一、放線菌發(fā)酵過程中溶氧電極的選型與優(yōu)化研究，放線菌發(fā)酵的特點放線菌（Actinomycetes）是一類具有分枝菌絲和分生孢子的原核生物，因其菌落呈放射狀而得名。1.其結(jié)構(gòu)特征如下：（1）營養(yǎng)菌絲（基內(nèi)菌絲）：負(fù)責(zé)吸收營養(yǎng)物質(zhì)，部分可產(chǎn)生色素，是菌種鑒定的重要依據(jù)。（2）氣生菌絲：生長于營養(yǎng)菌絲之上，進(jìn)一步發(fā)育為孢子絲，形成繁殖孢子。2.放線菌發(fā)酵具有以下特點：（1）生長緩慢：發(fā)酵周期較長。（2）次級代謝產(chǎn)物為主：目標(biāo)產(chǎn)物多在中后期大量合成。（3）高粘度：發(fā)酵液粘度大，易發(fā)生掛壁現(xiàn)象。（4）剪切敏感：菌絲對機(jī)械剪切力較為敏感，易受損。二、溶氧控制的難點，在放線菌發(fā)酵過程中，溶氧控制面臨以下挑戰(zhàn)：1.氧傳遞效率低：中后期菌絲體粘度高，導(dǎo)致氧傳遞效率下降，混合效果差。2.剪切力限制：因菌絲不耐剪切，無法通過提高攪拌速度改善溶氧。3.溶解氧電極可靠性問題：菌絲堵塞問題，發(fā)酵中后期，菌絲易堵塞傳感器測量頭，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。溶氧電極的電解液添加量需適中，過多可能導(dǎo)致膜膨脹變形。上海光學(xué)法溶氧電極

不同類型的溶氧電極各有特點。原電池型溶氧電極無需外加電壓，其工作原理基于電極自身材料的氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生電流，從而反映溶解氧濃度。這種電極結(jié)構(gòu)相對簡單，在一些對精度要求不是極高、電源獲取不便的場景中有一定應(yīng)用。而極譜型溶氧電極需要外加 0.6 - 0.8V 的極化電壓，它具有更高的測量精度和靈敏度，能夠更地測量溶液中的溶解氧濃度，因此在實驗室研究、工業(yè)生產(chǎn)中對溶氧監(jiān)測要求較高的環(huán)節(jié)應(yīng)用更為廣 。微基智慧科技(江蘇)有限公司浙江高溫滅菌溶氧電極分子模擬技術(shù)用于設(shè)計高選擇性透氣膜，提升溶氧電極抗干擾能力。

除了測量溶氧水平外，溶氧電極還可以與其他傳感器相結(jié)合，實現(xiàn)對發(fā)酵過程的多參數(shù)監(jiān)測。例如，可以將溶氧電極與 pH 電極、溫度傳感器、壓力傳感器等相結(jié)合，實現(xiàn)對發(fā)酵過程中的多個參數(shù)的同時監(jiān)測。通過多參數(shù)監(jiān)測，可以更加完整的了解發(fā)酵過程的運行情況，為優(yōu)化發(fā)酵條件提供更加豐富的數(shù)據(jù)支持。在發(fā)酵罐廠中，溶氧電極可以作為質(zhì)量控制的重要手段之一。通過對溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以判斷發(fā)酵過程是否正常，發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量是否符合要求。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，可以及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整，確保發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量穩(wěn)定。在發(fā)酵罐廠中，溶氧電極還可以用于環(huán)保監(jiān)測。例如，可以通過監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶氧水平，判斷發(fā)酵過程是否對環(huán)境造成污染。如果發(fā)現(xiàn)溶氧水平過低，可能意味著發(fā)酵過程中產(chǎn)生了過多的有機(jī)物，對環(huán)境造成了污染。此時，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如增加通氣量、提高攪拌速度等，以降低有機(jī)物的含量，減少對環(huán)境的污染。

在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域，溶氧電極能夠提供準(zhǔn)確的溶氧監(jiān)測數(shù)據(jù)，溶氧電極能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶解氧濃度。在工業(yè)發(fā)酵過程中，光學(xué)溶氧電極相對于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高、漂移小、響應(yīng)快等優(yōu)點。例如，在青霉素發(fā)酵過程中，培養(yǎng)液中的溶解氧濃度對菌體的代謝過程及終端產(chǎn)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(fā)酵過程中的應(yīng)用，為發(fā)酵過程提供了重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)培養(yǎng)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(jìn)行；而當(dāng)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(yán)重時會產(chǎn)生不可逆的抑制菌體生長和產(chǎn)物合成異?，F(xiàn)象高精度的溶解氧電極能夠檢測發(fā)酵液中微小的氧含量波動，避免因缺氧導(dǎo)致菌體死亡。

溶氧電極的測量精度受多種因素影響。溫度變化會對電極的測量結(jié)果產(chǎn)生干擾，因為溫度會改變?nèi)芤褐醒鯕獾娜芙舛纫约半姌O反應(yīng)的速率。為此，許多溶氧電極配備了溫度補(bǔ)償功能，通過內(nèi)置的溫度傳感器，實時監(jiān)測溶液溫度，并對測量結(jié)果進(jìn)行校正。此外，電極表面的污染也會降低測量精度，如水中的雜質(zhì)、微生物等附著在電極表面，會阻礙氧氣的傳遞和電極反應(yīng)的進(jìn)行。定期對電極進(jìn)行清洗和維護(hù)，能夠有效減少此類影響，保證測量精度 。微基智慧科技(江蘇)有限公司無線溶氧電極通過藍(lán)牙 / Wi-Fi 傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。浙江高溫滅菌溶氧電極

現(xiàn)場服務(wù)工程師定期巡檢溶氧電極，提前發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患。上海光學(xué)法溶氧電極

隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的自動化控制應(yīng)用也越來越多。通過將溶氧電極與自動化控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)對發(fā)酵過程的自動控制，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。例如，自動化控制系統(tǒng)可以根據(jù)溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù)，自動調(diào)整通氣量、攪拌速度等參數(shù)，實現(xiàn)對發(fā)酵過程的精確控制。在現(xiàn)代發(fā)酵罐廠中，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。通過將溶氧電極與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)對發(fā)酵過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高生產(chǎn)管理的效率和便利性。例如，管理人員可以通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實時查看溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù)，了解發(fā)酵過程的運行情況，并及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。上海光學(xué)法溶氧電極