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發(fā)酵液溶氧電極的結(jié)果及原理分析

來源:哈美頓(上海)實(shí)驗(yàn)器材有限公司   2021年04月16日 14:41  
發(fā)酵液溶氧值DO是我們*的發(fā)酵參數(shù),由溶氧電極反應(yīng)發(fā)酵液溶氧值,溶氧電極是由一透氣膜覆蓋的電流型電極,一般分為兩類:原電池型和極譜型,原電池型電極無需外加電壓,極譜(Polargrafic)型電極需要外加0.6-0.8V的極化電壓。
 
1.電極結(jié)構(gòu)
一般由陰極、陽極、電解質(zhì)和塑料薄膜構(gòu)成。
陰極:一般陰極材料的要求很高,如白金或銀度在99.999%以上,極譜型電極的陰極表面做得很小,一般其直徑在1-50μm的范圍,形成的還原電流在n*,因此,需要專門的電子放大裝置。
陽極:陽極的材料依然要求很高,如白金或銀度在99.999%以上,一般陽極作成圓筒狀,其表面積需陰極面積大數(shù)十倍。
電解質(zhì):基本有KOH、KCl、醋酸鉛等。
薄膜:薄膜一般采用聚四氟乙烯(F4)或聚四氟乙烯-聚六氟丙烯的共聚體,也曾用聚氯丙烯,聚乙烯,聚丙烯等。其主要性能符合DO電極的耐高溫(>200℃),透氣性能好的要求。其厚薄也很有講究,膜越薄,靈敏度越高,一般在0.01-0.05mm的范圍。膜性能對(duì)一個(gè)好的電極響應(yīng)非常重要。需要膜對(duì)氧具有高度的透性和對(duì)CO2低的透性。
 
2.溶氧電極原理
溶氧電極測量的物理量是氧分壓而不是氧濃度。薄膜一般不能透過水和可溶性物質(zhì),只能透過氧氣。當(dāng)給溶氧電極加上0.6-0.8V的電壓時(shí),陰極(金電極)釋放電子,陽極(銀電極)接受電子。當(dāng)氧氣透過薄膜進(jìn)入電解液,與陰極和陽極構(gòu)成回路,便產(chǎn)生了電流。根據(jù)法拉第定律,流過溶氧電極的電流與氧分壓呈正比及I=k·PO2,當(dāng)氧分壓越大,電流及越大,電流和氧分壓呈線性關(guān)系。
 
3.溶氧電極的維護(hù)
(1)1~2 周應(yīng)清洗一次溶氧儀電極,如果膜片上有污染物,會(huì)引起測量誤差。清洗時(shí)應(yīng)小心,注意不要損壞膜片。將溶氧儀電極放入清水中涮洗,如污物不能洗去,用軟布或棉布小心擦洗。
(2)2~3 月應(yīng)重新校驗(yàn)一次溶氧儀電極的零點(diǎn)和量程。
(3)溶氧儀電極的再生大約1 年左右進(jìn)行一次。當(dāng)測量范圍調(diào)整不過來,就需要對(duì)溶解氧電極再生。電極再生包括更換內(nèi)部電解液、更換膜片、清洗銀電極。如果觀察銀電極有氧化現(xiàn)象,可用細(xì)砂紙拋光。
(4)在使用中如發(fā)現(xiàn)溶氧儀電極泄露,就必須更換電解液。

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