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(duì)于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下是使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器、添加表面活性劑 2種方法的講解說(shuō)明。1、使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器,在灌溉水中注入微氣泡進(jìn)行滴灌和地下滴灌系統(tǒng)中,壓力補(bǔ)償式發(fā)射器記錄的溶解氧濃度明顯高于非壓力補(bǔ)償式發(fā)射器沿整個(gè)灌溉線的濃度。這表明在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器可以改善溶氧水平的均勻性。2、添加表面活性劑,在灌溉水中添加表面活性劑,至多可達(dá)4ppm,與對(duì)照相比,空氣和氧氣注入灌溉均導(dǎo)致氣體空隙率和溶解氧濃度增加。在非壓力補(bǔ)償?shù)喂鄮?00m處,空氣注入(165%)和氧氣注入(438%)處理中,4ppm表面活性劑記錄的氧飽和度達(dá)峰值。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,適當(dāng)添加表面活性劑可能有助于提高溶氧水平的均勻性。溶氧電極的響應(yīng)時(shí)間(T90)一般小于 60 秒,快速型可縮短至 20 秒內(nèi)。江蘇耐用溶解氧電極采購(gòu)
溶氧電極在發(fā)酵罐廠的應(yīng)用中,穩(wěn)定性至關(guān)重要。提高溶氧電極的穩(wěn)定性可以從多個(gè)方面入手。一、選擇合適的溶氧電極類型,目前市場(chǎng)上主要有傳統(tǒng)極譜氧電極和光學(xué)溶氧電極兩種類型。光學(xué)溶氧電極相對(duì)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(diǎn)。在發(fā)酵過(guò)程中,光學(xué)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(yīng)用中,可以優(yōu)先選擇光學(xué)溶氧電極,以提高穩(wěn)定性。二、正確安裝和維護(hù),1、溶氧電極安裝位置的選擇,溶氧電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐內(nèi)能夠準(zhǔn)確反映發(fā)酵液中溶氧水平的位置。一般來(lái)說(shuō),應(yīng)避免安裝在攪拌器附近、進(jìn)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(cè)量的準(zhǔn)確性。安裝時(shí)應(yīng)確保電極與發(fā)酵液充分接觸,同時(shí)要注意電極的密封性,防止發(fā)酵液泄漏或外部氣體進(jìn)入影響測(cè)量結(jié)果。2、定期維護(hù)和校準(zhǔn),定期對(duì)溶氧電極進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)是保證其穩(wěn)定性的重要措施。維護(hù)包括清洗電極表面、檢查電極的密封性和電纜連接等。校準(zhǔn)可以采用兩點(diǎn)校準(zhǔn)法或三點(diǎn)校準(zhǔn)法,根據(jù)發(fā)酵液的實(shí)際情況選擇合適的校準(zhǔn)液進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的頻率應(yīng)根據(jù)發(fā)酵罐的使用情況和電極的性能來(lái)確定,一般建議每周或每月進(jìn)行一次校準(zhǔn)。杭州溶氧電極批發(fā)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。
對(duì)于一些特殊的微生物生態(tài)系統(tǒng),如活性污泥中的微生物群落,溶氧電極的測(cè)值可以幫助了解溶氧水平對(duì)微動(dòng)物的影響。研究發(fā)現(xiàn),不同溶氧濃度下,活性污泥中的微動(dòng)物種類和數(shù)量會(huì)發(fā)生變化。例如,在較低溶氧環(huán)境下,鞭毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng)的細(xì)胞密度會(huì)增加,而纖毛蟲(chóng)則在較寬的溶氧范圍內(nèi)出現(xiàn)。此外,微生物的表面積與體積比也與溶氧水平有關(guān),具有較高表面積與體積比的微生物如鞭毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng)在低氧環(huán)境下傾向于增加細(xì)胞密度。溶氧電極在研究微生物生長(zhǎng)和代謝的過(guò)程中,還可以與其他技術(shù)手段相結(jié)合,提高研究的準(zhǔn)確性和深度。例如,可以結(jié)合基因測(cè)序技術(shù),研究不同溶氧水平下微生物群落的變化,確定關(guān)鍵菌種及其在微生物生長(zhǎng)和代謝中的作用。同時(shí),還可以結(jié)合代謝組學(xué)技術(shù),分析微生物在不同溶氧條件下的代謝產(chǎn)物變化,深入了解溶氧水平對(duì)微生物代謝途徑的影響。
在使用溶氧電極的過(guò)程中,可能會(huì)出現(xiàn)各種故障,如電極響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確等。對(duì)于這些故障,需要進(jìn)行及時(shí)的診斷和排除。故障診斷的方法包括檢查電極的連接是否良好、電極是否損壞、電極膜是否過(guò)期等。根據(jù)故障診斷的結(jié)果,可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除,如重新連接電極、更換電極、更換電極膜等。以某發(fā)酵罐廠為例,該廠在生產(chǎn)過(guò)程中使用了溶氧電極對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)溶氧電極數(shù)據(jù)的分析,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程中的溶氧水平存在波動(dòng)。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)是由于通氣量不穩(wěn)定導(dǎo)致的。該廠采取了相應(yīng)的措施,如調(diào)整通氣量控制系統(tǒng)、增加備用通氣設(shè)備等,有效地解決了溶氧水平波動(dòng)的問(wèn)題,提高了發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。通過(guò)溶解氧電極監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵罐中的氧氣分布不均問(wèn)題,優(yōu)化混合效率。
溶解氧電極在生物發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵作用溶解氧電極是生物發(fā)酵過(guò)程中不可或缺的在線監(jiān)測(cè)工具,用于實(shí)時(shí)測(cè)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(zhǎng)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(guò)電化學(xué)或光學(xué)原理檢測(cè)氧分壓,并將信號(hào)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(huì)導(dǎo)致菌體代謝轉(zhuǎn)向乳酸積累,而過(guò)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(cè)是確保發(fā)酵工藝穩(wěn)定性和產(chǎn)物得率的關(guān)鍵。
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(shí)機(jī)和持續(xù)時(shí)間。杭州溶氧電極批發(fā)
在固態(tài)發(fā)酵中,溶解氧電極需特殊設(shè)計(jì)以適應(yīng)多孔介質(zhì)中的氣體擴(kuò)散特性。江蘇耐用溶解氧電極采購(gòu)
對(duì)于深海探測(cè)而言,溶氧電極面臨著巨大的挑戰(zhàn)。深海環(huán)境具有高壓、低溫、黑暗以及復(fù)雜的海水成分等特點(diǎn)。為適應(yīng)這種極端環(huán)境,深海溶氧電極在材料選擇上必須極為嚴(yán)苛。電極外殼需采用**度、耐腐蝕且能承受高壓的合金材料,如鈦合金。透氣膜要具備在低溫下仍能保持良好透氣性能的特性,且不會(huì)被海水中的鹽分和微生物侵蝕。同時(shí),電極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮到高壓對(duì)電解液和電子元件的影響,確保在深海環(huán)境下能夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定地測(cè)量溶解氧濃度,為深海生態(tài)研究提供重要數(shù)據(jù)。江蘇耐用溶解氧電極采購(gòu)