不同發酵罐規模下的應用差異,在中試規模(20和250升)及生產規模(15000升)的novobiocin發酵中,對溶氧的測量發現,在中試罐中,當渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比(D/T)為0.40時,整體混合不完全,而當D/T=0.69時,混合較為均勻。這表明在不同規模的發酵罐中,攪拌器的設計會影響溶氧的分布和測量。在生產規模的發酵罐中,對三種不同尺寸的攪拌器(D/T分別為0.28、0.33和0.43)進行測試,發現整體混合是完全的,但呼吸速率仍然受到限制,主要是由于液體與細胞之間存在阻力。這說明在不同規模的發酵罐中,溶氧電極的應用需要考慮攪拌器的設計以及液體與細胞之間的阻力差異,以確保準確監測溶氧水平并優化發酵過程。標準化、模塊化設計助力溶氧電極快速部署,加速全球環境監測網絡建設。山東熒光淬滅溶解氧電極

在大規模生物發酵生產中,改善溶氧電極水平均勻性對于提高發酵效率和產品質量至關重要,以下是提高攪拌速度和控制溶解氧濃度這一方法的講解說明。在黃原膠發酵中,攪拌速度影響黃原膠發酵液的運動程度和氧傳遞速率。通過研究發現,在恒定的非限制性溶解氧濃度為空氣飽和度的20%下,比較500和1000rpm的攪拌速度的影響。結果表明,只要能確保發酵液的均勻性,培養物的生物性能與攪拌速度無關。隨著黃原膠濃度增加,流變復雜性增加,導致停滯區域出現。在1000rpm時,由于其更好的整體混合效果,使得發酵罐中更多的細胞處于代謝活躍狀態,從而提高了微生物的氧攝取率。在生產階段,臨界氧水平確定為6%至10%,低于此值,黃原膠的特定生產速率和特定氧攝取率均明顯下降。這表明在大規模生物發酵生產中,合理控制攪拌速度和溶解氧濃度可以改善溶氧水平的均勻性。綜上所述,在大規模生物發酵生產中,可以通過采用氣體擴散系統和生物降解活性劑、優化攪拌轉速和通氣量、使用壓力補償式發射器、添加表面活性劑以及提高攪拌速度和控制溶解氧濃度等先進發酵技術來改善溶氧水平的均勻性。這些技術手段可以根據不同的發酵需求進行選擇和組合,以提高發酵效率和產品質量。北京熒光淬滅溶解氧電極在連續流發酵中,溶解氧電極的動態響應特性對穩態維持至關重要。

在食品發酵工業中,溶氧電極的應用對于控制發酵過程和提高產品質量至關重要。不同的發酵階段需要不同的溶氧水平,通過溶氧電極監測可以及時調整通風和攪拌等操作,確保微生物在適宜的溶氧條件下進行發酵。例如,在發酵過程中,氧的傳質速率主要受發酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發酵的影響及控制,對提高生產效率和改善產品質量都有重要意義。溶氧電極測值的溶氧水平還會影響微生物的生存策略。在低氧環境下,微生物可能會采取一些特殊的生存策略,如改變代謝途徑、產生抗氧化物質等,以適應低氧條件。而在高氧環境下,微生物可能會增強抗氧化能力,防止氧化損傷。通過研究溶氧水平對微生物生存策略的影響,可以更好地理解微生物在不同環境條件下的適應性和生存機制。
雙孢蘑菇、短小芽孢桿菌,在生物發酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。1、雙孢蘑菇(Agaricus bisporus MJ-0811)在發酵過程中,攪拌轉速和通氣量對菌體生長和胞外多糖分泌具有較大影響。研究表明,較佳的培養條件為溫度 25℃、攪拌轉速 160r/min、通氣量 0.9vvm。在此條件下,培養 5d,菌體生物量至高達 20.81g/L,胞外多糖產量峰值達 3.75g/L。2、短小芽孢桿菌在生產果膠裂解酶時,研究了初始 pH、碳源和氮源、通氣、鹽和磷酸鹽對微生物生長、果膠裂解酶活性和釋放總蛋白的影響。確定了比較好的果膠和硫酸銨濃度分別為 1%(w/v)和 0.05%(w/v),在 pH 為 8、溫度為 30℃、轉速為 150rpm 時,較大微生物比生長速率和果膠裂解酶活性分別為 0.0381(h?1)、14.05U/mL。同時,還確定了生物反應器中的氧傳遞系數(kLa)和氧攝取速率。結果表明,增加空氣進料速率會增加 kLa 值,短小芽孢桿菌主要產生堿性果膠裂解酶,且活性的較好 pH 和溫度分別為 10 和 40℃。在工業發酵中,溶解氧電極的長期穩定性直接關系到生產效率和產品質量的一致性。

溶氧電極在發酵罐廠的應用中,穩定性至關重要。提高溶氧電極的穩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極譜氧電極具有精度高,漂移小,響應快等優點。在發酵過程中,光學溶氧電極具有代替傳統極譜氧電極的巨大潛力。因此,在發酵罐廠應用中,可以優先選擇光學溶氧電極,以提高穩定性。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酵罐內能夠準確反映發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酵液充分接觸,同時要注意電極的密封性,防止發酵液泄漏或外部氣體進入影響測量結果。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,根據發酵液的實際情況選擇合適的校準液進行校準。校準的頻率應根據發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。溶解氧電極的維護成本是發酵工廠選型時的重要考量因素,影響長期經濟效益。生物發酵用溶解氧電極報價
溶氧電極的國際標準(如 ISO 10707:1994)規范測量方法和性能指標。山東熒光淬滅溶解氧電極
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠輔助工藝參數調整,在微生物燃料電池(MFC)中,溶解氧是一個重要因素。不同初始陰極電解液溶解氧微環境下,MFC 的性能表現不同。例如,在以氮廢水為底物的兩室 MFC 中,分別在缺氧(1.5mg/L)、正常值(3.4mg/L)和富氧(4.4mg/L)三種不同初始陰極電解液溶解氧條件下進行研究。結果表明,MFC 性能取決于陰極的初始溶解氧濃度,在缺氧條件下功率密度優良。此外,高通量測序用于探索每個階段的陰極生物膜和微生物群落懸浮液,結果顯示陰極電極的優勢屬從 Pirellula 變為 Thermomonas,直至變為 Azospira。缺氧條件下,異養反硝化細菌活性受到抑制,硝化細菌比例增加。在微生物燃料電池中,陰極界面的溶解氧濃度是影響其性能的關鍵因素。通過運行三種不同溶解氧條件下的 MFC(空氣呼吸型、水浸沒型和由光合微生物輔助型)發現,在所有情況下,生物陰極都改善了與非生物條件相比的氧還原反應,其中空氣呼吸型 MFC 性能優良。光合培養物在陰極室中提供高溶解氧水平,高達 16mgO?/L,維持了 P-MFC 生物陰極中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧屬達到總 OTUs 的 > 50%。山東熒光淬滅溶解氧電極