在发酵行业,溶氧电极用于监测发酵液中的溶氧值(DO)。发酵过程中,微生物的生长和代谢活动需要消耗氧气,不同阶段对溶氧浓度有不同要求。溶氧电极可实时反馈发酵液中的溶氧情况,发酵工程师根据这些数据,调整搅拌速度、通气量等参数,确保微生物在适宜的溶氧环境下进行发酵,提高发酵产物的产量和质量。例如在发酵中,精细控制溶氧浓度,可使的发酵单位大幅提高 。溶氧电极的使用寿命与维护保养息息相关。正确的使用和维护能够延长电极的使用寿命,降低使用成本。如按照规定的操作流程进行安装、校准和使用,避免电极受到碰撞、挤压等物理损伤。定期检查电极的膜是否有破损、污染,及时更换损坏或污染严重的膜。对于消耗性的阳极材料,在其损耗到一定程度时,及时进行更换。此外,将电极存放在适宜的环境中,如温度在 - 10…60 °C,干放储存并注意防潮,也有助于延长其使用寿命 。固态电解质溶氧电极无需频繁更换电解液,提升野外使用便利性。四川高寿命溶氧电极
传统极谱氧电极与光学溶氧电极的差异,在工业发酵过程中,光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高、漂移小、响应快等优点。传统极谱氧电极在使用过程中可能会出现精度不够高、信号漂移较大以及响应速度较慢的问题,这可能会影响对发酵过程中溶氧情况的准确监测。而光学溶氧电极配套的软件具有数字化管理功能,在发酵过程中具有代替传统极谱氧电极的巨大潜力。这意味着在不同类型的发酵罐中,若采用光学溶氧电极,可以更准确地监测溶氧水平,为发酵过程的优化提供更可靠的数据支持。上海不锈钢溶解氧电极低温环境下溶氧电极响应变慢,可通过加热装置维持恒温测量。
在食品发酵工业中,溶氧电极的应用对于控制发酵过程和提高产品质量至关重要。不同的发酵阶段需要不同的溶氧水平,通过溶氧电极监测可以及时调整通风和搅拌等操作,确保微生物在适宜的溶氧条件下进行发酵。例如,在发酵过程中,氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响。研究溶氧对发酵的影响及控制,对提高生产效率和改善产品质量都有重要意义。溶氧电极测值的溶氧水平还会影响微生物的生存策略。在低氧环境下,微生物可能会采取一些特殊的生存策略,如改变代谢途径、产生抗氧化物质等,以适应低氧条件。而在高氧环境下,微生物可能会增强抗氧化能力,防止氧化损伤。通过研究溶氧水平对微生物生存策略的影响,可以更好地理解微生物在不同环境条件下的适应性和生存机制。
溶氧电极在石油开采领域也有应用。在油藏开采过程中,向油层注入含有一定溶解氧的水,可促进油层中微生物的生长和代谢,这些微生物能够分解原油中的一些复杂有机物,降低原油黏度,提高原油的流动性,从而提高原油采收率。溶氧电极可用于监测注入水中的溶解氧浓度,以及油层中溶解氧的分布情况,帮助工程师优化注水方案,提高石油开采效率,降低开采成本。新型智能溶氧电极具备自我诊断功能。它能够实时监测自身的工作状态,如电极的极化电压是否正常、透气膜是否有破损、电解液是否充足等。一旦发现异常,电极会自动发出警报,并通过内置的算法对故障进行初步诊断,提示用户可能出现问题的部位和原因。这种自我诊断功能**提高了电极的可靠性和维护效率,减少了因电极故障导致的监测中断和数据不准确的情况。溶氧电极的计量校准需符合 JJG 291-2015《溶解氧测定仪检定规程》。
溶氧电极与微生物燃料电池结合有助于研究微生物群落,1、利用电化学和微生物学工具(如 Illumina 测序、共聚焦显微镜和生物膜冷冻切片)结合溶氧电极,可以探索 MFC 中阳极和阴极生物膜的微生物群落。例如,在不同 DO 条件下的 MFC 中,阴极电极的优势菌属会发生变化。在研究中发现,阴极电极的优势菌属从 Pirellula 变为 Thermomonas,直至变为 Azospira。2、在 A-MFC 的生物阴极中,存在硫还原细菌(Desulfuromonas)和紫色非硫细菌,这表明硫化合物的循环可以穿梭电子,维持氧气作为终端电子受体的还原。在 P-MFC 的生物阴极中,光合培养物提供了高 DO 水平,维持了好氧微生物群落,Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌属达到总 OTUs 的 50% 以上通过溶解氧电极反馈控制,可实现发酵过程的闭环自动化,减少人为操作误差。江苏生物发酵用溶解氧电极供应商
电解液中出现浑浊或沉淀,说明阳极氧化产物积累,需彻底清洗电极。四川高寿命溶氧电极
谷氨酸棒杆菌在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。在 3L 发酵罐上系统研究溶氧水平对谷氨酸棒杆菌菌体生长及新型生物絮凝剂 REA-11 合成的影响,提出生物絮凝剂 REA-11 合成的分阶段供氧控制策略:发酵过程 0~16h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h?1,16h 后降低 kLa 为 40h?1 至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在 1L?L?1?min?1。采用该分阶段供氧控制策略,生物絮凝剂产量达到 900mg?L?1,发酵周期缩短到 30h,比恒定 kLa 为 40h?1 条件下的 REA-11 产量(549mg?L?1)提高了 64%,产率提高了 45%,生产强度也比 kLa 恒定为 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批发酵过程分别提高了 81.2%、120% 和 420%,实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一。综上所述,不同种类的微生物在生物发酵产酶过程中对溶氧水平的需求差异较大。这些差异主要体现在不同的微生物对搅拌转速、通气量、温度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的变化会对菌体生长和产物产量产生较大影响。因此,在生物发酵过程中,需要根据不同的微生物种类和发酵目的,优化溶氧控制条件,以提高发酵效率和产物产量。四川高寿命溶氧电极