的 pH 值、营养物质的分布等因素,这些因素也可能对产酶效率产生影响。湖北不锈钢溶解氧电极
如何结合先进的控制技术实现对溶氧电极水平的精确控制以提高产酶效率?在线生长神经网络控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在线生长管道递归小波神经网络(OG-PRWNN)控制方法,以提高废水处理过程中溶解氧浓度的控制精度。该方法首先设计了在线生长机制,通过测量控制性能来调整控制器的模块数量,从而自动确定控制器的结构以满足不同的运行条件。其次,设计了结合自适应学习率的参数在线算法来训练OG-PRWNN,以满足控制要求。通过Lyapunov稳定性定理分析了OG-PRWNN控制器的稳定性,并通过废水处理过程的基准仿真模型验证了控制器的性能。这种先进的神经网络控制技术可以为产酶过程中溶氧水平的精...