溶氧电极稳定性对测量结果的影响,1、测量一致性:稳定性好的溶氧电极能够在不同时间和不同环境条件下保持测量结果的一致性。例如,在连续测量过程中,稳定性好的溶氧电极能够提供稳定的电流响应,从而确保测量结果的可靠性。在一些需要长期监测溶氧水平的应用场景中,如水产养殖、污水处理等,溶氧电极的稳定性尤为重要。如果溶氧电极稳定性差,可能会导致测量结果波动较大,难以准确判断溶氧水平的变化趋势。2、抗干扰能力:稳定性好的溶氧电极通常具有较强的抗干扰能力。在实际应用中,溶氧电极可能会受到温度、盐度、pH值等因素的影响。稳定性好的溶氧电极能够在一定程度上抵抗这些干扰因素的影响,保持测量结果的准确性。例如,在对不同材料的溶氧电极进行评估时,发现一些电极在典型参数设置下(如pH4.0和7.4)能够保持较好的稳定性,且与盐度、pH等因素的相关性较小。3、长期使用成本:稳定性好的溶氧电极通常具有较长的使用寿命,从而降低长期使用成本。如果溶氧电极稳定性差,可能需要频繁更换电极,增加使用成本。此外,不稳定的溶氧电极还可能导致测量结果不准确,从而影响生产过程的控制和优化,带来更大的经济损失。溶氧电极的极化时间不足会导致初始测量数据漂移。四川光学法溶氧电极

一、放线菌发酵过程中溶氧电极的选型与优化研究,放线菌发酵的特点放线菌(Actinomycetes)是一类具有分枝菌丝和分生孢子的原核生物,因其菌落呈放射状而得名。1.其结构特征如下:(1)营养菌丝(基内菌丝):负责吸收营养物质,部分可产生色素,是菌种鉴定的重要依据。(2)气生菌丝:生长于营养菌丝之上,进一步发育为孢子丝,形成繁殖孢子。2.放线菌发酵具有以下特点:(1)生长缓慢:发酵周期较长。(2)次级代谢产物为主:目标产物多在中后期大量合成。(3)高粘度:发酵液粘度大,易发生挂壁现象。(4)剪切敏感:菌丝对机械剪切力较为敏感,易受损。二、溶氧控制的难点,在放线菌发酵过程中,溶氧控制面临以下挑战:1.氧传递效率低:中后期菌丝体粘度高,导致氧传递效率下降,混合效果差。2.剪切力限制:因菌丝不耐剪切,无法通过提高搅拌速度改善溶氧。3.溶解氧电极可靠性问题:菌丝堵塞问题,发酵中后期,菌丝易堵塞传感器测量头,导致数据失真。山东生物合成学用溶氧电极溶氧电极在发酵工程中监控菌体生长,优化通气量和搅拌速率。

除了测量溶氧水平外,溶氧电极还可以与其他传感器相结合,实现对发酵过程的多参数监测。例如,可以将溶氧电极与 pH 电极、温度传感器、压力传感器等相结合,实现对发酵过程中的多个参数的同时监测。通过多参数监测,可以更加完整的了解发酵过程的运行情况,为优化发酵条件提供更加丰富的数据支持。在发酵罐厂中,溶氧电极可以作为质量控制的重要手段之一。通过对溶氧电极测量得到的数据进行分析,可以判断发酵过程是否正常,发酵产物的质量是否符合要求。如果发现异常情况,可以及时采取相应的措施进行调整,确保发酵产物的质量稳定。在发酵罐厂中,溶氧电极还可以用于环保监测。例如,可以通过监测发酵过程中的溶氧水平,判断发酵过程是否对环境造成污染。如果发现溶氧水平过低,可能意味着发酵过程中产生了过多的有机物,对环境造成了污染。此时,可以采取相应的措施进行处理,如增加通气量、提高搅拌速度等,以降低有机物的含量,减少对环境的污染。
在微生物工程和生物技术领域,溶氧电极起着至关重要的作用,为优化生产工艺提供了多方面的支持。溶氧电极会影响藻类生长和产物含量,在管状光生物反应器中培养螺旋藻时,高浓度的溶解氧会积累。通过光呼吸测定法定量溶解氧浓度对批量培养的螺旋藻生长动力学和藻蓝蛋白含量的影响。结果表明,光照强度和细胞干重浓度是溶解氧对生物过程动力学产生影响的重要相互关联的工艺参数。不利的工艺条件,如低生物量浓度或高光照强度,会产生明显的生长抑制,并使螺旋藻的藻蓝蛋白含量降低高达 35%。溶氧电极的电解液(如氯化钾)维持离子传导,确保电化学反应持续进行。

溶氧电极能够准确地测量发酵液中的溶氧水平。在微生物发酵过程中,适宜的溶氧水平是菌体生长和代谢的重要保障。当溶氧电极测值显示溶氧水平较高时,对于好氧微生物而言,充足的氧气能够促进其呼吸作用,加速代谢过程。例如,在谷氨酸发酵中,较高的溶氧条件有利于谷氨酸脱氢酶的活性提高,从而促进谷氨酸的生成积累。同时,高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物质,如 ATP,为细胞的生长和繁殖提供动力。然而,过高的溶氧水平也可能对某些微生物产生氧化损伤,影响其正常生长和代谢。当溶氧电极监测到较低的溶氧水平时,微生物的生长和代谢会发生明显变化。对于厌氧微生物或兼性厌氧微生物来说,低溶氧环境可能是其适宜的生长条件。但对于好氧微生物,低溶氧会限制其呼吸作用,导致能量供应不足。例如,在微生物燃料电池中,阴极的溶氧水平会影响其产电性能。当溶氧电极测值较低时,阴极的氧还原反应受到抑制,从而降低了微生物燃料电池的输出功率。此外,低溶氧水平还可能影响微生物的代谢途径,促使其产生一些特殊的代谢产物以适应环境。开源硬件平台支持 DIY 溶氧电极开发,推动低成本监测方案普及。四川光学法溶氧电极
溶氧电极的膜污染会阻碍氧扩散,导致测量值偏低或响应变慢。四川光学法溶氧电极
随着自动化技术的不断发展,溶氧电极在发酵罐厂中的自动化控制应用也越来越多。通过将溶氧电极与自动化控制系统相结合,可以实现对发酵过程的自动控制,提高生产效率和产品质量。例如,自动化控制系统可以根据溶氧电极测量得到的数据,自动调整通气量、搅拌速度等参数,实现对发酵过程的精确控制。在现代发酵罐厂中,远程监控技术得到了大量的应用。通过将溶氧电极与远程监控系统相结合,可以实现对发酵过程的远程监控,提高生产管理的效率和便利性。例如,管理人员可以通过远程监控系统实时查看溶氧电极测量得到的数据,了解发酵过程的运行情况,并及时采取相应的措施进行调整。四川光学法溶氧电极
谷氨酸棒杆菌在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。在 3L 发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂 REA-11 合成的影响,提出生物絮凝剂 REA-11 合成的分阶段供氧控制策略:发酵过程 0~16h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h⁻¹,16h 后降低 kLa 为 40h⁻¹ 至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在 1L・L⁻¹・min⁻¹。采用该分阶段供氧控制策略,生物絮凝剂产量达到 900mg・L⁻¹,发酵周期缩短到 30h,比恒定 kLa 为 40h⁻¹ 条件下的 REA-11 产量(549mg・L⁻¹)提高了 64%,产率提高了 45%...