溶氧电极在生物制氢领域也崭露头角。某些微生物在特定条件下能够利用有机物进行厌氧发酵产生氢气,而发酵过程中的溶解氧浓度对微生物的产氢效率影响。溶氧电极可用于监测发酵体系中的溶解氧水平,通过控制通气量或添加抑制剂等方式,精细调节溶解氧浓度,为微生物创造适宜的产氢环境,提高生物制氢的效率,推动清洁能源的发展。随着对室内空气质量要求的提高,溶氧电极也逐渐应用于室内环境监测。在一些大型写字楼、商场等人流量密集的场所,空气中的氧气含量会因人员呼吸等因素而发生变化。溶氧电极可与空气质量监测系统集成,实时监测室内空气中的氧气浓度。一旦浓度低于设定阈值,通风系统可自动启动,引入新鲜空气,保证室内人员的舒适度和健康,提升室内环境质量。通过溶解氧电极的数据分析,可以推断微生物的代谢状态,优化发酵工艺参数。江苏高精度溶解氧电极厂家

一、放线菌发酵过程中溶氧电极的选型与优化研究,放线菌发酵的特点放线菌(Actinomycetes)是一类具有分枝菌丝和分生孢子的原核生物,因其菌落呈放射状而得名。1.其结构特征如下:(1)营养菌丝(基内菌丝):负责吸收营养物质,部分可产生色素,是菌种鉴定的重要依据。(2)气生菌丝:生长于营养菌丝之上,进一步发育为孢子丝,形成繁殖孢子。2.放线菌发酵具有以下特点:(1)生长缓慢:发酵周期较长。(2)次级代谢产物为主:目标产物多在中后期大量合成。(3)高粘度:发酵液粘度大,易发生挂壁现象。(4)剪切敏感:菌丝对机械剪切力较为敏感,易受损。二、溶氧控制的难点,在放线菌发酵过程中,溶氧控制面临以下挑战:1.氧传递效率低:中后期菌丝体粘度高,导致氧传递效率下降,混合效果差。2.剪切力限制:因菌丝不耐剪切,无法通过提高搅拌速度改善溶氧。3.溶解氧电极可靠性问题:菌丝堵塞问题,发酵中后期,菌丝易堵塞传感器测量头,导致数据失真。苏州高温灭菌溶解氧电极在基因工程菌发酵中,溶解氧电极帮助维持适宜的氧水平,确保外源蛋白高效表达。

溶氧电极的工作原理基于复杂而精妙的电化学过程。常见的极谱型溶氧电极,在工作时,需向其施加 0.6 - 0.8V 的极化电压。此时,阴极一般采用如白金等纯度极高(99.999% 以上)的材料,会释放电子;阳极通常为银等金属,负责接受电子。当溶液中的氧气透过覆盖在电极头部的透气膜,进入电解液后,便与阴极和阳极构成完整回路,进而产生电流。根据法拉第定律,此电流与氧分压呈正比关系,即 I = k・PO₂ 。凭借这一特性,溶氧电极能够将溶液中溶解氧的浓度转化为可测量的电信号 ,为后续的分析和监测提供基础。
溶氧电极的工作原理:溶氧电极作为测定液体中溶解氧浓度的关键装置,其工作原理基于氧分子在金属表面的氧化还原反应。当下常见的覆膜氧电极,阴极多采用银、铂等贵金属,阳极则是锡、铅等活泼金属,以醋酸缓冲液作为电解质。测量时,液体中的氧透过半透膜抵达阴极,促使两极间产生电子流动,进而形成电流。氧浓度与电流强度呈正相关,如此一来,溶氧浓度便转化为电讯号,经放大处理后,可在显示仪或记录仪上直观呈现。这种将化学过程转化为电信号测量的方式,为准确掌握液体溶氧情况提供了有效途径。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。

采用先进的控制系统能够提高溶氧电极的稳定性,1、模糊自适应 PID 控制器,发酵罐系统中的溶氧具有非线性、时变的特点,传统的 PID 控制器通常不适用于这类系统。因此,可以采用一种新的模糊自适应 PID 控制器,在 Simulink 环境中构建 PID 控制系统,并使用 Matlab 中的模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器。这种模糊自适应 PID 控制器具有响应速度快、控制灵敏度高、适应性强等优点,可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。2、分阶段供氧控制策略,在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的分批发酵过程中,采用分阶段供氧控制策略可以提高生物絮凝剂的产量和稳定性。该策略是在发酵过程 0~16 h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h-1,16 h 后降低 kLa 为 40h-1 至发酵结束,整个发酵过程通气量保持在 1 L・L-1・min-1。采用这种分阶段供氧控制策略,可以实现高细胞生长速率和高产物产率的统一,同时也可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。溶氧电极插入溶液时需确保膜面完全浸没,避免空气残留。河南荧光淬灭溶解氧电极
可降解膜材料研发推动溶氧电极向环保型升级,降低白色污染。江苏高精度溶解氧电极厂家
溶氧电极测量得到的数据需要进行处理和分析,才能为发酵过程的控制提供有效的指导。一般来说,可以通过数据采集系统将溶氧电极测量得到的数据传输到计算机中,然后使用相应的软件进行处理和分析。处理和分析的内容包括数据的滤波、平滑、趋势分析等。通过对溶氧电极数据的处理和分析,可以更好地了解发酵过程中的溶氧变化规律,为优化发酵条件提供依据。为了确保溶氧电极的正常工作,需要对其进行定期的维护和保养。维护和保养的内容包括清洗电极、更换电极膜、校准电极等。在清洗电极时,需要使用适当的清洗剂,避免使用强酸、强碱等腐蚀性清洗剂。在更换电极膜时,需要选择合适的电极膜,并按照说明书进行更换。定期校准电极可以确保其测量结果的准确性。江苏高精度溶解氧电极厂家
淀粉液化芽孢杆菌、出芽短梗霉和短梗霉,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。1、淀粉液化芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)BS5582 在 IOL - 全自动发酵罐规模生产 β- 葡聚糖酶时,通过控制通气量、罐压和搅拌转速进行溶氧优化。在装液量 6L,接种量 6.67%,发酵温度 37℃的条件下,优化后通气量 9L/min,搅拌转速 600r/min,罐压 0.6MPa,β- 葡聚糖酶酶活在 44h 达到 511U/mL,比优化前提高了 122.76%。2、从自然界中分离筛选出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5,经 2.7L 发酵罐发酵。研...