Suche: CLARK

Eine elektrochemische Zelle, die aus zwei Elektroden und Elektrolyten be­steht und mit einer Sauerstoff-durchlässigen Membran bedeckt ist, erzeugt einen elektrischen Strom, dessen Größe proportional der Durchlässigkeit der Membran für Sauerstoff ist, d. h. proportional dem Sauerstoff-Partialdruck im Messmedium. Sauerstoff reagiert an der Kathode der Zelle, die im Allgemei­nen aus einem Edelmetall besteht (z. B. Gold) nach folgender Gleichung:

O₂ + 2 H₂O + 4 e- → 4 OH-

wobei e^- ein Elektron im Metall bedeutet. Der Fluss der Elektronen im Ablauf dieser Reaktion erzeugt den gemessenen Strom. Die Temperatur beeinflusst ebenfalls die Größe des Stroms, dies kann jedoch elektronisch kompensiert werden.

Das Messverfahren mit dem Digox-Analysator arbeitet nach dem potentiostatischen 3-Elektroden-Messsystem von Teske und Tödt ohne Membran.

Dabei besteht die Messkathode aus massivem Silber, die Anode aus Edelstahl als Gegenelektrode und die Bezugselektrode aus Silber/Silberchlorid.

Nach Anlegen einer definierten „Polarisationsspannung“ läuft an der Messkathode eine elektrochemische Reaktion ab. Die Sauerstoffmoleküle werden reduziert.

Messelektrode (Silber):

O₂ + 2 H₂O + 4 e- → 4 OH- (kathodischer Vorgang)

Gegenelektrode (VA):

4 OH- → O₂ + 2 H₂O + 4 e- (anodischer Vorgang)

Der bei dieser Reaktion fließende Strom ist direkt proportional zur Menge an gelöstem Sauerstoff, wenn die Polarisationsspannung möglichst exakt auf dem Niveau des Diffusionsgrenzstromes fixiert ist.

In diesem Fall stellt sich der Zusammenhang wie folgt dar:

I = K × C_O2, wobei K = n × F × A × 1/d

Die Dicke der ungerührten Grenzschicht wird von den hydrodynamischen Verhältnissen an der Messelektrode bestimmt, der Transport der Sauerstoffmoleküle durch die Grenzschicht von temperaturabhängigen Diffusionsvorgängen. Diese beiden klar definierten Einflussfaktoren werden exakt gemessen und kompensiert.

Um die Polarisationsspannung zwischen beiden Elektroden definiert justieren zu können, wird bei DIGOX-Messgeräten eine dritte Elektrode, die Vergleichselektrode eingesetzt. Diese Vergleichselektrode steht über ein Diaphragma mit der Oberfläche der Messelektroden in elektrolytischem Kontakt, ohne dass ein Stoffaustausch stattfinden kann.

Mittels Scanner wird ein hochauflösendes Bild einer Probe von Gerstensamen aufgenommen. Das Bild durchläuft dann Algorithmen, die einzelne Körner auf dem Bild erkennen und segmentieren. Anschließend wird jedes einzelne Korn von einem neuronalen Netzwerk (Convolutional Neural Network, CNN) analysiert, dessen Architektur speziell für die Analyse und Klassifizierung von landwirtschaftlichen Erzeugnissen ausgewählt und entwickelt wurde. Das CNN wurde mit verifizierten Informationen (auch Ground Truth genannt) trainiert, wobei es lernt, wie die einzelnen Gerstensorten unterschieden werden können. Die Basis hierfür bilden sortenreine Proben verschiedener Gersten, die zuvor mit dem Gerät digitalisiert wurden und entsprechend den Datensatz (Modelle der künstlichen Intelligenz) bilden. Um genaue Modelle zu erhalten, müssen die Algorithmen mit einer großen Variabilität trainiert werden, d. h. mit reinen Proben verschiedener Sorten aus unterschiedlichen Regionen, Erntejahren und Standorten. Der Zweck des Trainings besteht darin, dass die Algorithmen lernen, die Muster zu erkennen, die jede Sorte unterscheiden und zugleich Sinn ergeben. Einmal trainiert, sind die Algorithmen in der Lage, die Sortenreinheit einer unbekannten Probe von Gerstensaatgut genau vorherzusagen, sofern die Sorte in den Modellen der künstlichen Intelligenz enthalten ist.

Gussplattenverfahren und mikroskopieren.

Membranfilter mit Porenweiten von 0,65 µm halten Hefen aus der flüssigen Probe zurück, welche anschließend aerob auf Agarnährmedien bebrütet werden. Das Filtrat wird in einem Sammelbehälter aufgefangen und anschließend verworfen. Nach Inkubation erfolgt eine mikroskopische Auswertung.

Makroskopisches Auszählen der gebildeten Kolonien, mikroskopieren auf Bakterien, Hefen, Schimmelpilze