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Shanghai Botuo Instrument Co., Ltd
Principio de funcionamiento y aplicación del electrodo de oxígeno disuelto fermentado
Fecha:2025-06-23Leer:4
El electrodo de oxígeno disuelto fermentado es el equipo central de monitoreo del proceso de fermentación, y su principio de funcionamiento se divide principalmente en dos categorías: Polarografía y óptica, con escenarios de aplicación específicos en la industria de fermentación:
I. principios de funcionamiento
1. electrodos polarográficos de oxígeno disuelto
reacción de reducción de oxígeno: después de aplicar un voltaje de polarización de 0,6 - 0,8v en la superficie del electrodo, el oxígeno disuelto pasa por la película de politetrafluoroen y se produce una reacción de reducción en el cátodo de metales preciosos (como el platino) (o‐ + 2H dióxido de carbono + 4e⁻ → 4oh⁻ mientras que la reacción de oxidación (4ag + 4cl⁻ → 4agc1 + 4e) se produce en el ánodo (como la plata / cloruro de plata), formando un circuito actual.
la corriente está relacionada con la concentración de oxígeno de acuerdo con la Ley de faraday, la intensidad de la corriente de difusión es proporcional a la presión parcial de oxígeno disuelto, y la concentración de oxígeno se convierte detectando la intensidad de la corriente.
compensación de temperatura: el Termistor incorporado corrige en tiempo real el impacto de la temperatura en la tasa de difusión de oxígeno y la disolución (el error puede superar el 1% / ℃).
2. electrodos ópticos de oxígeno disuelto
principio de extinción por fluorescencia? La luz azul estimula el material fluorescente en el sensor para emitir luz roja, y la colisión entre el oxígeno disuelto y la molécula fluorescente provoca una atenuación de la intensidad de la luz roja (efecto de extinción), y la concentración de oxígeno se calcula detectando el grado de atenuación de la luz roja.
sin necesidad de polarización y electrolito sin reacción electroquímica, se evita el tiempo de polarización del electrodo y las necesidades de mantenimiento del electrolito.
II. características de la aplicación
1. monitoreo del proceso de fermentación
Rastrear la dinámica del oxígeno disuelto en tiempo real en línea, por ejemplo, el valor do de E. coli durante el período de crecimiento logarítmico disminuyó significativamente y se recuperó con el envejecimiento de las bacterias en el período posterior; Pichia pastoris necesita mantener más del 20% do para garantizar la eficiencia metabólica.
La operación de agitación mejora la precisión de la respuesta del electrodo aumentando la difusión de oxígeno.
2. mantenimiento y fiabilidad
La Polarografía debe reemplazar regularmente la película permeable al oxígeno y el electrolito, y la contaminación o rotura de la película conducirá a la deriva de los datos; El tipo óptico solo necesita limpiar el sombrero fluorescente, y el costo de mantenimiento es bajo.
El tipo óptico tiene una fuerte antiinterferencia (resistencia a las fluctuaciones de H s y ph), y el tipo polarográfico no es lo suficientemente estable en la medición de trazas de oxígeno.
3. adaptabilidad de la escena
La madurez polarográfica se aplica a fermentadores industriales (como el electrodo mettler toledo), con una resistencia a altas temperaturas de 130 grados celsius.
El tipo óptico es adecuado para el monitoreo continuo a largo plazo y el entorno complejo de calidad del agua (como el caldo de fermentación que contiene sulfuros).