在發酵行業,溶氧電極用于監測發酵液中的溶氧值(DO)。發酵過程中,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酵液中的溶氧情況,發酵工程師根據這些數據,調整攪拌速度、通氣量等參數,確保微生物在適宜的溶氧環境下進行發酵,提高發酵產物的產量和質量。例如在發酵中,精細控制溶氧濃度,可使的發酵單位大幅提高 。溶氧電極的使用壽命與維護保養息息相關。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 。固態電解質溶氧電極無需頻繁更換電解液,提升野外使用便利性。四川高壽命溶氧電極
傳統極譜氧電極與光學溶氧電極的差異,在工業發酵過程中,光學溶氧電極相對于傳統極譜氧電極具有精度高、漂移小、響應快等優點。傳統極譜氧電極在使用過程中可能會出現精度不夠高、信號漂移較大以及響應速度較慢的問題,這可能會影響對發酵過程中溶氧情況的準確監測。而光學溶氧電極配套的軟件具有數字化管理功能,在發酵過程中具有代替傳統極譜氧電極的巨大潛力。這意味著在不同類型的發酵罐中,若采用光學溶氧電極,可以更準確地監測溶氧水平,為發酵過程的優化提供更可靠的數據支持。上海不銹鋼溶解氧電極低溫環境下溶氧電極響應變慢,可通過加熱裝置維持恒溫測量。
在食品發酵工業中,溶氧電極的應用對于控制發酵過程和提高產品質量至關重要。不同的發酵階段需要不同的溶氧水平,通過溶氧電極監測可以及時調整通風和攪拌等操作,確保微生物在適宜的溶氧條件下進行發酵。例如,在發酵過程中,氧的傳質速率主要受發酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發酵的影響及控制,對提高生產效率和改善產品質量都有重要意義。溶氧電極測值的溶氧水平還會影響微生物的生存策略。在低氧環境下,微生物可能會采取一些特殊的生存策略,如改變代謝途徑、產生抗氧化物質等,以適應低氧條件。而在高氧環境下,微生物可能會增強抗氧化能力,防止氧化損傷。通過研究溶氧水平對微生物生存策略的影響,可以更好地理解微生物在不同環境條件下的適應性和生存機制。
溶氧電極在石油開采領域也有應用。在油藏開采過程中,向油層注入含有一定溶解氧的水,可促進油層中微生物的生長和代謝,這些微生物能夠分解原油中的一些復雜有機物,降低原油黏度,提高原油的流動性,從而提高原油采收率。溶氧電極可用于監測注入水中的溶解氧濃度,以及油層中溶解氧的分布情況,幫助工程師優化注水方案,提高石油開采效率,降低開采成本。新型智能溶氧電極具備自我診斷功能。它能夠實時監測自身的工作狀態,如電極的極化電壓是否正常、透氣膜是否有破損、電解液是否充足等。一旦發現異常,電極會自動發出警報,并通過內置的算法對故障進行初步診斷,提示用戶可能出現問題的部位和原因。這種自我診斷功能**提高了電極的可靠性和維護效率,減少了因電極故障導致的監測中斷和數據不準確的情況。溶氧電極的計量校準需符合 JJG 291-2015《溶解氧測定儀檢定規程》。
溶氧電極與微生物燃料電池結合有助于研究微生物群落,1、利用電化學和微生物學工具(如 Illumina 測序、共聚焦顯微鏡和生物膜冷凍切片)結合溶氧電極,可以探索 MFC 中陽極和陰極生物膜的微生物群落。例如,在不同 DO 條件下的 MFC 中,陰極電極的優勢菌屬會發生變化。在研究中發現,陰極電極的優勢菌屬從 Pirellula 變為 Thermomonas,直至變為 Azospira。2、在 A-MFC 的生物陰極中,存在硫還原細菌(Desulfuromonas)和紫色非硫細菌,這表明硫化合物的循環可以穿梭電子,維持氧氣作為終端電子受體的還原。在 P-MFC 的生物陰極中,光合培養物提供了高 DO 水平,維持了好氧微生物群落,Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌屬達到總 OTUs 的 50% 以上通過溶解氧電極反饋控制,可實現發酵過程的閉環自動化,減少人為操作誤差。江蘇生物發酵用溶解氧電極供應商
電解液中出現渾濁或沉淀,說明陽極氧化產物積累,需徹底清洗電極。四川高壽命溶氧電極
谷氨酸棒桿菌在生物發酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。在 3L 發酵罐上系統研究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,提出生物絮凝劑 REA-11 合成的分階段供氧控制策略:發酵過程 0~16h 維持體積傳氧系數 kLa 為 100h?1,16h 后降低 kLa 為 40h?1 至發酵結束,整個發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,生物絮凝劑產量達到 900mg?L?1,發酵周期縮短到 30h,比恒定 kLa 為 40h?1 條件下的 REA-11 產量(549mg?L?1)提高了 64%,產率提高了 45%,生產強度也比 kLa 恒定為 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批發酵過程分別提高了 81.2%、120% 和 420%,實現了高細胞生長速率和高產物產率的統一。綜上所述,不同種類的微生物在生物發酵產酶過程中對溶氧水平的需求差異較大。這些差異主要體現在不同的微生物對攪拌轉速、通氣量、溫度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的變化會對菌體生長和產物產量產生較大影響。因此,在生物發酵過程中,需要根據不同的微生物種類和發酵目的,優化溶氧控制條件,以提高發酵效率和產物產量。四川高壽命溶氧電極