深圳生物合成学用溶解氧电极

溶氧电极在发酵罐厂的应用中，稳定性至关重要。提高溶氧电极的稳定性可以优化发酵罐的操作条件：1、控制搅拌转速和通气量，搅拌转速和通气量对发酵过程中的溶氧水平有重要影响。适当提高搅拌转速 可以增加发酵液与空气的接触面积，提高溶氧传递效率；增加通气量 可以提高发酵罐内的氧气含量，从而提高溶氧水平。例如，以双孢蘑菇为实验菌种的研究表明，较佳的培养条件为温度25℃、搅拌转速160r/min、通气量0.9vvm，此条件下，菌体生物量至多达20.81g/L，胞外多糖产量多达3.75g/L。2、控制发酵温度和pH值，发酵温度和pH值对发酵过程中的微生物生长和代谢有重要影响，同时也会影响溶氧电极的稳定性。一般来说，发酵温度和pH值应控制在适合发酵菌种生长和代谢的范围内。过高或过低的发酵温度和pH值会影响微生物的活性和代谢产物的生成，从而影响溶氧水平的变化。同时，也会对溶氧电极的性能产生一定的影响，降低其稳定性。因此，需要根据发酵菌种的特性和发酵工艺的要求，优化发酵温度和pH值，以提高溶氧电极的稳定性。实验教材详细记录溶氧电极的故障案例，培养学生问题解决能力。深圳生物合成学用溶解氧电极

在大规模生物发酵生产中，改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要，以下是优化搅拌转速和通气量这一方法的讲解说明。1、以双孢蘑菇为实验菌种，采用 5L 自控式发酵罐培养研究溶氧控制条件（搅拌转速和通气量）对双孢菇发酵过程的影响。结果表明，搅拌转速和通气量对双孢菇的菌体生长和胞外多糖分泌具有显明显影响。得出较佳的培养条件为：温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm，此条件下，培养 5d，菌体生物量多达 20.81g/L，胞外多糖产量多达 3.75g/L。2、在大规模生物发酵生产中，可以根据不同的发酵菌种和生产要求，优化搅拌转速和通气量，以提高溶氧水平的均匀性。河北污水处理用溶氧电极在氨基酸发酵中，溶解氧电极帮助维持适宜的氧水平，提高目标产物得率。

溶氧电极的结构组成决定了其性能与应用范围。它一般由阴极、阳极、电解质和塑料薄膜构成。阴极作为反应的关键部位，对材料要求苛刻，像白金或银的纯度需达 99.999% 以上，且极谱型电极的阴极表面做得很小，直径通常在 1 - 50μm 范围，以形成微小的还原电流，这也意味着需要专门的电子放大装置辅极多做成圆筒状，表面积比阴极大数十倍，材料同样要求高纯度。电解质常见的有 KOH、KCl、醋酸铅等，用于维持电极内部的电荷平衡。塑料薄膜如聚四氟乙烯（F4）或其共聚体，需具备耐高温（＞200℃）、透气性能好的特点，且膜的厚度有讲究，一般在 0.01 - 0.05mm，膜对氧的高透性和对 CO₂ 的低透性对电极响应极为重要 。

不同发酵罐规模下的应用差异，在中试规模（20和250升）及生产规模（15000升）的novobiocin发酵中，对溶氧的测量发现，在中试罐中，当涡轮搅拌器的直径与罐直径之比（D/T）为0.40时，整体混合不完全，而当D/T=0.69时，混合较为均匀。这表明在不同规模的发酵罐中，搅拌器的设计会影响溶氧的分布和测量。在生产规模的发酵罐中，对三种不同尺寸的搅拌器（D/T分别为0.28、0.33和0.43）进行测试，发现整体混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液体与细胞之间存在阻力。这说明在不同规模的发酵罐中，溶氧电极的应用需要考虑搅拌器的设计以及液体与细胞之间的阻力差异，以确保准确监测溶氧水平并优化发酵过程。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。

   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。溶解氧电极的漂移问题需定期校准，尤其是在长期连续发酵过程中更应注意。江苏生物合成学用溶氧电极费用

在酵母培养过程中，溶解氧电极帮助控制乙醇发酵与有氧呼吸的平衡，提高细胞密度。深圳生物合成学用溶解氧电极

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。深圳生物合成学用溶解氧电极