溶氧電極在發(fā)酵罐廠的應(yīng)用中,穩(wěn)定性至關(guān)重要。提高溶氧電極的穩(wěn)定性可以從多個方面入手。一、選擇合適的溶氧電極類型,目前市場上主要有傳統(tǒng)極譜氧電極和光學(xué)溶氧電極兩種類型。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。在發(fā)酵過程中,光學(xué)溶氧電極具有代替?zhèn)鹘y(tǒng)極譜氧電極的巨大潛力。因此,在發(fā)酵罐廠應(yīng)用中,可以優(yōu)先選擇光學(xué)溶氧電極,以提高穩(wěn)定性。二、正確安裝和維護(hù),1、溶氧電極安裝位置的選擇,溶氧電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐內(nèi)能夠準(zhǔn)確反映發(fā)酵液中溶氧水平的位置。一般來說,應(yīng)避免安裝在攪拌器附近、進(jìn)氣口或出氣口等容易產(chǎn)生湍流或氣泡的地方,以免影響測量的準(zhǔn)確性。安裝時應(yīng)確保電極與發(fā)酵液充分接觸,同時要注意電極的密封性,防止發(fā)酵液泄漏或外部氣體進(jìn)入影響測量結(jié)果。2、定期維護(hù)和校準(zhǔn),定期對溶氧電極進(jìn)行維護(hù)和校準(zhǔn)是保證其穩(wěn)定性的重要措施。維護(hù)包括清洗電極表面、檢查電極的密封性和電纜連接等。校準(zhǔn)可以采用兩點校準(zhǔn)法或三點校準(zhǔn)法,根據(jù)發(fā)酵液的實際情況選擇合適的校準(zhǔn)液進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的頻率應(yīng)根據(jù)發(fā)酵罐的使用情況和電極的性能來確定,一般建議每周或每月進(jìn)行一次校準(zhǔn)。溶氧電極的響應(yīng)速度受膜厚度、電解液擴散速率和攪拌強度影響。江蘇耐高溫溶解氧電極哪家靠譜
溶解氧電極的工作原理及技術(shù)發(fā)展
溶解氧電極作為生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵的在線監(jiān)測設(shè)備,其工作原理主要基于電化學(xué)檢測方法。
目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統(tǒng),包括工作電極(通常為金或鉑)、對電極和參比電極,在工作電極表面施加穩(wěn)定的極化電壓(通常為-0.6至-0.8V),溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生的電流信號與溶解氧濃度成正比。
近年來,溶解氧傳感技術(shù)取得了進(jìn)展。傳統(tǒng)電化學(xué)電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學(xué)傳感器所補充。光學(xué)傳感器利用特定熒光物質(zhì)在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度,具有無需極化、不受流速影響、維護(hù)簡單等優(yōu)勢。
在發(fā)酵應(yīng)用中,溶解氧電極面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括:高溫滅菌(121℃、30分鐘)條件下的穩(wěn)定性、長期運行的漂移控制、抗培養(yǎng)基污染能力等?,F(xiàn)代電極采用特殊的膜材料(如PTFE復(fù)合膜)和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù),使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產(chǎn)企業(yè)的對比數(shù)據(jù)顯示,采用新型電極后,校準(zhǔn)周期從3天延長至2周,年維護(hù)成本降低40%。 廣東光學(xué)法溶氧電極原位拉曼光譜結(jié)合溶氧電極,同步監(jiān)測溶液成分與氧動態(tài)變化。
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
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)象運輸溶氧電極需防震防潮,防止膜破損或電解液泄漏。
溶氧電極與工業(yè)發(fā)酵過程結(jié)合的益處:1、優(yōu)化發(fā)酵過程在工業(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,同時配套的軟件具有數(shù)字化管理功能。結(jié)合溶氧電極可以監(jiān)測發(fā)酵液中的氧含量,對菌體生長和產(chǎn)物形成進(jìn)行優(yōu)化。例如,在青霉素發(fā)酵過程中,培養(yǎng)液中的溶解氧濃度 CL 高于菌體的 C 長臨時,菌體的呼吸不受影響,青霉菌的各種代謝活動不受干擾;如果培養(yǎng)液中的 CL 低于菌體的 C 長臨時,菌體的多種生化代謝就要受到影響,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。2、監(jiān)測發(fā)酵過程,微基智慧科技的 VD-2021i-A系列、VD-1021i-A系列 溶氧電極在青霉素 G 發(fā)酵過程中的應(yīng)用對青霉素發(fā)酵過程起著重要的指導(dǎo)意義。通過溶氧電極可以實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶解氧濃度,從而調(diào)整發(fā)酵條件,提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量。綜上所述,溶氧電極與其他技術(shù)手段結(jié)合在微生物研究中具有重要作用,可以提高產(chǎn)電性能、研究微生物群落、優(yōu)化發(fā)酵過程和監(jiān)測發(fā)酵過程等。這些作用為微生物研究提供了更深入的認(rèn)識和更有效的方法。極譜法溶氧電極確實具有較高的抗干擾能力,能在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行較為準(zhǔn)確的測量。江蘇生物發(fā)酵用溶解氧電極價格
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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于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下是提高攪拌速度和控制溶解氧濃度這一方法的講解說明。在黃原膠發(fā)酵中,攪拌速度影響黃原膠發(fā)酵液的運動程度和氧傳遞速率。通過研究發(fā)現(xiàn),在恒定的非限制性溶解氧濃度為空氣飽和度的20%下,比較500和1000rpm的攪拌速度的影響。結(jié)果表明,只要能確保發(fā)酵液的均勻性,培養(yǎng)物的生物性能與攪拌速度無關(guān)。隨著黃原膠濃度增加,流變復(fù)雜性增加,導(dǎo)致停滯區(qū)域出現(xiàn)。在1000rpm時,由于其更好的整體混合效果,使得發(fā)酵罐中更多的細(xì)胞處于代謝活躍狀態(tài),從而提高了微生物的氧攝取率。在生產(chǎn)階段,臨界氧水平確定為6%至10%,低于此值,黃原膠的特定生產(chǎn)速率和特定氧攝取率均明顯下降。這表明在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,合理控制攪拌速度和溶解氧濃度可以改善溶氧水平的均勻性。綜上所述,在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,可以通過采用氣體擴散系統(tǒng)和生物降解活性劑、優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量、使用壓力補償式發(fā)射器、添加表面活性劑以及提高攪拌速度和控制溶解氧濃度等先進(jìn)發(fā)酵技術(shù)來改善溶氧水平的均勻性。這些技術(shù)手段可以根據(jù)不同的發(fā)酵需求進(jìn)行選擇和組合,以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量。江蘇耐高溫溶解氧電極哪家靠譜
溶氧電極(溶氧水平對生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響):溶氧水平對生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率的影響可能還與發(fā)酵液的流變性質(zhì)有關(guān)。發(fā)酵液的流變性質(zhì)會影響氧氣的傳遞和微生物的生長。例如,高粘度的發(fā)酵液可能會阻礙氧氣的傳遞,導(dǎo)致溶氧水平降低,從而影響產(chǎn)酶效率。因此,在生物發(fā)酵過程中,需要考慮發(fā)酵液的流變性質(zhì),選擇合適的攪拌方式和通氣策略,以提高溶氧水平和產(chǎn)酶效率。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,溶氧水平的控制更加復(fù)雜。由于發(fā)酵罐的體積較大,氧氣的傳遞和分布可能不均勻,這可能會導(dǎo)致局部溶氧水平過低或過高,影響產(chǎn)酶效率。為了解決這個問題,可以采用一些先進(jìn)的發(fā)酵技術(shù),如氣升式發(fā)酵罐、膜生物反應(yīng)器等,這些技術(shù)可以提高氧氣的傳遞效率,改善...