江蘇生物發(fā)酵用溶氧電極廠家

在微生物燃料電池技術中，溶氧電極的作用不僅在于監(jiān)測溶氧水平，還可以為研究微生物代謝功能提供重要信息。例如，通過溶氧電極測值可以了解陰極氧還原反應的速率和效率，從而研究微生物在不同溶氧條件下的代謝功能。同時，結(jié)合物理化學表征手段，可以進一步研究生物質(zhì)炭等陰極催化劑在不同溶氧水平下的性能，為提高微生物燃料電池的產(chǎn)電能力提供依據(jù)。溶氧電極測值的溶氧水平對微生物的生長速度也有明顯影響。在適宜的溶氧條件下，微生物的生長速度會加快，而在低氧或高氧環(huán)境下，生長速度可能會受到抑制。例如，在研究草魚幼魚的快速啟動能力時，發(fā)現(xiàn)非低氧馴化的實驗魚隨著測定環(huán)境溶氧水平的下降，其反應率降低，速度、加速度和反應時滯均發(fā)生變化。這表明溶氧水平不僅影響魚類的生長和代謝，也對其生存能力產(chǎn)生重要影響。溶解氧電極的耐滅菌性能至關重要，需能承受高溫高壓或化學消毒劑的反復處理。江蘇生物發(fā)酵用溶氧電極廠家

在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，改善溶氧電極水平均勻性對于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關重要，以下是采用氣體擴散系統(tǒng)和生物降解活性劑這一方法的講解說明。在曝氣灌溉中，采用變壓分離制氧技術-氧氣擴散系統(tǒng)-空氣注射技術耦合系統(tǒng)，可以有效分析NaCl介質(zhì)及生物降解活性劑對純氧曝氣灌溉水氧傳輸特性的影響。其中，生物降解活性劑BS1000的添加促進氧傳質(zhì)過程的發(fā)生，提高了曝氣水中的溶氧飽和度。當BS1000質(zhì)量濃度在2mg/L及以上時，NaCl介質(zhì)對氧總傳質(zhì)系數(shù)的增幅明顯，而NaCl介質(zhì)對曝氣水中的溶氧飽和度起到抑制作用。各組合條件下，曝氣滴灌中流量均勻系數(shù)均在95%以上，溶氧均勻系數(shù)均在97%以上。添加活性劑BS1000可使氧總傳質(zhì)系數(shù)平均提高18.85%以上。由此可見，通過合理使用生物降解活性劑和特定的氣體擴散系統(tǒng)，可以改善溶氧水平的均勻性，為大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)提供了一種可行的技術手段。南京高精度溶氧電極溶氧電極的電解液干涸會增加內(nèi)阻，影響信號穩(wěn)定性。

溶解氧參數(shù)在發(fā)酵過程控制中的關鍵作用

在好氧發(fā)酵過程中，溶解氧濃度是反映微生物代謝活性的重要指標。溶解氧水平直接影響細胞的生長速率和產(chǎn)物合成效率。以典型的青霉素發(fā)酵為例，當溶解氧濃度低于5%飽和度時，菌體代謝會從有氧呼吸轉(zhuǎn)向無氧發(fā)酵，導致乳酸積累和菌絲形態(tài)改變，終使產(chǎn)量下降30-50%。

研究表明，不同發(fā)酵階段對溶解氧的需求存在差異。在菌體生長對數(shù)期，維持30-50%的溶解氧飽和度有利于生物量快速積累；而在次級代謝產(chǎn)物合成期，適當降低溶解氧至10-20%可能促進目標產(chǎn)物的合成。某制藥企業(yè)通過實施階段式溶解氧控制策略，使紅霉素發(fā)酵效價提高15%，同時降低能耗18%。

溶解氧監(jiān)測還能反映發(fā)酵過程的異常情況。溶解氧突然升高可能指示染菌或菌體自溶，而持續(xù)下降則可能反映通氣系統(tǒng)故障或菌體過度生長。在工業(yè)化生產(chǎn)中，將溶解氧與OUR（氧攝取率）、CER（二氧化碳釋放率）等參數(shù)結(jié)合分析，可以實現(xiàn)更精細的過程監(jiān)控和故障診斷。

溶氧電極在發(fā)酵罐廠的應用中，穩(wěn)定性至關重要。提高溶氧電極的穩(wěn)定性可以從多個方面入手。一、選擇合適的溶氧電極類型，目前市場上主要有傳統(tǒng)極譜氧電極和光學溶氧電極兩種類型。光學溶氧電極相對于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高，漂移小，響應快等優(yōu)點。在發(fā)酵過程中，光學溶氧電極具有代替?zhèn)鹘y(tǒng)極譜氧電極的巨大潛力。因此，在發(fā)酵罐廠應用中，可以優(yōu)先選擇光學溶氧電極，以提高穩(wěn)定性。二、正確安裝和維護，1、溶氧電極安裝位置的選擇，溶氧電極應安裝在發(fā)酵罐內(nèi)能夠準確反映發(fā)酵液中溶氧水平的位置。一般來說，應避免安裝在攪拌器附近、進氣口或出氣口等容易產(chǎn)生湍流或氣泡的地方，以免影響測量的準確性。安裝時應確保電極與發(fā)酵液充分接觸，同時要注意電極的密封性，防止發(fā)酵液泄漏或外部氣體進入影響測量結(jié)果。2、定期維護和校準，定期對溶氧電極進行維護和校準是保證其穩(wěn)定性的重要措施。維護包括清洗電極表面、檢查電極的密封性和電纜連接等。校準可以采用兩點校準法或三點校準法，根據(jù)發(fā)酵液的實際情況選擇合適的校準液進行校準。校準的頻率應根據(jù)發(fā)酵罐的使用情況和電極的性能來確定，一般建議每周或每月進行一次校準。溶氧電極的透氣膜（聚丙烯 / 硅橡膠）隔絕溶液，允許氧氣選擇性滲透至電極表面。

如何結(jié)合先進的控制技術實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？1、采用模型參考自適應控制（MRAC）MohamedBahita等人在2022年的研究中，基于遞歸二乘識別方法，提出了一種模型參考自適應控制（MRAC）應用于非線性系統(tǒng)中溶解氧濃度的控制，該系統(tǒng)為活性污泥生物反應器，大量用于廢水處理和凈化操作。通過與經(jīng)典的PI控制方法進行比較，驗證了該方法在MATLAB環(huán)境中的有效性。這種自適應控制技術能夠根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況不斷調(diào)整控制參數(shù)，以實現(xiàn)對溶氧水平的精確控制，從而為提高產(chǎn)酶效率創(chuàng)造有利條件。2、分階段供氧控制策略何寧等人在2004年的研究中，在3L發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究了溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑REA-11合成的影響，提出了生物絮凝劑REA-11合成的分階段供氧控制策略。具體為發(fā)酵過程0-16h維持體積傳氧系數(shù)kLa為100h?1，16h后降低kLa為40h?1至發(fā)酵結(jié)束，整個發(fā)酵過程通氣量保持在1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略，生物絮凝劑產(chǎn)量達到900mg?L?1，發(fā)酵周期縮短，實現(xiàn)了高細胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這種控制策略可以根據(jù)不同發(fā)酵階段的需求，精確調(diào)整溶氧水平，為提高產(chǎn)酶效率提供了一種有效的方法。溶解氧電極的安裝位置應避開發(fā)酵罐的死角，以獲取更具代表性的溶氧數(shù)值。北京不銹鋼溶解氧電極

溶氧電極的陰極（鉑 / 金）發(fā)生氧還原反應，陽極（銀 / 氯化銀）發(fā)生金屬氧化反應。江蘇生物發(fā)酵用溶氧電極廠家

在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，改善溶氧電極水平均勻性對于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關重要，以下是優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量這一方法的講解說明。1、以雙孢蘑菇為實驗菌種，采用 5L 自控式發(fā)酵罐培養(yǎng)研究溶氧控制條件（攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量）對雙孢菇發(fā)酵過程的影響。結(jié)果表明，攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量對雙孢菇的菌體生長和胞外多糖分泌具有顯明顯影響。得出較佳的培養(yǎng)條件為：溫度 25℃、攪拌轉(zhuǎn)速 160r/min、通氣量 0.9vvm，此條件下，培養(yǎng) 5d，菌體生物量多達 20.81g/L，胞外多糖產(chǎn)量多達 3.75g/L。2、在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，可以根據(jù)不同的發(fā)酵菌種和生產(chǎn)要求，優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量，以提高溶氧水平的均勻性。江蘇生物發(fā)酵用溶氧電極廠家