浙江污水处理用溶氧电极

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。研究发现，在 70％溶氧条件下，ipe-3 聚苹果酸产量为 10.027g/L，苹果酸产量为 5.70g/L，ipe-5 聚苹果酸产量为 03g/L，苹果酸产量较高为 57.24g/L。与 70％溶氧条件下发酵产量相比，在 10％溶氧条件下，ipe-3 聚苹果酸产量降低了 41.67％，苹果酸产量降低了 62.63％；ipe-5 不产聚苹果酸，苹果酸产量降低了 83.05％。得出溶氧降低导致菌体浓度及葡萄糖利用速率降低，从而造成短梗霉发酵产酸的产量降低。数据波动大时，排查是否存在电磁干扰、搅拌不均匀或气泡干扰。浙江污水处理用溶氧电极

在大规模生物发酵生产中，改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要，以下是提高搅拌速度和控制溶解氧浓度这一方法的讲解说明。在黄原胶发酵中，搅拌速度影响黄原胶发酵液的运动程度和氧传递速率。通过研究发现，在恒定的非限制性溶解氧浓度为空气饱和度的20%下，比较500和1000rpm的搅拌速度的影响。结果表明，只要能确保发酵液的均匀性，培养物的生物性能与搅拌速度无关。随着黄原胶浓度增加，流变复杂性增加，导致停滞区域出现。在1000rpm时，由于其更好的整体混合效果，使得发酵罐中更多的细胞处于代谢活跃状态，从而提高了微生物的氧摄取率。在生产阶段，临界氧水平确定为6%至10%，低于此值，黄原胶的特定生产速率和特定氧摄取率均明显下降。这表明在大规模生物发酵生产中，合理控制搅拌速度和溶解氧浓度可以改善溶氧水平的均匀性。综上所述，在大规模生物发酵生产中，可以通过采用气体扩散系统和生物降解活性剂、优化搅拌转速和通气量、使用压力补偿式发射器、添加表面活性剂以及提高搅拌速度和控制溶解氧浓度等先进发酵技术来改善溶氧水平的均匀性。这些技术手段可以根据不同的发酵需求进行选择和组合，以提高发酵效率和产品质量。耐高温溶氧电极采购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。

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。

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？1、采用模型参考自适应控制（MRAC）MohamedBahita等人在2022年的研究中，基于递归二乘识别方法，提出了一种模型参考自适应控制（MRAC）应用于非线性系统中溶解氧浓度的控制，该系统为活性污泥生物反应器，大量用于废水处理和净化操作。通过与经典的PI控制方法进行比较，验证了该方法在MATLAB环境中的有效性。这种自适应控制技术能够根据系统的实际运行情况不断调整控制参数，以实现对溶氧水平的精确控制，从而为提高产酶效率创造有利条件。2、分阶段供氧控制策略何宁等人在2004年的研究中，在3L发酵罐上系统研究了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，提出了生物絮凝剂REA-11合成的分阶段供氧控制策略。具体为发酵过程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，实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一。这种控制策略可以根据不同发酵阶段的需求，精确调整溶氧水平，为提高产酶效率提供了一种有效的方法。溶解氧电极在好氧发酵中尤为重要，因为许多微生物的代谢活性高度依赖氧气供应。

加强人员培训和管理也能够提高溶氧电极在监测过程中的稳定性。1、操作人员培训：对发酵罐厂的操作人员进行溶氧电极的安装、维护、校准和操作培训，提高操作人员的专业技能和水平。操作人员应熟悉溶氧电极的工作原理、性能特点和使用方法，掌握正确的安装、维护和校准方法，以及在发酵过程中如何根据溶氧水平的变化调整发酵罐的操作条件。2、质量管理体系：建立健全发酵罐厂的质量管理体系，加强对溶氧电极的质量控制和管理。对溶氧电极的采购、验收、安装、维护、校准和使用等环节进行严格的质量控制，确保溶氧电极的性能和稳定性符合发酵工艺的要求。总之，提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性需要从选择合适的电极类型、正确安装和维护电极、优化发酵罐的操作条件、采用先进的控制系统和加强人员培训和管理等方面入手。通过综合采取这些措施，可以提高溶氧电极的稳定性，保证发酵过程的顺利进行，提高发酵产品的质量和产量。通过溶解氧电极的数据反馈，可以动态调整搅拌速率或通气量，确保发酵过程稳定。武汉生物合成学用溶解氧电极

碳中和目标下，溶氧电极在碳捕集与封存（CCUS）领域的应用亟待拓展。浙江污水处理用溶氧电极

在大规模生物发酵生产中，改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要，以下是优化搅拌转速和通气量这一方法的讲解说明。1、以双孢蘑菇为实验菌种，采用 5L 自控式发酵罐培养研究溶氧控制条件（搅拌转速和通气量）对双孢菇发酵过程的影响。结果表明，搅拌转速和通气量对双孢菇的菌体生长和胞外多糖分泌具有显明显影响。得出较佳的培养条件为：温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm，此条件下，培养 5d，菌体生物量多达 20.81g/L，胞外多糖产量多达 3.75g/L。2、在大规模生物发酵生产中，可以根据不同的发酵菌种和生产要求，优化搅拌转速和通气量，以提高溶氧水平的均匀性。浙江污水处理用溶氧电极