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。隨著黃原膠濃度增加，流變復雜性增加，導致停滯區(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發(fā)酵技術來改善溶氧水平的均勻性。這些技術手段可以根據(jù)不同的發(fā)酵需求進行選擇和組合，以提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量。抗腐蝕溶氧電極適用于高鹽、強酸強堿等惡劣工業(yè)環(huán)境。不銹鋼溶氧電極廠家推薦

溶氧電極的工作原理基于復雜而精妙的電化學過程。常見的極譜型溶氧電極，在工作時，需向其施加 0.6 - 0.8V 的極化電壓。此時，陰極一般采用如白金等純度極高（99.999% 以上）的材料，會釋放電子；陽極通常為銀等金屬，負責接受電子。當溶液中的氧氣透過覆蓋在電極頭部的透氣膜，進入電解液后，便與陰極和陽極構成完整回路，進而產(chǎn)生電流。根據(jù)法拉第定律，此電流與氧分壓呈正比關系，即 I = k?PO? 。憑借這一特性，溶氧電極能夠?qū)⑷芤褐腥芙庋醯臐舛绒D(zhuǎn)化為可測量的電信號 ，為后續(xù)的分析和監(jiān)測提供基礎。河北高精度溶解氧電極在微藻培養(yǎng)中，溶解氧電極不僅監(jiān)測呼吸耗氧，還反映光合作用的產(chǎn)氧動態(tài)。

在發(fā)酵行業(yè)，溶氧電極用于監(jiān)測發(fā)酵液中的溶氧值（DO）。發(fā)酵過程中，微生物的生長和代謝活動需要消耗氧氣，不同階段對溶氧濃度有不同要求。溶氧電極可實時反饋發(fā)酵液中的溶氧情況，發(fā)酵工程師根據(jù)這些數(shù)據(jù)，調(diào)整攪拌速度、通氣量等參數(shù)，確保微生物在適宜的溶氧環(huán)境下進行發(fā)酵，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如在發(fā)酵中，精細控制溶氧濃度，可使的發(fā)酵單位大幅提高 。溶氧電極的使用壽命與維護保養(yǎng)息息相關。正確的使用和維護能夠延長電極的使用壽命，降低使用成本。如按照規(guī)定的操作流程進行安裝、校準和使用，避免電極受到碰撞、擠壓等物理損傷。定期檢查電極的膜是否有破損、污染，及時更換損壞或污染嚴重的膜。對于消耗性的陽極材料，在其損耗到一定程度時，及時進行更換。此外，將電極存放在適宜的環(huán)境中，如溫度在 - 10…60 °C，干放儲存并注意防潮，也有助于延長其使用壽命 。

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，可以及時采取相應的措施進行調(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)生了過多的有機物，對環(huán)境造成了污染。此時，可以采取相應的措施進行處理，如增加通氣量、提高攪拌速度等，以降低有機物的含量，減少對環(huán)境的污染。校準溶氧電極時需使用標準緩沖液，確保標定數(shù)據(jù)可靠。

食品工業(yè)里，溶氧電極在多個生產(chǎn)流程中發(fā)揮作用。在啤酒、葡萄酒等酒類的釀造過程中，溶解氧的濃度對發(fā)酵效果和酒的品質(zhì)影響***。溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)的溶氧情況，釀酒師據(jù)此調(diào)整發(fā)酵工藝，如控制發(fā)酵溫度、時間以及通風量等，以促進酵母的正常發(fā)酵，產(chǎn)生理想的風味物質(zhì)，提升酒的口感與香氣。在奶制品、發(fā)酵食品等的生產(chǎn)中，溶氧電極也能幫助控制發(fā)酵過程，防止因溶氧問題導致的產(chǎn)品變質(zhì)或品質(zhì)下降 ，保障食品的安全與美味。極端環(huán)境（如深海、極地）對溶氧電極的耐壓、耐低溫性能提出更高要求。不銹鋼溶氧電極廠家推薦

溶氧電極的零點漂移超過 ±5% 時，需重新進行零點和跨度校準。不銹鋼溶氧電極廠家推薦

如何結(jié)合先進的控制技術實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？1、采用模型參考自適應控制（MRAC）MohamedBahita等人在2022年的研究中，基于遞歸二乘識別方法，提出了一種模型參考自適應控制（MRAC）應用于非線性系統(tǒng)中溶解氧濃度的控制，該系統(tǒng)為活性污泥生物反應器，大量用于廢水處理和凈化操作。通過與經(jīng)典的PI控制方法進行比較，驗證了該方法在MATLAB環(huán)境中的有效性。這種自適應控制技術能夠根據(jù)系統(tǒng)的實際運行情況不斷調(diào)整控制參數(shù)，以實現(xiàn)對溶氧水平的精確控制，從而為提高產(chǎn)酶效率創(chuàng)造有利條件。2、分階段供氧控制策略何寧等人在2004年的研究中，在3L發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究了溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑REA-11合成的影響，提出了生物絮凝劑REA-11合成的分階段供氧控制策略。具體為發(fā)酵過程0-16h維持體積傳氧系數(shù)kLa為100h?1，16h后降低kLa為40h?1至發(fā)酵結(jié)束，整個發(fā)酵過程通氣量保持在1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略，生物絮凝劑產(chǎn)量達到900mg?L?1，發(fā)酵周期縮短，實現(xiàn)了高細胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這種控制策略可以根據(jù)不同發(fā)酵階段的需求，精確調(diào)整溶氧水平，為提高產(chǎn)酶效率提供了一種有效的方法。不銹鋼溶氧電極廠家推薦