土壤中的溶解氧對植物根系的呼吸作用和土壤微生物的活動影響深遠,溶氧電極在土壤研究中也有用武之地??蒲腥藛T將特制的溶氧電極插入土壤不同深度,能夠測量土壤中溶解氧的垂直分布情況。這些數(shù)據(jù)有助于了解土壤的通氣性,判斷土壤是否處于健康狀態(tài)。微基智慧科技(江蘇)有限公司 例如,在濕地土壤研究中,通過監(jiān)測溶解氧,可分析濕地生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量流動的規(guī)律,為濕地保護和修復提供科學依據(jù)。微基智慧科技(江蘇)有限公司。溶解氧電極的漂移問題需定期校準,尤其是在長期連續(xù)發(fā)酵過程中更應注意。江蘇熒光淬滅溶解氧電極大概多少錢
發(fā)酵系統(tǒng)中溶解氧電極的選型與安裝規(guī)范
選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素:發(fā)酵規(guī)模(實驗室、中試或生產(chǎn))、滅菌方式(在位滅菌或離位滅菌)、培養(yǎng)基特性(粘度、固體含量)等。對于大型發(fā)酵罐(>50m3),通常選用帶溫度補償?shù)墓I(yè)級電極,如梅特勒-托利多InPro6860i系列,其防護等級可達IP68,耐受壓力至6bar。
安裝位置對測量準確性有重要影響。電極應安裝在發(fā)酵罐的適當高度(通常位于液面下1/3至1/2處),避開攪拌槳直接作用區(qū)域和氣泡聚集區(qū)。推薦安裝角度為15-30度傾斜,這有利于氣泡的及時排除。
在某疫苗生產(chǎn)企業(yè),通過優(yōu)化電極安裝位置,使溶解氧測量波動幅度從±5%降低到±1.5%。校準程序必須嚴格執(zhí)行。兩點校準法(零點用無氧亞硫酸鈉溶液,滿度用空氣飽和水)是行業(yè)標準。值得注意的是,高溫校準(與發(fā)酵溫度一致)可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)顯示,采用60℃校準后,測量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%。 湖北溶解氧電極大概多少錢溶氧電極的響應時間(T90)一般小于 60 秒,快速型可縮短至 20 秒內(nèi)。
如何結(jié)合先進的控制技術(shù)實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?脈沖電場技術(shù)劉振宇等人在2019年的研究中,采用響應面法設(shè)計脈沖電場工作參數(shù)(脈沖強度5-15kV/cm、脈沖持續(xù)時間10-100μs和脈沖數(shù)50-99)并對黑曲霉孢子懸液進行處理和培養(yǎng)。結(jié)果表明脈沖強度很大程度影響菌絲干質(zhì)量和產(chǎn)糖化酶能力,當脈沖強度為12.975kV/cm、脈沖寬度為54μs和脈沖數(shù)為66時,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,比對照提高了68.27%和14.71%。雖然該研究主要針對黑曲霉生長和糖化酶活性,但脈沖電場技術(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,可以通過脈沖電場刺激微生物的代謝活動,從而提高對溶氧的利用效率,進而提高產(chǎn)酶效率。
淀粉液化芽孢桿菌、出芽短梗霉和短梗霉,在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。1、淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)BS5582 在 IOL - 全自動發(fā)酵罐規(guī)模生產(chǎn) β- 葡聚糖酶時,通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進行溶氧優(yōu)化。在裝液量 6L,接種量 6.67%,發(fā)酵溫度 37℃的條件下,優(yōu)化后通氣量 9L/min,攪拌轉(zhuǎn)速 600r/min,罐壓 0.6MPa,β- 葡聚糖酶酶活在 44h 達到 511U/mL,比優(yōu)化前提高了 122.76%。2、從自然界中分離篩選出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5,經(jīng) 2.7L 發(fā)酵罐發(fā)酵。研究發(fā)現(xiàn),在 70%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產(chǎn)量為 10.027g/L,蘋果酸產(chǎn)量為 5.70g/L,ipe-5 聚蘋果酸產(chǎn)量為 03g/L,蘋果酸產(chǎn)量較高為 57.24g/L。與 70%溶氧條件下發(fā)酵產(chǎn)量相比,在 10%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產(chǎn)量降低了 41.67%,蘋果酸產(chǎn)量降低了 62.63%;ipe-5 不產(chǎn)聚蘋果酸,蘋果酸產(chǎn)量降低了 83.05%。得出溶氧降低導致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低,從而造成短梗霉發(fā)酵產(chǎn)酸的產(chǎn)量降低。實驗教材詳細記錄溶氧電極的故障案例,培養(yǎng)學生問題解決能力。
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(guān)。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 。溶氧電極的低功耗設(shè)計符合全球節(jié)能減排趨勢,減少能源浪費。上海微生物培養(yǎng)用溶氧電極
工業(yè)級溶氧電極需通過 CE、ISO 9001 等認證,確??煽啃院鸵恢滦?。江蘇熒光淬滅溶解氧電極大概多少錢
溶氧電極的準確性對于研究溶氧水平對微生物生長和代謝的影響至關(guān)重要。通過精確測量溶氧水平,可以更好地了解微生物在不同溶氧條件下的生長規(guī)律和代謝變化。例如,在研究微生物陰極催化氧還原反應時,準確的溶氧電極測值可以幫助確定要求的溶氧條件,提高微生物陰極的催化性能。同時,溶氧電極還可以實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶氧變化,為優(yōu)化發(fā)酵工藝提供依據(jù)。在污水處理領(lǐng)域,溶氧電極也發(fā)揮著重要作用。不同類型的微生物對溶氧水平的要求各異,通過溶氧電極監(jiān)測可以調(diào)整污水處理系統(tǒng)中的溶氧水平,以滿足不同微生物的生長需求。例如,在含有高銨鹽的廢水中,利用溶氧電極監(jiān)測可以開發(fā)出具有電活性生物膜的氧生物陰極。當溶氧電極測值顯示適宜的溶氧水平時,這些生物陰極能夠同時進行硝化反應和催化分子氧的還原,從而實現(xiàn)廢水的高效處理。江蘇熒光淬滅溶解氧電極大概多少錢