氧化鋯氧傳感器:發(fā)酵過(guò)程質(zhì)量控制與效率提升的專(zhuān)業(yè)解決方案‌

發(fā)布時(shí)間:2024-12-12 13:57    發(fā)布者:ofweekmall
在食品和飲料行業(yè)中,發(fā)酵作為生產(chǎn)各類(lèi)產(chǎn)品的核心工藝,其過(guò)程控制與質(zhì)量保障至關(guān)重要。發(fā)酵過(guò)程涉及將糖轉化為酸、氣體或酒精,這一過(guò)程不僅發(fā)生在酵母和細菌中,也在特定條件下如乳酸發(fā)酵的缺氧肌肉細胞中。為確保發(fā)酵過(guò)程的高質(zhì)量和高效率,對環(huán)境條件的精確控制是關(guān)鍵,其中氧氣水平的監測與調節尤為重要。本文將深入探討氧化鋯氧傳感器如何為解決發(fā)酵過(guò)程中的挑戰提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)支持。
一、發(fā)酵過(guò)程中的挑戰
發(fā)酵過(guò)程面臨多重挑戰,包括保持微生物健康、防范污染風(fēng)險、確保產(chǎn)品一致性和質(zhì)量控制、確定合適的發(fā)酵時(shí)間和條件、擴大生產(chǎn)規模、提高能源效率以及有效管理廢物。其中,微生物的生長(cháng)和活性直接受到氧氣水平的影響,而污染和產(chǎn)品質(zhì)量的不穩定也往往與氧氣控制不當有關(guān)。
二、氧化鋯氧傳感器的工作原理與優(yōu)勢
氧化鋯氧傳感器旨在準確測量各種環(huán)境中的氧氣水平,包括發(fā)酵罐。它們的高靈敏度和可靠性使其成為工業(yè)過(guò)程中質(zhì)量控制的重要工具。
氧化鋯氧傳感器,也稱(chēng)為二氧化鋯氧傳感器,基于二氧化鋯的電導率隨氧氣濃度變化的原理運行。這些傳感器由氧化鋯陶瓷單元和附加的加熱元件組成。氧化鋯陶瓷是一種僅在高溫下傳導氧離子的固體電解質(zhì)。
氧化鋯氧傳感器在工業(yè)應用中特別有價(jià)值的是其高水平的靈敏度和準確性。它們可以檢測氧氣濃度的微小變化,這在發(fā)酵等過(guò)程中至關(guān)重要,因為氧氣水平會(huì )顯著(zhù)影響微生物的生長(cháng)和最終產(chǎn)品質(zhì)量。
這些傳感器的耐用性和可靠性也是一大特點(diǎn)。它們可以在惡劣的環(huán)境中有效運行,這在工業(yè)環(huán)境中經(jīng)常發(fā)生。這種穩健性確保了長(cháng)時(shí)間內的一致性能,很大限度地減少了頻繁更換或重新校準的需要。
三、氧化鋯氧傳感器在發(fā)酵過(guò)程中的應用
  • 精確氧水平管理‌:發(fā)酵過(guò)程中,不同階段和產(chǎn)品對氧氣濃度的需求各異。氧化鋯氧傳感器能夠實(shí)時(shí)、準確地測量發(fā)酵罐內的氧氣水平,確保其在每個(gè)特定發(fā)酵過(guò)程的合適范圍內,從而避免不必要的好氧發(fā)酵,保證產(chǎn)品風(fēng)味和質(zhì)量。
  • 優(yōu)化微生物活性‌:微生物的生長(cháng)和活性直接受到氧氣水平的影響。氧化鋯氧傳感器通過(guò)精確控制氧氣水平,為微生物提供理想的生長(cháng)環(huán)境,確保發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行和最終產(chǎn)品的質(zhì)量一致性。
  • 提高生產(chǎn)效率和減少浪費‌:通過(guò)實(shí)時(shí)監測氧氣水平,生產(chǎn)商能夠及時(shí)調整發(fā)酵條件,避免環(huán)境失衡導致的批次損壞。這不僅能夠提高生產(chǎn)效率,還能減少浪費,提高整體生產(chǎn)經(jīng)濟性。
  • 數據驅動(dòng)決策‌:氧化鋯氧傳感器具有數據收集和分析能力,能夠為發(fā)酵過(guò)程提供有價(jià)值的見(jiàn)解。這些數據有助于生產(chǎn)商優(yōu)化配方和技術(shù),實(shí)現更好的質(zhì)量控制和過(guò)程改進(jìn)。
  • 應對擴大規模的挑戰‌:在將發(fā)酵過(guò)程從實(shí)驗室規;蛐∨繑U大到商業(yè)規模生產(chǎn)時(shí),氧化鋯氧傳感器能夠確保氧氣水平得到一致管理,降低產(chǎn)品質(zhì)量的不穩定性。

四、相關(guān)產(chǎn)品
以工采網(wǎng)提供的極限電流型氧化鋯氧氣傳感器SO-D0-250-A300C為例,該傳感器量程為0.1~25%,精度高,交叉靈敏度低,使用壽命長(cháng)。在發(fā)酵系統中,它能夠準確檢測溶氧的變化,為生產(chǎn)商提供實(shí)時(shí)數據支持,確保發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行。極限電流型氧化鋯氧氣傳感器-SO-E2-250,該傳感器測量范圍廣,10 ppm~96%氧氣高精度,極限電流型氧化鋯氧氣傳感器的工作原理十分精妙:在氧化鋯電解質(zhì)中,氧離子作為電流的載體。當電壓施加到氧化鋯電解槽時(shí),氧氣會(huì )被有效地抽到陽(yáng)極。而如果在電解槽的陰極上加裝一個(gè)帶有小孔的蓋子,氧氣流向陰極的速率就會(huì )受到限制。這種設計使得,隨著(zhù)施加電壓的逐漸增大,電解槽內的電流會(huì )逐漸達到一個(gè)飽和狀態(tài),即極限電流。這個(gè)極限電流的大小與周邊環(huán)境中的氧氣濃度成正比,從而為我們提供了一種精確測量氧氣濃度的方法。

此外,英國SST螺紋式高溫氧化鋯氧氣傳感器(O2傳感器)-O2S-FR-T2-18C也廣泛應用于發(fā)酵過(guò)程中。量程為0.1~100%VOL,該傳感器采用兩個(gè)氧化鋯盤(pán)設計,能夠測量氧分壓差比率,得到相應的傳感電壓。通過(guò)加熱元件產(chǎn)生的700°C溫度,確保氧氣泵的正常運行,為發(fā)酵過(guò)程提供穩定可靠的氧氣水平控制。
五、結論
綜上所述,氧化鋯氧傳感器在發(fā)酵過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。通過(guò)精確測量和實(shí)時(shí)控制氧氣水平,這些傳感器能夠優(yōu)化微生物活性、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量一致性、減少浪費并促進(jìn)數據驅動(dòng)的決策制定。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應用的不斷拓展,氧化鋯氧傳感器將在食品和飲料行業(yè)的發(fā)酵過(guò)程中發(fā)揮更加重要的作用。

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