高温电极的描述

1.1　耐受温度

发酵过程灭菌温度一般达到 120℃，持续30min。这就需要pH电极可耐受发酵罐内原位高温高压蒸汽灭菌，耐受温度至少达到125℃。例如梅特勒-托利多Inpro3030/3000原位灭菌耐受温度可达130℃以上。满足灭菌耐受温度是pH电极正确选用的基本条件，选择不当不仅带来经济损失而且使实验无法进行。

1.2　压力

充液型电极在使用过程中一般都加有0.5MPa的压力（复合凝胶电极不考虑加压问题），与发酵罐内形成正压以利于测量和防止电极污染。考虑到空气管线及发酵罐使用压力，电极耐压应达到0.4MPa。

1.3　电极结构

pH测量需要一根测量电极和一根参比电极，但在多数情况下是做成复合电极，把测量电极和参比电极合二为一。产品为三合一电极，把温度探头和复合电极合在一起，这样就可以对pH 值进行自动温度补偿。除上述参数外，还要根据具体情况如pH值测量范围、测量精度、尺寸大小等参数合理选择。

2　使用与维护

2.1　使用前的准备工作

(1)使用前取下电极装有浸泡液的保护浸泡瓶或塑料套。将电极测量端浸在蒸馏水中清洗，然后取出用滤纸吸干残留蒸馏水。

(2)观察敏感球跑内部是否全部充满液体，如发现有气泡，则应将电极向下轻轻甩动（象甩体温计），以消除敏感球泡内的气泡，否则将影响测试精度。

(3)加液型 pH 复合电极应取下加液孔小塞子，当罐内溶液的高度低于外观的 3/4 时，应及时加入电解液（3M KCL）。

(4)将电极装入保护套内，如需加压用专业气筒打压至0.5MPa。

2.2校准传感器的校准

在发酵罐外进行，将pH电极浸没到含有一种或多种标准缓冲液的适当容器中进行校准。一般进行两点校准，零点选用6.86（或7.00）标准缓冲溶液，斜率要视发酵过程应用在酸性还是碱性环境，酸性选用4.00标准缓冲溶液，碱性选用9.18标准缓冲溶液。上述校准过程必须保证缓冲溶液温度为25℃。缓冲液温度改变，校准标准值要相应变化。

2.3　使用

在实际使用过程中，pH 电极可能会存在以下问题：灵敏度/斜率下降，响应迟缓，噪声干扰以及机械破坏。

(1)灵敏度/斜率：在pH和探头的电极电位之间存在一定的理论关系即能斯特方程。新的探头可接近其理论斜率（即25℃下每pH单位的电极电位为59mV），但随着电极的老化或污染，灵敏度会不断下降。大多数的pH计或放大器能控制并改变其将电压信号转变为pH读数的灵敏度（通常标记为斜率或灵敏度），可由mV或温度来定标（因为温度是理论上影响斜率的唯一因素）。下图表示了当灵敏度控制发生设置错误时的情况。将系统进行某种 pH校准后，再用一种或多种缓冲液进行检验。与预期结果不同的是，pH计的读数会系统性地偏离已知缓冲液的pH值，如图中虚线所示，如果所得到的线比较陡说明斜率设置过低；如果所得的线比较平缓，则说明斜率设置过高。如果斜率/灵敏度的控制必须设置在远低于理论值的pH值，才能使pH电极能够按照图中所示的实线来工作时，说明该系统的灵敏度较差，考虑更换电极。