溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的安裝與調(diào)試,在發(fā)酵罐廠中,溶氧電極的安裝位置非常關(guān)鍵。一般來說,溶氧電極應(yīng)該安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)位置,以確保能夠準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)酵液中的溶氧水平。在安裝溶氧電極之前,需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試,以確保其能夠正常工作。調(diào)試過程包括校準(zhǔn)溶氧電極、檢查電極的響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定性等。只有經(jīng)過調(diào)試合格的溶氧電極才能投入使用。同時(shí),溶氧電極能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程中的溶氧水平,為發(fā)酵過程的控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。通過連續(xù)監(jiān)測(cè)溶氧水平,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中的異常情況,如溶氧過低或過高,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。例如,當(dāng)溶氧過低時(shí),可以通過增加通氣量、提高攪拌速度等方式提高溶氧水平;當(dāng)溶氧過高時(shí),可以適當(dāng)降低通氣量或攪拌速度,以避免微生物的過度氧化。溶解氧電極在好氧發(fā)酵中尤為重要,因?yàn)樵S多微生物的代謝活性高度依賴氧氣供應(yīng)。蘇州生物合成學(xué)用溶解氧電極
溶氧電極——溶氧對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素的影響及調(diào)控,溶解氧(DissolvedOxygen,DO)是生物發(fā)酵過程中影響類胡蘿卜素合成的關(guān)鍵因素之一,其濃度和調(diào)控直接影響微生物的代謝途徑、細(xì)胞生長(zhǎng)及次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累。以下是溶解氧對(duì)類胡蘿卜素發(fā)酵的影響及調(diào)控策略的詳細(xì)分析:溶解氧對(duì)類胡蘿卜素合成的影響,1.直接代謝調(diào)控:(1)好氧需求:類胡蘿卜素合成菌(如紅酵母、黏紅酵母、三孢布拉霉等)多為好氧微生物,其合成途徑依賴氧分子作為底物(如β-胡蘿卜素合成需氧依賴的環(huán)化酶)。(2)氧化應(yīng)激響應(yīng):適度氧脅迫可促進(jìn)抗氧化防御機(jī)制,促進(jìn)類胡蘿卜素(如β-胡蘿卜素、蝦青素)積累,因其具有qingli活性氧(ROS)的功能。但過量ROS會(huì)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。2.能量與還原力平衡:(1)高DO促進(jìn)TCA循環(huán)和氧化磷酸化,生成更多ATP和NADPH,為類胡蘿卜素合成提供能量和還原力(如NADPH是類胡蘿卜素合成關(guān)鍵輔因子)(2)但過高的DO可能導(dǎo)致碳源過度消耗于菌體生長(zhǎng),而非產(chǎn)物合成。3、關(guān)鍵酶活性,(1)限氧條件下,MVA途徑(甲羥戊酸途徑)關(guān)鍵酶(如HMG-CoA還原酶)活性可能受抑制,減少類胡蘿卜素前體(IPP/DMAPP)供應(yīng)。(2)如三孢布拉霉中,DO>30%飽和度時(shí)胡蘿卜素合成酶基因。 熒光法溶解氧電極廠家直銷溶解氧電極的測(cè)量結(jié)果可能受到發(fā)酵液粘度、氣泡或固體顆粒的影響,需注意校正。
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,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呈現(xiàn)。這種將化學(xué)過程轉(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說,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。多語(yǔ)言操作手冊(cè)助力溶氧電極全球推廣,覆蓋亞非拉等新興市場(chǎng)。
溶氧電極在化妝品生產(chǎn)過程中也能發(fā)揮作用。在一些化妝品的配方中,氧氣的存在可能會(huì)影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性和保質(zhì)期。例如,某些含有不飽和脂肪酸的化妝品原料,在有氧環(huán)境下容易發(fā)生氧化變質(zhì),導(dǎo)致產(chǎn)品顏色、氣味和質(zhì)地發(fā)生變化。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)化妝品生產(chǎn)過程中的溶解氧濃度,通過控制生產(chǎn)環(huán)境的氧氣含量,或在產(chǎn)品中添加抗氧化劑等方式,防止產(chǎn)品氧化變質(zhì),保證化妝品的質(zhì)量和品質(zhì)。溶氧電極的抗干擾能力是衡量其性能的重要指標(biāo)之一。在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中,往往存在各種干擾因素,如電磁干擾、化學(xué)物質(zhì)干擾等。為提高抗干擾能力,溶氧電極在設(shè)計(jì)上采用了多種技術(shù)手段。例如,通過優(yōu)化電極的電路結(jié)構(gòu),增加屏蔽層,減少電磁干擾對(duì)電極信號(hào)的影響;選擇對(duì)干擾物質(zhì)具有高選擇性的透氣膜和電解液,降低化學(xué)物質(zhì)干擾的可能性。具備良好抗干擾能力的溶氧電極能夠在復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定工作,提供準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果。溶氧電極的響應(yīng)時(shí)間(T90)一般小于 60 秒,快速型可縮短至 20 秒內(nèi)。生物合成學(xué)用溶解氧電極廠家推薦
熒光法溶氧電極在維護(hù)工作量上相較于傳統(tǒng)電極具有優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在無需更換膜片和電解液、無需頻繁校準(zhǔn)。蘇州生物合成學(xué)用溶解氧電極
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)酶過程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如,可以通過脈沖電場(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。蘇州生物合成學(xué)用溶解氧電極
在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,改善溶氧電極水平均勻性對(duì)于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下是優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量這一方法的講解說明。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(攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量)對(duì)雙孢菇發(fā)酵過程的影響。結(jié)果表明,攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量對(duì)雙孢菇的菌體生長(zhǎng)和胞外多糖分泌具有顯明顯影響。得出較佳的培養(yǎng)條件為:溫度 25℃、攪拌轉(zhuǎn)速 160r/min、通氣量 0.9vvm,此條件下,培養(yǎng) 5d,菌體生物量多達(dá) 20.81g/L,胞外多糖產(chǎn)量多達(dá) 3.75g/L。2、在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,可以根據(jù)不同的發(fā)酵菌種和生產(chǎn)要求,優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量,以提高溶氧水平的均勻性。...