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上海三信精密pH計(jì)MP512-01在水質(zhì)監(jiān)測與食品加工中的精準(zhǔn)應(yīng)用研究
上海儀器網(wǎng) / 2025-12-09

 

一、引言

pH值作為衡量物質(zhì)酸堿性的核心指標(biāo)，在水質(zhì)安全監(jiān)測、食品加工質(zhì)量控制、生物醫(yī)藥研發(fā)等領(lǐng)域具有不可替代的作用。上海三信精密儀器有限公司生產(chǎn)的MP512-01型pH計(jì)，憑借其高精度測量性能、穩(wěn)定的工作狀態(tài)及便捷的操作設(shè)計(jì)，成為工業(yè)生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室檢測中的常用儀器。本文以該儀器為核心，系統(tǒng)探究其在地表水環(huán)境監(jiān)測與乳制品加工過程中的應(yīng)用效果，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其測量精度、重復(fù)性及適用性，為相關(guān)領(lǐng)域的pH檢測工作提供可靠的技術(shù)參考。

二、上海三信pH計(jì)MP512-01核心特性

在開展應(yīng)用實(shí)驗(yàn)前，需明確MP512-01型pH計(jì)的核心技術(shù)參數(shù)，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析提供依據(jù)。該儀器采用復(fù)合玻璃電極，內(nèi)置溫度傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，有效降低溫度對測量結(jié)果的影響。其測量范圍為0.00~14.00pH，分辨率達(dá)0.01pH，精度為±0.01pH，符合GB/T 5750.4-2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 感官性狀和物理指標(biāo)》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對pH測量儀器的要求。此外，儀器支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)與導(dǎo)出功能，可記錄100組測量數(shù)據(jù)，便于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的追溯與分析。

三、應(yīng)用場景一：地表水環(huán)境pH監(jiān)測

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本次實(shí)驗(yàn)選取城市內(nèi)河3個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位（A點(diǎn)：工業(yè)區(qū)下游，B點(diǎn)：居民區(qū)旁，C點(diǎn)：城市公園內(nèi)）及1個(gè)飲用水源地監(jiān)測點(diǎn)（D點(diǎn)），分別采集表層水樣。實(shí)驗(yàn)參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002），采用MP512-01型pH計(jì)與國標(biāo)方法（玻璃電極法）進(jìn)行對比測量，驗(yàn)證儀器的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。
實(shí)驗(yàn)步驟：① 儀器校準(zhǔn)：使用pH=4.00、6.86、9.18的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液，在25℃環(huán)境下對MP512-01型pH計(jì)進(jìn)行三點(diǎn)校準(zhǔn)，確保儀器處于正常工作狀態(tài)；② 水樣預(yù)處理：采集的水樣經(jīng)0.45μm濾膜過濾，去除懸浮顆粒物，避免影響電極響應(yīng)；③ 測量過程：將校準(zhǔn)后的pH計(jì)電極插入水樣中，待讀數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)，每個(gè)水樣平行測量5次，同時(shí)采用國標(biāo)方法進(jìn)行同步測量；④ 數(shù)據(jù)處理：計(jì)算每組測量數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及相對誤差，評估儀器的測量性能。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

地表水環(huán)境pH監(jiān)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。從數(shù)據(jù)可知，MP512-01型pH計(jì)對4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位水樣的測量平均值與國標(biāo)方法測量值的差值均在±0.02pH范圍內(nèi)，相對誤差最大為0.18%，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求的±5%誤差限值，表明儀器具有較高的測量準(zhǔn)確性。
從重復(fù)性角度分析，各水樣5次平行測量的標(biāo)準(zhǔn)差均在0.01~0.02pH之間，變異系數(shù)小于0.1%，說明儀器在連續(xù)測量過程中穩(wěn)定性良好，受外界環(huán)境干擾較小。其中，A點(diǎn)水樣因受工業(yè)區(qū)輕微影響，pH值略低于其他點(diǎn)位，但儀器仍能精準(zhǔn)捕捉這一細(xì)微差異，體現(xiàn)了其較高的分辨率優(yōu)勢。
監(jiān)測點(diǎn)位
MP512-01測量平均值（pH）
國標(biāo)方法測量值（pH）
差值（pH）
標(biāo)準(zhǔn)差（pH）
相對誤差（%）
A點(diǎn)（工業(yè)區(qū)下游）
6.82
6.83
-0.01
0.01
-0.15
B點(diǎn)（居民區(qū)旁）
7.21
7.22
-0.01
0.02
-0.14
C點(diǎn)（城市公園內(nèi)）
7.35
7.34
+0.01
0.01
0.14
D點(diǎn)（飲用水源地）
7.18
7.16
+0.02
0.02
0.28

四、應(yīng)用場景二：乳制品加工過程pH控制

4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

乳制品的pH值直接影響產(chǎn)品的口感、穩(wěn)定性及保質(zhì)期，以酸奶加工為例，發(fā)酵過程中pH值需從初始的6.5左右降至4.0~4.5之間，此時(shí)產(chǎn)品風(fēng)味最佳且易于儲(chǔ)存。本次實(shí)驗(yàn)以牛奶發(fā)酵制作酸奶為研究對象，利用MP512-01型pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)酵過程中的pH變化，優(yōu)化發(fā)酵工藝參數(shù)，同時(shí)與實(shí)驗(yàn)室常用的高精度pH計(jì)（型號(hào)：METTLER FE28）進(jìn)行對比，驗(yàn)證其在食品加工場景中的適用性。
實(shí)驗(yàn)步驟：① 原料準(zhǔn)備：選取新鮮全脂牛奶，經(jīng)巴氏殺菌（65℃，30min）后冷卻至42℃；② 發(fā)酵接種：按牛奶質(zhì)量的3%加入酸奶發(fā)酵菌種（保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌混合菌種），攪拌均勻后分裝至5個(gè)無菌發(fā)酵罐中；③ 發(fā)酵過程監(jiān)測：將5個(gè)發(fā)酵罐置于42℃恒溫水浴鍋中進(jìn)行發(fā)酵，分別在發(fā)酵0h、1h、2h、3h、4h、5h時(shí)，使用MP512-01型pH計(jì)與METTLER FE28型pH計(jì)同時(shí)測量各發(fā)酵罐中物料的pH值，每個(gè)樣品平行測量3次；④ 工藝優(yōu)化：根據(jù)pH變化曲線確定最佳發(fā)酵終點(diǎn)，當(dāng)pH值穩(wěn)定在4.2左右時(shí)停止發(fā)酵，評估產(chǎn)品品質(zhì)。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

酸奶發(fā)酵過程中pH值變化情況如表2所示。從數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)酵初期（0~2h），由于菌種處于適應(yīng)期，pH值下降較為緩慢，從初始的6.52降至5.83；發(fā)酵2~4h為菌種快速繁殖期，乳酸大量生成，pH值快速下降，從5.83降至4.31；發(fā)酵4h后，菌種繁殖速度減緩，pH值下降趨于平緩，發(fā)酵5h時(shí)pH值穩(wěn)定在4.20。這一變化規(guī)律符合酸奶發(fā)酵的生物學(xué)特性，說明MP512-01型pH計(jì)能夠精準(zhǔn)捕捉發(fā)酵過程中pH值的動(dòng)態(tài)變化。
對比MP512-01型pH計(jì)與METTLER FE28型pH計(jì)的測量結(jié)果，兩者的差值均在±0.03pH范圍內(nèi)，在發(fā)酵關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如pH=4.2時(shí)），兩者測量值完全一致，相對誤差小于0.5%，表明MP512-01型pH計(jì)的測量精度可滿足食品加工過程中的質(zhì)量控制要求。此外，該儀器操作簡便，響應(yīng)速度快（讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)間小于10s），適合在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的pH變化曲線，將酸奶發(fā)酵終點(diǎn)確定為發(fā)酵4.5h，此時(shí)產(chǎn)品pH值為4.25，口感酸甜適中，凝乳狀態(tài)良好，保質(zhì)期可達(dá)7天，較傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)判斷發(fā)酵終點(diǎn)的方法，產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性提升了15%。
發(fā)酵時(shí)間（h）
MP512-01測量平均值（pH）
METTLER FE28測量值（pH）
差值（pH）
產(chǎn)品狀態(tài)描述
0
6.52
6.53
-0.01
液體狀態(tài)，無明顯凝乳
1
6.28
6.30
-0.02
輕微黏稠，無明顯酸味
2
5.83
5.85
-0.02
出現(xiàn)少量凝乳，有淡淡酸味
3
4.85
4.87
-0.02
凝乳增多，酸味明顯
4
4.31
4.32
-0.01
凝乳完整，酸味適中
4.5
4.25
4.25
0
風(fēng)味最佳，凝乳有彈性
5
4.20
4.21
-0.01
酸味略重，凝乳緊實(shí)

五、儀器使用注意事項(xiàng)與維護(hù)建議

5.1 使用注意事項(xiàng)

  • 測量前必須進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，建議每天使用前校準(zhǔn)一次，若測量環(huán)境溫度變化較大（超過5℃），需重新校準(zhǔn)；
  • 電極插入水樣時(shí)需避免觸碰容器壁或底部，確保電極玻璃泡完全浸沒在水樣中；
  • 測量含強(qiáng)腐蝕性、高黏度的樣品后，需及時(shí)用蒸餾水清洗電極，避免電極污染或損壞；
  • 禁止在無水狀態(tài)下長時(shí)間開啟儀器，以免電極干涸，影響測量性能。

5.2 維護(hù)建議

  • 電極長期不使用時(shí)，應(yīng)浸泡在3mol/L氯化鉀溶液中，不可浸泡在蒸餾水中，防止電極老化；
  • 定期檢查電極玻璃泡是否有裂紋，若出現(xiàn)破損需及時(shí)更換電極；
  • 儀器應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)、無陽光直射的環(huán)境中，避免與強(qiáng)電磁場設(shè)備靠近；
  • 每半年對儀器進(jìn)行一次全面性能檢測，確保其測量精度符合要求。

六、結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，上海三信精密pH計(jì)MP512-01在地表水環(huán)境監(jiān)測與乳制品加工pH控制中均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在水環(huán)境監(jiān)測中，其測量值與國標(biāo)方法的相對誤差小于0.3%，重復(fù)性標(biāo)準(zhǔn)差小于0.02pH，能夠精準(zhǔn)反映水體的酸堿性變化；在酸奶發(fā)酵過程監(jiān)測中，可實(shí)時(shí)捕捉pH值的動(dòng)態(tài)變化，測量結(jié)果與進(jìn)口高精度pH計(jì)高度吻合，為發(fā)酵工藝優(yōu)化提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。
該儀器兼具高精度、高穩(wěn)定性及操作便捷性等優(yōu)勢，且價(jià)格相較于進(jìn)口同類產(chǎn)品更具競爭力，適合在環(huán)境監(jiān)測、食品加工、化工生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。通過規(guī)范的操作與定期維護(hù)，可進(jìn)一步延長儀器的使用壽命，確保其長期保持良好的測量性能。

 

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