高溫發(fā)酵pH電極的基本工作原理是通過測(cè)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(cè)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(huì)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(cè)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(huì)發(fā)生大幅變化，極酸或極堿的環(huán)境會(huì)對(duì)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(duì)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(dòng)會(huì)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(duì)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(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)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(cè)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。
