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(gè)因素：發(fā)酵規(guī)模（實(shí)驗(yàn)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(duì)于大型發(fā)酵罐（>50m3），通常選用帶溫度補(bǔ)償?shù)墓I(yè)級(jí)電極,，如梅特勒-托利多InPro6860i系列,，其防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP68，耐受壓力至6bar,。

安裝位置對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性有重要影響,。電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)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(shí)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(cè)量波動(dòng)幅度從±5%降低到±1.5%。校準(zhǔn)程序必須嚴(yán)格執(zhí)行,。兩點(diǎn)校準(zhǔn)法（零點(diǎn)用無氧亞硫酸鈉溶液,，滿度用空氣飽和水）是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是,，高溫校準(zhǔn)（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(zhǔn)后,，測(cè)量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%,。 微流控芯片集成溶氧電極，實(shí)現(xiàn)納升級(jí)樣品的痕量氧濃度分析,。四川溶解氧電極

不同發(fā)酵罐規(guī)模下的應(yīng)用差異,，在中試規(guī)模（20和250升）及生產(chǎn)規(guī)模（15000升）的novobiocin發(fā)酵中，對(duì)溶氧的測(cè)量發(fā)現(xiàn),，在中試罐中,，當(dāng)渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時(shí)，整體混合不完全,，而當(dāng)D/T=0.69時(shí),，混合較為均勻。這表明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,，攪拌器的設(shè)計(jì)會(huì)影響溶氧的分布和測(cè)量,。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中，對(duì)三種不同尺寸的攪拌器（D/T分別為0.28,、0.33和0.43）進(jìn)行測(cè)試,，發(fā)現(xiàn)整體混合是完全的,，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液體與細(xì)胞之間存在阻力,。這說明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中,，溶氧電極的應(yīng)用需要考慮攪拌器的設(shè)計(jì)以及液體與細(xì)胞之間的阻力差異，以確保準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過程,。浙江溶氧電極熒光法溶氧電極相比傳統(tǒng)膜式電極,，在測(cè)量穩(wěn)定性、維護(hù)便捷性,、無需標(biāo)定以及快速響應(yīng)等方面具有優(yōu)勢(shì),。

溶氧電極在飲用水處理過程中也扮演著重要角色。在自來水廠,，原水經(jīng)過沉淀,、過濾等預(yù)處理后，需要對(duì)水中的溶解氧進(jìn)行調(diào)控,。適量的溶解氧有助于后續(xù)消毒工藝的進(jìn)行,，提高消毒效果；同時(shí),，還能防止水中的一些還原性物質(zhì)對(duì)管道造成腐蝕,。溶氧電極可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理過程中各環(huán)節(jié)的溶解氧濃度，工作人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整曝氣,、加藥等操作,，保證出廠水的溶解氧含量符合國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，為居民提供安全,、質(zhì)量的飲用水,。微基智慧科技(江蘇)有限公司

    溶氧電極——溶氧對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素的影響及調(diào)控，溶解氧（DissolvedOxygen,DO）是生物發(fā)酵過程中影響類胡蘿卜素合成的關(guān)鍵因素之一,，其濃度和調(diào)控直接影響微生物的代謝途徑,、細(xì)胞生長(zhǎng)及次級(jí)代謝產(chǎn)物的積累。以下是溶解氧對(duì)類胡蘿卜素發(fā)酵的影響及調(diào)控策略的詳細(xì)分析：溶解氧對(duì)類胡蘿卜素合成的影響,，1.直接代謝調(diào)控：（1）好氧需求：類胡蘿卜素合成菌（如紅酵母,、黏紅酵母、三孢布拉霉等）多為好氧微生物,，其合成途徑依賴氧分子作為底物（如β-胡蘿卜素合成需氧依賴的環(huán)化酶）,。（2）氧化應(yīng)激響應(yīng)：適度氧脅迫可促進(jìn)抗氧化防御機(jī)制，促進(jìn)類胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素,、蝦青素）積累,，因其具有qingli活性氧（ROS）的功能。但過量ROS會(huì)抑制細(xì)胞生長(zhǎng)。2.能量與還原力平衡：（1）高DO促進(jìn)TCA循環(huán)和氧化磷酸化,，生成更多ATP和NADPH,為類胡蘿卜素合成提供能量和還原力（如NADPH是類胡蘿卜素合成關(guān)鍵輔因子）（2）但過高的DO可能導(dǎo)致碳源過度消耗于菌體生長(zhǎng),，而非產(chǎn)物合成,。3,、關(guān)鍵酶活性，（1）限氧條件下,，MVA途徑（甲羥戊酸途徑）關(guān)鍵酶（如HMG-CoA還原酶）活性可能受抑制,，減少類胡蘿卜素前體（IPP/DMAPP）供應(yīng)。（2）如三孢布拉霉中,，DO>30%飽和度時(shí)胡蘿卜素合成酶基因,。 溶氧電極的防護(hù)等級(jí)（如 IP68）確保在潮濕或水下環(huán)境穩(wěn)定工作。

溶氧電極能夠準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)酵液中的溶氧水平,。在微生物發(fā)酵過程中,，適宜的溶氧水平是菌體生長(zhǎng)和代謝的重要保障。當(dāng)溶氧電極測(cè)值顯示溶氧水平較高時(shí),，對(duì)于好氧微生物而言,，充足的氧氣能夠促進(jìn)其呼吸作用，加速代謝過程,。例如,，在谷氨酸發(fā)酵中，較高的溶氧條件有利于谷氨酸脫氫酶的活性提高,，從而促進(jìn)谷氨酸的生成積累,。同時(shí)，高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質(zhì),，如 ATP,，為細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖提供動(dòng)力。然而,，過高的溶氧水平也可能對(duì)某些微生物產(chǎn)生氧化損傷,，影響其正常生長(zhǎng)和代謝。當(dāng)溶氧電極監(jiān)測(cè)到較低的溶氧水平時(shí),，微生物的生長(zhǎng)和代謝會(huì)發(fā)生明顯變化,。對(duì)于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來說，低溶氧環(huán)境可能是其適宜的生長(zhǎng)條件,。但對(duì)于好氧微生物,，低溶氧會(huì)限制其呼吸作用，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足,。例如,，在微生物燃料電池中，陰極的溶氧水平會(huì)影響其產(chǎn)電性能。當(dāng)溶氧電極測(cè)值較低時(shí),，陰極的氧還原反應(yīng)受到抑制,，從而降低了微生物燃料電池的輸出功率。此外,，低溶氧水平還可能影響微生物的代謝途徑,，促使其產(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物以適應(yīng)環(huán)境。溶氧電極數(shù)據(jù)接入城市智慧水務(wù)平臺(tái),，助力水資源高效管理,。江蘇溶解氧電極

通過溶解氧電極監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵罐中的氧氣分布不均問題,，優(yōu)化混合效率,。四川溶解氧電極

溶氧電極在航空航天領(lǐng)域也有潛在應(yīng)用。在航天器的生命保障系統(tǒng)中,，需要精確控制艙內(nèi)空氣中的氧氣含量,，以保證宇航員的生命安全和健康。溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)艙內(nèi)空氣的溶解氧濃度,，當(dāng)濃度發(fā)生異常變化時(shí),，系統(tǒng)能夠及時(shí)采取措施，如調(diào)節(jié)空氣循環(huán)系統(tǒng),、補(bǔ)充氧氣等,，維持艙內(nèi)空氣環(huán)境的穩(wěn)定。此外,，在航天飛行器的推進(jìn)劑儲(chǔ)存和輸送過程中,，對(duì)液體推進(jìn)劑中的溶解氧含量也有嚴(yán)格要求，溶氧電極可用于監(jiān)測(cè)推進(jìn)劑中的溶解氧,，確保推進(jìn)劑的質(zhì)量和性能,。四川溶解氧電極