溶解氧參數(shù)在發(fā)酵過(guò)程控制中的關(guān)鍵作用

在好氧發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧濃度是反映微生物代謝活性的重要指標(biāo)。溶解氧水平直接影響細(xì)胞的生長(zhǎng)速率和產(chǎn)物合成效率。以典型的青霉素發(fā)酵為例，當(dāng)溶解氧濃度低于5%飽和度時(shí)，菌體代謝會(huì)從有氧呼吸轉(zhuǎn)向無(wú)氧發(fā)酵，導(dǎo)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(duì)溶解氧的需求存在差異。在菌體生長(zhǎng)對(duì)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(jí)代謝產(chǎn)物合成期，適當(dāng)降低溶解氧至10-20%可能促進(jìn)目標(biāo)產(chǎn)物的合成。某制藥企業(yè)通過(guò)實(shí)施階段式溶解氧控制策略，使紅霉素發(fā)酵效價(jià)提高15%，同時(shí)降低能耗18%。

溶解氧監(jiān)測(cè)還能反映發(fā)酵過(guò)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(guò)度生長(zhǎng)。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(shí)現(xiàn)更精細(xì)的過(guò)程監(jiān)控和故障診斷。 納米膜技術(shù)提高溶氧電極的透氣選擇性，降低干擾氣體影響。北京溶解氧電極批發(fā)

如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？脈沖電場(chǎng)技術(shù)劉振宇等人在2019年的研究中，采用響應(yīng)面法設(shè)計(jì)脈沖電場(chǎng)工作參數(shù)（脈沖強(qiáng)度5-15kV/cm、脈沖持續(xù)時(shí)間10-100μs和脈沖數(shù)50-99）并對(duì)黑曲霉孢子懸液進(jìn)行處理和培養(yǎng)。結(jié)果表明脈沖強(qiáng)度很大程度影響菌絲干質(zhì)量和產(chǎn)糖化酶能力，當(dāng)脈沖強(qiáng)度為12.975kV/cm、脈沖寬度為54μs和脈沖數(shù)為66時(shí)，黑曲霉的菌絲干質(zhì)量和糖化酶活性分別為28.05mg和18.01U/mL，比對(duì)照提高了68.27%和14.71%。雖然該研究主要針對(duì)黑曲霉生長(zhǎng)和糖化酶活性，但脈沖電場(chǎng)技術(shù)可能為其他產(chǎn)酶過(guò)程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如，可以通過(guò)脈沖電場(chǎng)刺激微生物的代謝活動(dòng)，從而提高對(duì)溶氧的利用效率，進(jìn)而提高產(chǎn)酶效率。江蘇生物合成學(xué)用溶氧電極多少錢(qián)海關(guān)檢測(cè)設(shè)備配置溶氧電極，保障進(jìn)口水產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

溶氧電極的結(jié)構(gòu)組成決定了其性能與應(yīng)用范圍。它一般由陰極、陽(yáng)極、電解質(zhì)和塑料薄膜構(gòu)成。陰極作為反應(yīng)的關(guān)鍵部位，對(duì)材料要求苛刻，像白金或銀的純度需達(dá) 99.999% 以上，且極譜型電極的陰極表面做得很小，直徑通常在 1 - 50μm 范圍，以形成微小的還原電流，這也意味著需要專(zhuān)門(mén)的電子放大裝置輔極多做成圓筒狀，表面積比陰極大數(shù)十倍，材料同樣要求高純度。電解質(zhì)常見(jiàn)的有 KOH、KCl、醋酸鉛等，用于維持電極內(nèi)部的電荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯（F4）或其共聚體，需具備耐高溫（＞200℃）、透氣性能好的特點(diǎn)，且膜的厚度有講究，一般在 0.01 - 0.05mm，膜對(duì)氧的高透性和對(duì) CO? 的低透性對(duì)電極響應(yīng)極為重要 。

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(huì)影響藻類(lèi)生長(zhǎng)和產(chǎn)物含量，在管狀光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)螺旋藻時(shí)，高濃度的溶解氧會(huì)積累。通過(guò)光呼吸測(cè)定法定量溶解氧濃度對(duì)批量培養(yǎng)的螺旋藻生長(zhǎng)動(dòng)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(duì)生物過(guò)程動(dòng)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(huì)產(chǎn)生明顯的生長(zhǎng)抑制，并使螺旋藻的藻藍(lán)蛋白含量降低高達(dá) 35%。溶氧電極的電流輸出與氧氣濃度成正比，遵循法拉第電解定律。

溶氧電極的工作原理：溶氧電極作為測(cè)定液體中溶解氧濃度的關(guān)鍵裝置，其工作原理基于氧分子在金屬表面的氧化還原反應(yīng)。當(dāng)下常見(jiàn)的覆膜氧電極，陰極多采用銀、鉑等貴金屬，陽(yáng)極則是錫、鉛等活潑金屬，以醋酸緩沖液作為電解質(zhì)。測(cè)量時(shí)，液體中的氧透過(guò)半透膜抵達(dá)陰極，促使兩極間產(chǎn)生電子流動(dòng)，進(jìn)而形成電流。氧濃度與電流強(qiáng)度呈正相關(guān)，如此一來(lái)，溶氧濃度便轉(zhuǎn)化為電訊號(hào)，經(jīng)放大處理后，可在顯示儀或記錄儀上直觀(guān)呈現(xiàn)。這種將化學(xué)過(guò)程轉(zhuǎn)化為電信號(hào)測(cè)量的方式，為準(zhǔn)確掌握液體溶氧情況提供了有效途徑。溶氧電極的氧分子通過(guò)膜擴(kuò)散速率決定測(cè)量靈敏度，需穩(wěn)定傳質(zhì)條件。高溫滅菌溶解氧電極報(bào)價(jià)

運(yùn)輸溶氧電極需防震防潮，防止膜破損或電解液泄漏。北京溶解氧電極批發(fā)

在發(fā)酵行業(yè)，溶氧電極用于監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中的溶氧值（DO）。發(fā)酵過(guò)程中，微生物的生長(zhǎng)和代謝活動(dòng)需要消耗氧氣，不同階段對(duì)溶氧濃度有不同要求。溶氧電極可實(shí)時(shí)反饋發(fā)酵液中的溶氧情況，發(fā)酵工程師根據(jù)這些數(shù)據(jù)，調(diào)整攪拌速度、通氣量等參數(shù)，確保微生物在適宜的溶氧環(huán)境下進(jìn)行發(fā)酵，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如在發(fā)酵中，精細(xì)控制溶氧濃度，可使的發(fā)酵單位大幅提高 。溶氧電極的使用壽命與維護(hù)保養(yǎng)息息相關(guān)。正確的使用和維護(hù)能夠延長(zhǎng)電極的使用壽命，降低使用成本。如按照規(guī)定的操作流程進(jìn)行安裝、校準(zhǔn)和使用，避免電極受到碰撞、擠壓等物理?yè)p傷。定期檢查電極的膜是否有破損、污染，及時(shí)更換損壞或污染嚴(yán)重的膜。對(duì)于消耗性的陽(yáng)極材料，在其損耗到一定程度時(shí)，及時(shí)進(jìn)行更換。此外，將電極存放在適宜的環(huán)境中，如溫度在 - 10…60 °C，干放儲(chǔ)存并注意防潮，也有助于延長(zhǎng)其使用壽命 。北京溶解氧電極批發(fā)