溶氧電極穩(wěn)定性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,1、測(cè)量一致性:穩(wěn)定性好的溶氧電極能夠在不同時(shí)間和不同環(huán)境條件下保持測(cè)量結(jié)果的一致性。例如,在連續(xù)測(cè)量過(guò)程中,穩(wěn)定性好的溶氧電極能夠提供穩(wěn)定的電流響應(yīng),從而確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。在一些需要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)溶氧水平的應(yīng)用場(chǎng)景中,如水產(chǎn)養(yǎng)殖、污水處理等,溶氧電極的穩(wěn)定性尤為重要。如果溶氧電極穩(wěn)定性差,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果波動(dòng)較大,難以準(zhǔn)確判斷溶氧水平的變化趨勢(shì)。2、抗干擾能力:穩(wěn)定性好的溶氧電極通常具有較強(qiáng)的抗干擾能力。在實(shí)際應(yīng)用中,溶氧電極可能會(huì)受到溫度、鹽度、pH值等因素的影響。穩(wěn)定性好的溶氧電極能夠在一定程度上抵抗這些干擾因素的影響,保持測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如,在對(duì)不同材料的溶氧電極進(jìn)行評(píng)估時(shí),發(fā)現(xiàn)一些電極在典型參數(shù)設(shè)置下(如pH4.0和7.4)能夠保持較好的穩(wěn)定性,且與鹽度、pH等因素的相關(guān)性較小。3、長(zhǎng)期使用成本:穩(wěn)定性好的溶氧電極通常具有較長(zhǎng)的使用壽命,從而降低長(zhǎng)期使用成本。如果溶氧電極穩(wěn)定性差,可能需要頻繁更換電極,增加使用成本。此外,不穩(wěn)定的溶氧電極還可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確,從而影響生產(chǎn)過(guò)程的控制和優(yōu)化,帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)據(jù)安全問(wèn)題促使溶氧電極搭載加密模塊,防止監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)泄露。上海極譜法溶解氧電極
溶氧電極能夠準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)酵液中的溶氧水平。在微生物發(fā)酵過(guò)程中,適宜的溶氧水平是菌體生長(zhǎng)和代謝的重要保障。當(dāng)溶氧電極測(cè)值顯示溶氧水平較高時(shí),對(duì)于好氧微生物而言,充足的氧氣能夠促進(jìn)其呼吸作用,加速代謝過(guò)程。例如,在谷氨酸發(fā)酵中,較高的溶氧條件有利于谷氨酸脫氫酶的活性提高,從而促進(jìn)谷氨酸的生成積累。同時(shí),高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質(zhì),如 ATP,為細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖提供動(dòng)力。然而,過(guò)高的溶氧水平也可能對(duì)某些微生物產(chǎn)生氧化損傷,影響其正常生長(zhǎng)和代謝。當(dāng)溶氧電極監(jiān)測(cè)到較低的溶氧水平時(shí),微生物的生長(zhǎng)和代謝會(huì)發(fā)生明顯變化。對(duì)于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來(lái)說(shuō),低溶氧環(huán)境可能是其適宜的生長(zhǎng)條件。但對(duì)于好氧微生物,低溶氧會(huì)限制其呼吸作用,導(dǎo)致能量供應(yīng)不足。例如,在微生物燃料電池中,陰極的溶氧水平會(huì)影響其產(chǎn)電性能。當(dāng)溶氧電極測(cè)值較低時(shí),陰極的氧還原反應(yīng)受到抑制,從而降低了微生物燃料電池的輸出功率。此外,低溶氧水平還可能影響微生物的代謝途徑,促使其產(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物以適應(yīng)環(huán)境。江蘇熒光法溶解氧電極采購(gòu)熒光法溶氧電極(非電化學(xué)原理)利用熒光猝滅效應(yīng),避免膜損耗問(wèn)題。
溶氧電極——溶氧對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素調(diào)控,調(diào)控策略:1.物理調(diào)控法,(1)通氣與攪拌:a.提高通氣量(0.5-2.0vvm)和攪拌速率(200-800rpm)以增強(qiáng)氧傳遞速率(OTR)但需避免剪切力損傷細(xì)胞。b.分段控制:生長(zhǎng)初期高DO(40-60%飽和度)促進(jìn)生物量;產(chǎn)素期適當(dāng)降低DO20-30%以誘導(dǎo)次級(jí)代謝。(2)壓力調(diào)控:微正壓(0.05-0.1MPa)可增加氧溶解度,但可能抑制某些菌株代謝。2.工藝優(yōu)化,(1)補(bǔ)料策略:通過(guò)補(bǔ)加碳源(如葡萄糖)與DO耦合控制,避免Crabtree效應(yīng)(過(guò)量糖抑制有氧代謝)。(2)發(fā)酵模式:采用兩階段發(fā)酵(先高DO促生長(zhǎng),后低氧促產(chǎn)物)或微氧發(fā)酵(如蝦青素生產(chǎn))。3.化學(xué)調(diào)控,氧載體添加:a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧傳遞效率,但需考慮生物相容性和成本。b.過(guò)氧化氫酶(CAT)抑制劑可適度增加胞內(nèi)ROS,刺激類胡蘿卜素合成。4.菌種改造,(1)強(qiáng)化氧響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子(如SREBP、Hap1)或引入血紅蛋白基因(如VitreoscillaHb)以提升低氧耐受性。(2)改造MVA途徑或異源表達(dá)類胡蘿卜素合成基因簇(如crt基因)。
不同菌種發(fā)酵過(guò)程中的應(yīng)用差異:1、以雙孢蘑菇為實(shí)驗(yàn)菌種,采用5L自控式發(fā)酵罐培養(yǎng)研究,溶氧控制條件對(duì)雙孢菇發(fā)酵過(guò)程的影響。在此過(guò)程中,考察了發(fā)酵過(guò)程中菌體生物量、胞外多糖產(chǎn)量、相對(duì)溶氧、葡萄糖含量的變化。這表明在雙孢蘑菇發(fā)酵過(guò)程中,溶氧電極可以用于監(jiān)測(cè)這些關(guān)鍵參數(shù)的變化,從而優(yōu)化溶氧控制條件,提高菌體生物量和胞外多糖產(chǎn)量。2、對(duì)于淀粉液化芽孢桿菌BS5582在IOL-全自動(dòng)發(fā)酵罐規(guī)模生產(chǎn)β-葡聚糖酶的過(guò)程中,通過(guò)控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行溶氧優(yōu)化。優(yōu)化后β-葡聚糖酶酶活在44h達(dá)到511U/mL,比優(yōu)化前提高了122.76%6。這說(shuō)明在淀粉液化芽孢桿菌發(fā)酵過(guò)程中,溶氧電極可用于指導(dǎo)溶氧優(yōu)化,提高酶的產(chǎn)量。3、在短梗霉發(fā)酵過(guò)程中,將短梗霉菌株經(jīng)2.7L發(fā)酵罐發(fā)酵,研究溶氧對(duì)其發(fā)酵的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在70%溶氧條件下,不同短梗霉菌株的聚蘋果酸和蘋果酸產(chǎn)量有明顯差異,而在10%溶氧條件下,產(chǎn)量降低明顯。這表明在短梗霉發(fā)酵過(guò)程中,溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)溶氧對(duì)發(fā)酵產(chǎn)酸的影響,為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。發(fā)酵用溶氧電極需耐受高溫滅菌(如 121℃濕熱滅菌),保持性能穩(wěn)定。
不同發(fā)酵罐規(guī)模下的應(yīng)用差異,在中試規(guī)模(20和250升)及生產(chǎn)規(guī)模(15000升)的novobiocin發(fā)酵中,對(duì)溶氧的測(cè)量發(fā)現(xiàn),在中試罐中,當(dāng)渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比(D/T)為0.40時(shí),整體混合不完全,而當(dāng)D/T=0.69時(shí),混合較為均勻。這表明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,攪拌器的設(shè)計(jì)會(huì)影響溶氧的分布和測(cè)量。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中,對(duì)三種不同尺寸的攪拌器(D/T分別為0.28、0.33和0.43)進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)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(xì)胞之間存在阻力。這說(shuō)明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,溶氧電極的應(yīng)用需要考慮攪拌器的設(shè)計(jì)以及液體與細(xì)胞之間的阻力差異,以確保準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過(guò)程。在連續(xù)流發(fā)酵中,溶解氧電極的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性對(duì)穩(wěn)態(tài)維持至關(guān)重要。深圳不銹鋼溶解氧電極
干擾氣體(如 H2S/CO2)可能穿透膜影響測(cè)量,需選擇抗干擾膜材料。上海極譜法溶解氧電極
食品工業(yè)里,溶氧電極在多個(gè)生產(chǎn)流程中發(fā)揮作用。在啤酒、葡萄酒等酒類的釀造過(guò)程中,溶解氧的濃度對(duì)發(fā)酵效果和酒的品質(zhì)影響***。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)發(fā)酵罐內(nèi)的溶氧情況,釀酒師據(jù)此調(diào)整發(fā)酵工藝,如控制發(fā)酵溫度、時(shí)間以及通風(fēng)量等,以促進(jìn)酵母的正常發(fā)酵,產(chǎn)生理想的風(fēng)味物質(zhì),提升酒的口感與香氣。在奶制品、發(fā)酵食品等的生產(chǎn)中,溶氧電極也能幫助控制發(fā)酵過(guò)程,防止因溶氧問(wèn)題導(dǎo)致的產(chǎn)品變質(zhì)或品質(zhì)下降 ,保障食品的安全與美味。上海極譜法溶解氧電極