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Shanghai Botuo Instrument Co., Ltd
Principe de fonctionnement et application des électrodes fermentées à oxygène dissous
Date :2025-06-23Lire :3
L'électrode de dissolution de l'oxygène de fermentation est l'équipement de surveillance de base du processus de fermentation, son principe de fonctionnement est principalement divisé en deux catégories de type polarographique et optique, dans l'industrie de la fermentation, chacun a un scénario d'application spécifique:
I. principe de fonctionnement
1, électrode polarographique à oxygène dissous
Réaction de réduction de l'oxygène: la surface de l'électrode applique une tension de polarisation de 0,6 à 0,8 V, après que l'oxygène dissous ait traversé un film mince de polytétrafluoroéthylène, une réaction de réduction (o₂ + 2h₂o + 4e⁻ → 4oh⁻) a lieu à la cathode de métal noble (par exemple, platine), tandis qu'une réaction d'oxydation (4AG + 4cl⁻ → 4agcl + 4e⁻) a lieu à l'anode (par exemple, argent / chlorure d'argent), formant une boucle de courant.
Le courant est lié à la concentration en oxygène: selon la loi de Faraday, l'intensité du courant de diffusion est proportionnelle à la pression partielle d'oxygène dissous, la concentration en oxygène étant convertie en détectant l'intensité du courant.
Compensation de température: la thermistance intégrée corrige en temps réel l'effet de la température sur la vitesse de diffusion et la solubilité de l'oxygène (l'erreur peut être supérieure à 1% / ℃).
2, électrode optique à oxygène dissous
Principe de l'extinction par fluorescence: la lumière bleue excite la substance fluorescente à l'intérieur du capteur pour émettre une lumière rouge, la collision de l'oxygène dissous avec des molécules fluorescentes entraîne une atténuation de l'intensité de la lumière rouge (effet d'extinction), la concentration en oxygène est calculée en détectant le degré d'atténuation de La lumière rouge.
Aucune polarisation avec électrolyte: aucune réaction électrochimique, évitant le temps de polarisation de l'électrode et les besoins de maintenance de l'électrolyte.
II. Caractéristiques de l'application
1, surveillance du processus de fermentation
Suivi en ligne et en temps réel de la dynamique de l'oxygène lytique, p. ex. diminution significative des valeurs de do au cours de la période de croissance logarithmique d'e. Coli et reprise ultérieure avec le vieillissement bactérien; Pichia est nécessaire pour maintenir > 20% do pour garantir l'efficacité métabolique.
L'opération d'agitation augmente la précision de la réponse de l'électrode en améliorant la diffusion de l'oxygène.
Maintenance et fiabilité
Polarographique nécessite un remplacement régulier de la membrane perméable à l'oxygène et de l'électrolyte, la contamination ou la rupture de la membrane entraînera une dérive des données; La formule optique ne nécessite que le nettoyage du capuchon Fluorescent et les coûts d'entretien sont faibles.
La forme optique est très résistante aux interférences (résistance à h₂s, fluctuations de pH) et la forme polarographique n'est pas suffisamment stable pour les mesures d'oxygène à l'état de traces.
3, adaptabilité de scène
La maturation polarographique est appliquée dans des fermenteurs industriels (comme les électrodes Mettler Toledo) résistant à des températures élevées allant jusqu'à 130°c.
La formule optique convient à la surveillance continue à long terme et aux environnements complexes de qualité de l'eau (tels que les ferments sulfurés).