河南光學(xué)法溶氧電極

采用先進(jìn)的控制系統(tǒng)能夠提高溶氧電極的穩(wěn)定性，1、模糊自適應(yīng) PID 控制器，發(fā)酵罐系統(tǒng)中的溶氧具有非線性、時(shí)變的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的 PID 控制器通常不適用于這類系統(tǒng)。因此，可以采用一種新的模糊自適應(yīng) PID 控制器，在 Simulink 環(huán)境中構(gòu)建 PID 控制系統(tǒng)，并使用 Matlab 中的模糊邏輯控制工具箱設(shè)計(jì)模糊控制器。這種模糊自適應(yīng) PID 控制器具有響應(yīng)速度快、控制靈敏度高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可以提高溶氧電極在發(fā)酵罐廠應(yīng)用中的穩(wěn)定性。2、分階段供氧控制策略，在谷氨酸棒桿菌合成新型生物絮凝劑的分批發(fā)酵過程中，采用分階段供氧控制策略可以提高生物絮凝劑的產(chǎn)量和穩(wěn)定性。該策略是在發(fā)酵過程 0～16 h 維持體積傳氧系數(shù) kLa 為 100h-1，16 h 后降低 kLa 為 40h-1 至發(fā)酵結(jié)束，整個(gè)發(fā)酵過程通氣量保持在 1 L?L-1?min-1。采用這種分階段供氧控制策略，可以實(shí)現(xiàn)高細(xì)胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一，同時(shí)也可以提高溶氧電極在發(fā)酵罐廠應(yīng)用中的穩(wěn)定性。溶氧電極的校準(zhǔn)周期根據(jù)使用頻率設(shè)定，通常每周或每月一次。河南光學(xué)法溶氧電極

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(duì)于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，以下是優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量這一方法的講解說明。1、以雙孢蘑菇為實(shí)驗(yàn)菌種，采用 5L 自控式發(fā)酵罐培養(yǎng)研究溶氧控制條件（攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量）對(duì)雙孢菇發(fā)酵過程的影響。結(jié)果表明，攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量對(duì)雙孢菇的菌體生長和胞外多糖分泌具有顯明顯影響。得出較佳的培養(yǎng)條件為：溫度 25℃、攪拌轉(zhuǎn)速 160r/min、通氣量 0.9vvm，此條件下，培養(yǎng) 5d，菌體生物量多達(dá) 20.81g/L，胞外多糖產(chǎn)量多達(dá) 3.75g/L。2、在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，可以根據(jù)不同的發(fā)酵菌種和生產(chǎn)要求，優(yōu)化攪拌轉(zhuǎn)速和通氣量，以提高溶氧水平的均勻性。蘇州溶氧電極費(fèi)用溶氧電極的防護(hù)等級(jí)（如 IP68）確保在潮濕或水下環(huán)境穩(wěn)定工作。

溶氧電極在發(fā)酵罐廠中的安裝與調(diào)試，在發(fā)酵罐廠中，溶氧電極的安裝位置非常關(guān)鍵。一般來說，溶氧電極應(yīng)該安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)位置，以確保能夠準(zhǔn)確地測量發(fā)酵液中的溶氧水平。在安裝溶氧電極之前，需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，以確保其能夠正常工作。調(diào)試過程包括校準(zhǔn)溶氧電極、檢查電極的響應(yīng)時(shí)間和穩(wěn)定性等。只有經(jīng)過調(diào)試合格的溶氧電極才能投入使用。同時(shí)，溶氧電極能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶氧水平，為發(fā)酵過程的控制提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。通過連續(xù)監(jiān)測溶氧水平，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中的異常情況，如溶氧過低或過高，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。例如，當(dāng)溶氧過低時(shí)，可以通過增加通氣量、提高攪拌速度等方式提高溶氧水平；當(dāng)溶氧過高時(shí)，可以適當(dāng)降低通氣量或攪拌速度，以避免微生物的過度氧化。

    1、大腸桿菌對(duì)溶氧的需求，大腸桿菌是一種兼性厭氧菌，在有氧條件下可通過有氧呼吸高效代謝。在高密度發(fā)酵過程中，充足的氧氣供應(yīng)至關(guān)重要，通常需要將溶解氧（DO）水平維持在20%-30%。若DO低于此范圍，菌體可能轉(zhuǎn)向厭氧代謝，通過“Crabtree效應(yīng)”積累乙酸，進(jìn)而抑制蛋白質(zhì)合成和菌體生長，影響發(fā)酵效率。2、DO-STAT控制策略，DO-STAT（溶氧關(guān)聯(lián)補(bǔ)料控制）是一種基于實(shí)時(shí)溶氧反饋的智能補(bǔ)料技術(shù)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)補(bǔ)料速率使耗氧與供氧達(dá)到平衡。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)微生物發(fā)酵領(lǐng)域，尤其在大腸桿菌和酵母菌的高密度培養(yǎng)中表現(xiàn)優(yōu)異，是重組蛋白、疫苗及酶制劑生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝之一。溶氧水平的精細(xì)控制直接決定了菌體生長速率和產(chǎn)物合成效率。3、溶氧監(jiān)測，目前發(fā)酵過程中的溶氧在線監(jiān)測主要依賴兩類傳感器，極譜型溶氧電極：傳統(tǒng)電化學(xué)傳感器，響應(yīng)快，需定期維護(hù)。光學(xué)溶氧傳感器：基于熒光淬滅原理，穩(wěn)定性高，維護(hù)需求低。4、溶氧分段控制根據(jù)發(fā)酵階段動(dòng)態(tài)調(diào)整DO水平，可大幅度提升產(chǎn)物產(chǎn)量，生長期：維持DO20%-30%，配合高攪拌速率（500-800rpm），促進(jìn)菌體快速增殖。誘導(dǎo)期：降低DO至10%-20%，減少乙酸積累，同時(shí)促進(jìn)外源蛋白表達(dá)（如IPTG誘導(dǎo)系統(tǒng)）。 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。

不同菌種發(fā)酵過程中的應(yīng)用差異：1、以雙孢蘑菇為實(shí)驗(yàn)菌種，采用5L自控式發(fā)酵罐培養(yǎng)研究，溶氧控制條件對(duì)雙孢菇發(fā)酵過程的影響。在此過程中，考察了發(fā)酵過程中菌體生物量、胞外多糖產(chǎn)量、相對(duì)溶氧、葡萄糖含量的變化。這表明在雙孢蘑菇發(fā)酵過程中，溶氧電極可以用于監(jiān)測這些關(guān)鍵參數(shù)的變化，從而優(yōu)化溶氧控制條件，提高菌體生物量和胞外多糖產(chǎn)量。2、對(duì)于淀粉液化芽孢桿菌BS5582在IOL-全自動(dòng)發(fā)酵罐規(guī)模生產(chǎn)β-葡聚糖酶的過程中，通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行溶氧優(yōu)化。優(yōu)化后β-葡聚糖酶酶活在44h達(dá)到511U/mL，比優(yōu)化前提高了122.76%6。這說明在淀粉液化芽孢桿菌發(fā)酵過程中，溶氧電極可用于指導(dǎo)溶氧優(yōu)化，提高酶的產(chǎn)量。3、在短梗霉發(fā)酵過程中，將短梗霉菌株經(jīng)2.7L發(fā)酵罐發(fā)酵，研究溶氧對(duì)其發(fā)酵的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在70%溶氧條件下，不同短梗霉菌株的聚蘋果酸和蘋果酸產(chǎn)量有明顯差異，而在10%溶氧條件下，產(chǎn)量降低明顯。這表明在短梗霉發(fā)酵過程中，溶氧電極可用于監(jiān)測溶氧對(duì)發(fā)酵產(chǎn)酸的影響，為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。溶氧電極的線性度測試需覆蓋 0-100% 量程，誤差不超過 ±2%。江蘇高精度溶氧電極廠家推薦

在疫苗生產(chǎn)用的細(xì)胞培養(yǎng)中，溶解氧電極確保哺乳動(dòng)物細(xì)胞獲得足夠的氧供應(yīng)。河南光學(xué)法溶氧電極

溶氧電極（溶氧水平對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響）：溶氧水平還可能影響發(fā)酵過程中的其他因素，進(jìn)而間接影響產(chǎn)酶效率。例如，在谷氨酸棒桿菌合成新型生物絮凝劑的過程中，分階段供氧控制策略能夠提高生物絮凝劑的產(chǎn)量，縮短發(fā)酵周期，實(shí)現(xiàn)高細(xì)胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這說明溶氧水平的合理控制可以優(yōu)化發(fā)酵過程，提高細(xì)胞生長速率，從而為酶的合成提供更多的物質(zhì)基礎(chǔ)。細(xì)胞生長速率的提高意味著更多的細(xì)胞參與代謝活動(dòng)，可能會(huì)增加酶的合成量。此外，溶氧水平還可能影響發(fā)酵液的 pH 值、營養(yǎng)物質(zhì)的分布等因素，這些因素也可能對(duì)產(chǎn)酶效率產(chǎn)生影響。河南光學(xué)法溶氧電極