合適的溶氧水平對于發酵產物的質量具有重要影響。例如,在某些發酵過程中,過高或過低的溶氧水平可能會導致發酵產物的純度降低、雜質含量增加等問題。通過溶氧電極實時監測溶氧水平,并根據監測結果及時調整發酵條件,可以有效地提高發酵產物的質量。在發酵罐廠中,溶氧電極的安全應用也非常重要。例如,在安裝和使用溶氧電極時,需要遵守相關的安全規范,避免發生觸電、失火等安全事故。此外,溶氧電極還需要與安全控制系統相結合,實現對發酵過程的安全監控。熒光法溶氧電極具有較快的響應時間,能夠迅速反映水質變化,滿足實時監測的需求。上海耐高溫溶氧電極
溶氧電極的工作原理及重要性溶氧電極是一種用于測量發酵液中溶解氧濃度的傳感器。它通過電化學原理,將溶解氧的濃度轉化為電信號,從而實現對溶氧水平的實時監測。在發酵罐廠中,溶氧電極的重要性不言而喻。合適的溶氧水平對于微生物的生長和代謝至關重要。如果溶氧不足,微生物的生長和代謝會受到抑制,從而影響發酵產物的產量和質量;反之,如果溶氧過高,可能會導致微生物的過度氧化,同樣會對發酵過程產生不利影響。因此,通過溶氧電極實時監測溶氧水平,并根據監測結果及時調整發酵條件,對于提高發酵產物的產量和質量具有重要意義。熒光法溶氧電極批發極譜法溶氧電極還具有測量精度高、穩定性好的特點,能夠滿足連續監測的需求。
發酵系統中溶解氧電極的選型與安裝規范
選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素:發酵規模(實驗室、中試或生產)、滅菌方式(在位滅菌或離位滅菌)、培養基特性(粘度、固體含量)等。對于大型發酵罐(>50m3),通常選用帶溫度補償的工業級電極,如梅特勒-托利多InPro6860i系列,其防護等級可達IP68,耐受壓力至6bar。
安裝位置對測量準確性有重要影響。電極應安裝在發酵罐的適當高度(通常位于液面下1/3至1/2處),避開攪拌槳直接作用區域和氣泡聚集區。推薦安裝角度為15-30度傾斜,這有利于氣泡的及時排除。
在某疫苗生產企業,通過優化電極安裝位置,使溶解氧測量波動幅度從±5%降低到±1.5%。校準程序必須嚴格執行。兩點校準法(零點用無氧亞硫酸鈉溶液,滿度用空氣飽和水)是行業標準。值得注意的是,高溫校準(與發酵溫度一致)可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產廠的數據顯示,采用60℃校準后,測量系統誤差從2.3%降至0.8%。
如何結合先進的控制技術實現對溶氧電極水平的精確控制以提高產酶效率?在線生長神經網絡控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長管道遞歸小波神經網絡(OG-PRWNN)控制方法,以提高廢水處理過程中溶解氧濃度的控制精度。該方法首先設計了在線生長機制,通過測量控制性能來調整控制器的模塊數量,從而自動確定控制器的結構以滿足不同的運行條件。其次,設計了結合自適應學習率的參數在線算法來訓練OG-PRWNN,以滿足控制要求。通過Lyapunov穩定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩定性,并通過廢水處理過程的基準仿真模型驗證了控制器的性能。這種先進的神經網絡控制技術可以為產酶過程中溶氧水平的精確控制提供借鑒,通過不斷調整控制參數,實現對溶氧的精確控制,提高產酶效率。綜上所述,結合先進的控制技術如模型參考自適應控制、分階段供氧控制策略、脈沖電場技術和在線生長神經網絡控制等,可以實現對溶氧水平的精確控制,從而提高產酶效率。在實際應用中,可以根據不同的產酶系統和生產要求,選擇合適的控制技術或組合多種技術,以達到優異的控制效果和產酶效率。國內廠商通過技術創新降低溶氧電極成本,逐步替代進口品牌。
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。高海拔地區使用溶氧電極需修正大氣壓力對氧分壓的影響。南京溶氧電極怎么賣
熒光法溶氧電極在響應時間方面相比傳統電極具有優勢,能夠更快速、準確地完成溶氧測量任務。上海耐高溫溶氧電極
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠提供準確的溶氧監測數據,溶氧電極能夠實時、準確地監測發酵過程中的溶解氧濃度。在工業發酵過程中,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。例如,在青霉素發酵過程中,培養液中的溶解氧濃度對菌體的代謝過程及終端產物的生物合成起著決定性的作用。微基智慧科技的 VD-2021i-A系列 溶氧電極在青霉素 G 發酵過程中的應用,為發酵過程提供了重要的指導意義。當培養液中的溶解氧濃度高于菌體生長所需的臨界值時,菌體的呼吸不受影響,青霉菌的各種代謝活動正常進行;而當溶解氧濃度低于臨界值時,菌體的多種生化代謝會受到影響,嚴重時會產生不可逆的抑制菌體生長和產物合成異常現象上海耐高溫溶氧電極