高溫發(fā)酵pH電極的基本工作原理是通過測量溶液中的氫離子濃度來判斷溶液的酸堿度。標(biāo)準(zhǔn)的pH電極由玻璃膜、電極外殼、參比電極和參比溶液組成，其測量過程依賴于玻璃膜的選擇性透過性。當(dāng)電極浸入溶液中時(shí)，玻璃膜與溶液接觸，氫離子會通過玻璃膜進(jìn)行交換，從而在電極與溶液之間形成電位差。電位差與氫離子濃度之間的關(guān)系由Nernst方程描述，通過測量電位差，即可計(jì)算出pH值。
1.耐高溫材料的應(yīng)用
采用了高耐溫玻璃材料或耐高溫塑料（如聚四氟乙烯、陶瓷等）制成玻璃膜。與普通pH電極不同，玻璃膜能耐受高溫環(huán)境（通常在100°C至150°C之間）而不發(fā)生變形或失效。
2.加強(qiáng)的密封設(shè)計(jì)
密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有所改進(jìn)，采用特殊的密封材料，如硅橡膠或高溫密封膠，以確保電極內(nèi)部的參比溶液不受高溫影響，同時(shí)避免溶液泄漏。
3.改進(jìn)的參比電極
參比電極是pH電極性能的重要組成部分，通常使用銀/氯化銀電極。但在高溫環(huán)境下，銀/氯化銀電極容易受到溫度影響，導(dǎo)致失效。采用了耐高溫的參比電極材料，如陶瓷、金屬等，以保證在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。
4.抗腐蝕設(shè)計(jì)
發(fā)酵過程中，溶液的pH值可能會發(fā)生大幅變化，極酸或極堿的環(huán)境會對電極材料造成腐蝕。需具備良好的抗腐蝕性能，常采用不銹鋼、鈦合金等耐腐蝕材料來制作外殼和電極桿。
5.快速響應(yīng)和高穩(wěn)定性
還需要具備較快的響應(yīng)時(shí)間和較高的穩(wěn)定性，以應(yīng)對發(fā)酵過程中pH值的快速變化。高溫下電極響應(yīng)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其能夠迅速反應(yīng)溶液中的pH變化，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
高溫發(fā)酵pH電極的應(yīng)用領(lǐng)域：
1.生物發(fā)酵
在生物發(fā)酵過程中，微生物的代謝活動會導(dǎo)致pH值的變化，因此需要精確的pH值監(jiān)控來優(yōu)化發(fā)酵條件。能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，確保發(fā)酵過程中的pH值控制，提升產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。
2.釀酒與釀造
釀酒過程中的發(fā)酵通常在溫暖的環(huán)境下進(jìn)行，溫度較高，因此對pH電極的要求尤為嚴(yán)格。在此過程中能夠確保酒精發(fā)酵等化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性，幫助調(diào)控發(fā)酵速率及酒精濃度。
3.制藥行業(yè)
在藥品生產(chǎn)過程中，尤其是在細(xì)胞培養(yǎng)和發(fā)酵過程中，pH值的變化對細(xì)胞生長和藥品合成有重要影響。能夠在高溫高壓的培養(yǎng)環(huán)境中提供實(shí)時(shí)的pH數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)過程提供精確控制。
4.食品工業(yè)
在食品加工過程中，特別是發(fā)酵食品的生產(chǎn)過程中，pH值的控制同樣至關(guān)重要。例如，酸奶、醬油、發(fā)酵面包等產(chǎn)品的生產(chǎn)都需要精確控制pH值。可確保食品發(fā)酵過程中的pH穩(wěn)定，從而保證食品質(zhì)量。
5.廢水處理
在廢水處理過程中，尤其是生物廢水處理時(shí)，微生物的活性受到pH值的影響。可幫助監(jiān)測廢水處理過程中的pH變化，確保處理效果和系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
