溶解氧電極在生物發(fā)酵過程中的關(guān)鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過程中不可或缺的在線監(jiān)測工具,用于實時測量發(fā)酵液中的溶解氧濃度(DO)。在好氧發(fā)酵中,微生物的生長和代謝高度依賴氧氣供應(yīng),如氨基酸和酶制劑的工業(yè)生產(chǎn)均需精確控制溶解氧水平。溶解氧電極通過電化學(xué)或光學(xué)原理檢測氧分壓,并將信號轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù),幫助操作人員優(yōu)化通氣、攪拌速率或補(bǔ)料策略。例如,在青霉素發(fā)酵中,溶解氧不足會導(dǎo)致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累,而過高則可能引起氧化應(yīng)激,影響產(chǎn)物合成。因此,溶解氧電極的精細(xì)監(jiān)測是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關(guān)鍵。
職業(yè)技能鑒定考試包含溶氧電極操作考核,確保從業(yè)人員規(guī)范使用。浙江不銹鋼溶解氧電極

溶氧電極在科研領(lǐng)域的前沿研究中不斷推動著相關(guān)學(xué)科的發(fā)展。例如,在研究地球早期生命起源的過程中,科學(xué)家通過模擬早期地球環(huán)境,利用溶氧電極監(jiān)測不同環(huán)境條件下溶液中的溶解氧變化,探索氧氣在生命起源和演化過程中的作用機(jī)制。在納米材料研究中,溶氧電極可用于研究納米材料對溶液中溶解氧的吸附和催化作用,為開發(fā)新型納米材料和拓展其應(yīng)用領(lǐng)域提供理論依據(jù)。這些前沿研究離不開溶氧電極的精確測量和數(shù)據(jù)支持,進(jìn)一步拓展了溶氧電極的應(yīng)用邊界和科學(xué)價值。南京高壽命溶解氧電極在厭氧-好氧切換發(fā)酵中,溶解氧電極能夠準(zhǔn)確判斷氧氣通入的時機(jī)和持續(xù)時間。

加強(qiáng)人員培訓(xùn)和管理也能夠提高溶氧電極在監(jiān)測過程中的穩(wěn)定性。1、操作人員培訓(xùn):對發(fā)酵罐廠的操作人員進(jìn)行溶氧電極的安裝、維護(hù)、校準(zhǔn)和操作培訓(xùn),提高操作人員的專業(yè)技能和水平。操作人員應(yīng)熟悉溶氧電極的工作原理、性能特點和使用方法,掌握正確的安裝、維護(hù)和校準(zhǔn)方法,以及在發(fā)酵過程中如何根據(jù)溶氧水平的變化調(diào)整發(fā)酵罐的操作條件。2、質(zhì)量管理體系:建立健全發(fā)酵罐廠的質(zhì)量管理體系,加強(qiáng)對溶氧電極的質(zhì)量控制和管理。對溶氧電極的采購、驗收、安裝、維護(hù)、校準(zhǔn)和使用等環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制,確保溶氧電極的性能和穩(wěn)定性符合發(fā)酵工藝的要求。總之,提高溶氧電極在發(fā)酵罐廠應(yīng)用中的穩(wěn)定性需要從選擇合適的電極類型、正確安裝和維護(hù)電極、優(yōu)化發(fā)酵罐的操作條件、采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)和加強(qiáng)人員培訓(xùn)和管理等方面入手。通過綜合采取這些措施,可以提高溶氧電極的穩(wěn)定性,保證發(fā)酵過程的順利進(jìn)行,提高發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域,溶氧電極起著至關(guān)重要的作用,為優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了多方面的支持。溶氧電極會影響藻類生長和產(chǎn)物含量,在管狀光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)螺旋藻時,高濃度的溶解氧會積累。通過光呼吸測定法定量溶解氧濃度對批量培養(yǎng)的螺旋藻生長動力學(xué)和藻藍(lán)蛋白含量的影響。結(jié)果表明,光照強(qiáng)度和細(xì)胞干重濃度是溶解氧對生物過程動力學(xué)產(chǎn)生影響的重要相互關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)。不利的工藝條件,如低生物量濃度或高光照強(qiáng)度,會產(chǎn)生明顯的生長抑制,并使螺旋藻的藻藍(lán)蛋白含量降低高達(dá) 35%。在生物燃料(如乙醇、丁醇)生產(chǎn)中,溶解氧電極優(yōu)化了微生物的糖代謝效率。

谷氨酸棒桿菌在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。在 3L 發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究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,提出生物絮凝劑 REA-11 合成的分階段供氧控制策略: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(dá)到 900mg?L?1,發(fā)酵周期縮短到 30h,比恒定 kLa 為 40h?1 條件下的 REA-11 產(chǎn)量(549mg?L?1)提高了 64%,產(chǎn)率提高了 45%,生產(chǎn)強(qiáng)度也比 kLa 恒定為 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批發(fā)酵過程分別提高了 81.2%、120% 和 420%,實現(xiàn)了高細(xì)胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。綜上所述,不同種類的微生物在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過程中對溶氧水平的需求差異較大。這些差異主要體現(xiàn)在不同的微生物對攪拌轉(zhuǎn)速、通氣量、溫度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的變化會對菌體生長和產(chǎn)物產(chǎn)量產(chǎn)生較大影響。因此,在生物發(fā)酵過程中,需要根據(jù)不同的微生物種類和發(fā)酵目的,優(yōu)化溶氧控制條件,以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物產(chǎn)量。溶氧電極的線性度測試需覆蓋 0-100% 量程,誤差不超過 ±2%。杭州溶解氧電極
高校實驗室采購溶氧電極用于電化學(xué)原理教學(xué)和科研實驗。浙江不銹鋼溶解氧電極
傳統(tǒng)極譜氧電極與光學(xué)溶氧電極的差異,在工業(yè)發(fā)酵過程中,光學(xué)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(yīng)快等優(yōu)點。傳統(tǒng)極譜氧電極在使用過程中可能會出現(xiàn)精度不夠高、信號漂移較大以及響應(yīng)速度較慢的問題,這可能會影響對發(fā)酵過程中溶氧情況的準(zhǔn)確監(jiān)測。而光學(xué)溶氧電極配套的軟件具有數(shù)字化管理功能,在發(fā)酵過程中具有代替?zhèn)鹘y(tǒng)極譜氧電極的巨大潛力。這意味著在不同類型的發(fā)酵罐中,若采用光學(xué)溶氧電極,可以更準(zhǔn)確地監(jiān)測溶氧水平,為發(fā)酵過程的優(yōu)化提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。浙江不銹鋼溶解氧電極