在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中,改善溶氧電極水平均勻性對于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要,以下是采用氣體擴(kuò)散系統(tǒng)和生物降解活性劑這一方法的講解說明。在曝氣灌溉中,采用變壓分離制氧技術(shù)-氧氣擴(kuò)散系統(tǒng)-空氣注射技術(shù)耦合系統(tǒng),可以有效分析NaCl介質(zhì)及生物降解活性劑對純氧曝氣灌溉水氧傳輸特性的影響。其中,生物降解活性劑BS1000的添加促進(jìn)氧傳質(zhì)過程的發(fā)生,提高了曝氣水中的溶氧飽和度。當(dāng)BS1000質(zhì)量濃度在2mg/L及以上時,NaCl介質(zhì)對氧總傳質(zhì)系數(shù)的增幅明顯,而NaCl介質(zhì)對曝氣水中的溶氧飽和度起到抑制作用。各組合條件下,曝氣滴灌中流量均勻系數(shù)均在95%以上,溶氧均勻系數(shù)均在97%以上。添加活性劑BS1000可使氧總傳質(zhì)系數(shù)平均提高18.85%以上。由此可見,通過合理使用生物降解活性劑和特定的氣體擴(kuò)散系統(tǒng),可以改善溶氧水平的均勻性,為大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)提供了一種可行的技術(shù)手段。溶氧電極的溫度補(bǔ)償范圍多為 0-50℃,適應(yīng)多數(shù)環(huán)境監(jiān)測場景。極譜法溶解氧電極批發(fā)
溶氧電極測值的變化還會影響微生物的群落結(jié)構(gòu)。在不同的溶氧水平下,微生物群落會發(fā)生適應(yīng)性變化。例如,在高鹽環(huán)境的微生物燃料電池中,當(dāng)溶氧電極測值顯示特定的溶氧水平時,陰極生物膜中的微生物群落會發(fā)生改變,一些特定的菌種如 Desulfuromonas sp. 和 Gammaproteobacteria 會成為關(guān)鍵物種,影響微生物燃料電池的性能。因此,通過溶氧電極監(jiān)測溶氧水平的變化,可以研究微生物群落結(jié)構(gòu)與溶氧水平之間的關(guān)系。對于一些對氧氣敏感的微生物,溶氧電極的測值尤為重要。例如,微需氧微生物在低氧環(huán)境下生長,但對氧氣的濃度要求非常嚴(yán)格。溶氧電極可以精確地測量這種低氧水平,幫助研究人員確定微需氧微生物的較好生長條件。同時,對于一些在低氧環(huán)境下具有特殊代謝功能的微生物,如在微氧條件下能夠有效降解生物毒性污染物的微生物,溶氧電極可以監(jiān)測到適宜的溶氧水平,促進(jìn)其代謝過程。深圳生物發(fā)酵用溶氧電極租賃模式為臨時監(jiān)測項目提供溶氧電極解決方案,降低初期投入。
溶氧電極——溶氧對生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素影響案列:1、典型案例?紅酵母(Rhodotorulaglutinis)DO維持在30%時,β-胡蘿卜素產(chǎn)量較10%DO提高2-3倍。(1)三孢布拉霉(Blakesleatrispora)兩階段控制:0-24hDO=50%24-120hDO=20%β-胡蘿卜素產(chǎn)量達(dá)1.5g/L。(2)雨生紅球藻(Haematococcuspluvialis)低氧DO<10%誘導(dǎo)蝦青素積累,但需結(jié)合高光強(qiáng)脅迫。二、挑戰(zhàn)與未來方向:(1)動態(tài)監(jiān)測:在線DO傳感器與代謝通量分析結(jié)合,實現(xiàn)實時調(diào)控。(2)合成生物學(xué):構(gòu)建氧不敏感菌株或人工?氧響應(yīng)途徑。(3)節(jié)能優(yōu)化:開發(fā)低能耗曝氣系統(tǒng)(如微氣泡曝氣)通過調(diào)控溶解氧,可提高類胡蘿卜素的發(fā)酵產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)性,但需結(jié)合菌種特性、工藝參數(shù)及成本進(jìn)行綜合優(yōu)化。
溶氧電極在植物工廠中的應(yīng)用也逐漸受到關(guān)注。在植物工廠中,通過精確控制光照、溫度、濕度和二氧化碳濃度等環(huán)境因素,實現(xiàn)植物的高效生長。而溶解氧作為植物根系生長和呼吸的重要因素,同樣需要精細(xì)調(diào)控。溶氧電極可用于監(jiān)測植物工廠營養(yǎng)液中的溶解氧濃度,根據(jù)植物的生長階段和需求,調(diào)整營養(yǎng)液的通氣量和循環(huán)方式,為植物提供適宜的溶氧環(huán)境,促進(jìn)植物的健康生長,提高植物工廠的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。微基智慧科技(江蘇)有限公司中國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)(T/CAS xxx)推動溶氧電極在細(xì)分領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。
溶氧電極在生物科學(xué)研究領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。在細(xì)胞培養(yǎng)實驗中,細(xì)胞的生長和代謝對培養(yǎng)環(huán)境中的溶解氧濃度十分敏感。通過在培養(yǎng)體系中安裝溶氧電極,科研人員能夠?qū)崟r掌握溶解氧的變化,及時調(diào)整培養(yǎng)條件,如調(diào)節(jié)通氣量等,為細(xì)胞提供適宜的生長環(huán)境,促進(jìn)細(xì)胞的增殖與分化。在微生物發(fā)酵研究中,溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵過程中微生物對氧氣的利用情況,幫助優(yōu)化發(fā)酵工藝,提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量,為生物制品的研發(fā)與生產(chǎn)提供有力支持 。溶氧電極使用前需進(jìn)行兩點(diǎn)校準(zhǔn)(空氣校準(zhǔn)和零點(diǎn)校準(zhǔn))以確保精度。深圳生物發(fā)酵用溶氧電極
溶氧電極的透氣膜(聚丙烯 / 硅橡膠)隔絕溶液,允許氧氣選擇性滲透至電極表面。極譜法溶解氧電極批發(fā)
溶氧電極的工作原理及重要性溶氧電極是一種用于測量發(fā)酵液中溶解氧濃度的傳感器。它通過電化學(xué)原理,將溶解氧的濃度轉(zhuǎn)化為電信號,從而實現(xiàn)對溶氧水平的實時監(jiān)測。在發(fā)酵罐廠中,溶氧電極的重要性不言而喻。合適的溶氧水平對于微生物的生長和代謝至關(guān)重要。如果溶氧不足,微生物的生長和代謝會受到抑制,從而影響發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量;反之,如果溶氧過高,可能會導(dǎo)致微生物的過度氧化,同樣會對發(fā)酵過程產(chǎn)生不利影響。因此,通過溶氧電極實時監(jiān)測溶氧水平,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整發(fā)酵條件,對于提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。極譜法溶解氧電極批發(fā)