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。溶氧电极无信号输出时,检查电源线连接、电解液是否干涸或膜是否破损。江苏生物合成学用溶解氧电极哪家好

如何结合先进的控制技术实现对溶氧电极水平的精确控制以提高产酶效率?脉冲电场技术刘振宇等人在2019年的研究中,采用响应面法设计脉冲电场工作参数(脉冲强度5-15kV/cm、脉冲持续时间10-100μs和脉冲数50-99)并对黑曲霉孢子悬液进行处理和培养。结果表明脉冲强度很大程度影响菌丝干质量和产糖化酶能力,当脉冲强度为12.975kV/cm、脉冲宽度为54μs和脉冲数为66时,黑曲霉的菌丝干质量和糖化酶活性分别为28.05mg和18.01U/mL,比对照提高了68.27%和14.71%。虽然该研究主要针对黑曲霉生长和糖化酶活性,但脉冲电场技术可能为其他产酶过程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如,可以通过脉冲电场刺激微生物的代谢活动,从而提高对溶氧的利用效率,进而提高产酶效率。江苏荧光淬灭溶氧电极厂家在生物燃料(如乙醇、丁醇)生产中,溶解氧电极优化了微生物的糖代谢效率。

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。
溶氧电极与其他传感器的协同作用,在发酵罐厂中,溶氧电极通常与其他传感器协同工作,如pH电极、温度传感器等。这些传感器共同监测发酵过程中的各种参数,为发酵过程的优化提供完整的数据支持。例如,pH电极可以监测发酵液的酸碱度,温度传感器可以监测发酵液的温度。通过综合考虑这些参数,可以更好地控制发酵过程,提高发酵产物的产量和质量。不同的发酵工艺对溶氧水平的要求不同。例如,在好氧发酵过程中,需要较高的溶氧水平,以满足微生物的生长和代谢需求;而在厌氧发酵过程中,则需要较低的溶氧水平,甚至是无氧环境。溶氧电极可以根据不同的发酵工艺要求,实时监测溶氧水平,并为调整发酵条件提供依据。在实际应用中,需要根据具体的发酵工艺选择合适的溶氧电极,并进行合理的安装和调试,以确保其能够准确地测量溶氧水平。溶氧电极向微型化、低功耗、高集成度方向发展,适配物联网传感器节点。

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。干扰气体(如 H2S/CO2)可能穿透膜影响测量,需选择抗干扰膜材料。江苏荧光淬灭溶氧电极厂家
测量值持续偏高可能因膜老化导致渗透性增加,需更换新膜。江苏生物合成学用溶解氧电极哪家好
溶解氧电极在生物发酵过程中的关键作用溶解氧电极是生物发酵过程中不可或缺的在线监测工具,用于实时测量发酵液中的溶解氧浓度(DO)。在好氧发酵中,微生物的生长和代谢高度依赖氧气供应,如氨基酸和酶制剂的工业生产均需精确控制溶解氧水平。溶解氧电极通过电化学或光学原理检测氧分压,并将信号转换为可读数据,帮助操作人员优化通气、搅拌速率或补料策略。例如,在青霉素发酵中,溶解氧不足会导致菌体代谢转向乳酸积累,而过高则可能引起氧化应激,影响产物合成。因此,溶解氧电极的精细监测是确保发酵工艺稳定性和产物得率的关键。
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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...