溶解氧参数在发酵过程控制中的关键作用

在好氧发酵过程中，溶解氧浓度是反映微生物代谢活性的重要指标。溶解氧水平直接影响细胞的生长速率和产物合成效率。以典型的青霉素发酵为例，当溶解氧浓度低于5%饱和度时，菌体代谢会从有氧呼吸转向无氧发酵，导致乳酸积累和菌丝形态改变，终使产量下降30-50%。

研究表明，不同发酵阶段对溶解氧的需求存在差异。在菌体生长对数期，维持30-50%的溶解氧饱和度有利于生物量快速积累；而在次级代谢产物合成期，适当降低溶解氧至10-20%可能促进目标产物的合成。某制药企业通过实施阶段式溶解氧控制策略，使红霉素发酵效价提高15%，同时降低能耗18%。

溶解氧监测还能反映发酵过程的异常情况。溶解氧突然升高可能指示染菌或菌体自溶，而持续下降则可能反映通气系统故障或菌体过度生长。在工业化生产中，将溶解氧与OUR（氧摄取率）、CER（二氧化碳释放率）等参数结合分析，可以实现更精细的过程监控和故障诊断。 溶解氧电极的安装位置应避开发酵罐的死角，以获取更具代表性的溶氧数值。湖北溶氧电极批发

土壤中的溶解氧对植物根系的呼吸作用和土壤微生物的活动影响深远，溶氧电极在土壤研究中也有用武之地。科研人员将特制的溶氧电极插入土壤不同深度，能够测量土壤中溶解氧的垂直分布情况。这些数据有助于了解土壤的通气性，判断土壤是否处于健康状态。微基智慧科技(江苏)有限公司 例如，在湿地土壤研究中，通过监测溶解氧，可分析湿地生态系统中物质循环和能量流动的规律，为湿地保护和修复提供科学依据。微基智慧科技(江苏)有限公司。苏州耐用溶解氧电极柔性电子技术赋能可穿戴溶氧电极，用于人体组织氧含量实时监测。

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

溶氧电极在生物修复受污染水体的过程中发挥着关键作用。在利用微生物修复受污染水体时，微生物的生长和代谢需要消耗氧气，而水体中的溶解氧浓度直接影响微生物的活性和修复效果。溶氧电极可实时监测修复区域水体中的溶解氧含量，根据监测数据调整曝气设备的运行参数，或添加适量的增氧剂，为微生物提供充足的氧气，促进污染物的分解和转化，加速水体的修复进程，改善水环境质量。溶氧电极的测量范围也是一个重要参数。不同类型的溶氧电极具有不同的测量范围，例如，一些用于实验室研究的高精度溶氧电极，其测量范围可能较窄，适用于对溶解氧浓度变化敏感且浓度范围较小的实验场景；而一些用于工业生产或环境监测的溶氧电极，测量范围则相对较宽，能够满足不同环境下溶解氧浓度变化较大的测量需求。在实际应用中，需根据具体测量要求选择合适测量范围的溶氧电极，以确保测量结果的准确性和有效性。禁止用手直接触摸溶氧电极的膜面，防止油脂污染影响性能。

溶氧电极在发酵罐厂的应用中，稳定性至关重要。提高溶氧电极的稳定性可以从多个方面入手。一、选择合适的溶氧电极类型，目前市场上主要有传统极谱氧电极和光学溶氧电极两种类型。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。在发酵过程中，光学溶氧电极具有代替传统极谱氧电极的巨大潜力。因此，在发酵罐厂应用中，可以优先选择光学溶氧电极，以提高稳定性。二、正确安装和维护，1、溶氧电极安装位置的选择，溶氧电极应安装在发酵罐内能够准确反映发酵液中溶氧水平的位置。一般来说，应避免安装在搅拌器附近、进气口或出气口等容易产生湍流或气泡的地方，以免影响测量的准确性。安装时应确保电极与发酵液充分接触，同时要注意电极的密封性，防止发酵液泄漏或外部气体进入影响测量结果。2、定期维护和校准，定期对溶氧电极进行维护和校准是保证其稳定性的重要措施。维护包括清洗电极表面、检查电极的密封性和电缆连接等。校准可以采用两点校准法或三点校准法，根据发酵液的实际情况选择合适的校准液进行校准。校准的频率应根据发酵罐的使用情况和电极的性能来确定，一般建议每周或每月进行一次校准。溶氧电极分为极谱式（需外部电源极化）和原电池式（自发电效应）。深圳耐用溶氧电极

溶氧电极测量时需搅拌溶液，减少液膜阻力对氧传质的影响。湖北溶氧电极批发

不同发酵罐规模下的应用差异，在中试规模（20和250升）及生产规模（15000升）的novobiocin发酵中，对溶氧的测量发现，在中试罐中，当涡轮搅拌器的直径与罐直径之比（D/T）为0.40时，整体混合不完全，而当D/T=0.69时，混合较为均匀。这表明在不同规模的发酵罐中，搅拌器的设计会影响溶氧的分布和测量。在生产规模的发酵罐中，对三种不同尺寸的搅拌器（D/T分别为0.28、0.33和0.43）进行测试，发现整体混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液体与细胞之间存在阻力。这说明在不同规模的发酵罐中，溶氧电极的应用需要考虑搅拌器的设计以及液体与细胞之间的阻力差异，以确保准确监测溶氧水平并优化发酵过程。湖北溶氧电极批发