隨著科技的不斷進(jìn)步,溶氧電極的性能也在不斷提高。未來,溶氧電極將朝著更加智能化、高精度、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。例如,智能化溶氧電極可以實(shí)現(xiàn)自動校準(zhǔn)、故障診斷等功能,提高了使用的便利性和可靠性;高精度溶氧電極可以實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的測量,為發(fā)酵過程的優(yōu)化提供更加精確的數(shù)據(jù)支持;高穩(wěn)定性溶氧電極可以在惡劣的環(huán)境下長期穩(wěn)定工作,降低了維護(hù)成本。在發(fā)酵罐廠中,溶氧電極可以通過優(yōu)化發(fā)酵條件,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。例如,通過實(shí)時(shí)監(jiān)測溶氧水平,調(diào)整通氣量和攪拌速度,可以避免過度通氣和攪拌,從而降低能源消耗。此外,溶氧電極還可以與節(jié)能控制系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)更加智能化的節(jié)能控制。溶解氧電極通常采用極譜法或光學(xué)法原理,能夠適應(yīng)不同發(fā)酵體系的測量需求。高精度溶解氧電極訂購
在釀酒葡萄種植園,溶氧電極開始發(fā)揮獨(dú)特價(jià)值。土壤中的溶氧水平,直接影響葡萄根系的生長與養(yǎng)分吸收,進(jìn)而決定葡萄果實(shí)的品質(zhì)。通過在葡萄園土壤不同深度部署溶氧電極,種植者能實(shí)時(shí)獲取土壤溶氧數(shù)據(jù)。在干旱期,當(dāng)土壤溶氧因水分缺失而升高時(shí),可適時(shí)灌溉,維持根系正常呼吸;在雨季,若溶氧因積水降低,能及時(shí)排水,防止根系缺氧腐爛。憑借精細(xì)的溶氧調(diào)控,種植園可培育出風(fēng)味更濃郁、糖分更充足的釀酒葡萄,為葡萄酒生產(chǎn)筑牢基礎(chǔ) 。江蘇微生物培養(yǎng)用溶解氧電極價(jià)格虛擬仿真軟件模擬溶氧電極工作過程,輔助學(xué)生理解電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。
溶氧電極(溶氧水平對生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響):在短梗霉發(fā)酵過程中,研究了溶氧對其發(fā)酵的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),溶氧降低導(dǎo)致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低,從而造成短梗霉發(fā)酵產(chǎn)酸的產(chǎn)量降低。對于產(chǎn)酶過程,類似的情況也可能發(fā)生。低溶氧水平可能會影響細(xì)胞的代謝活動,降低酶的合成效率。另一方面,高溶氧水平雖然可能在一定程度上促進(jìn)細(xì)胞代謝,但也可能帶來一些不利影響,如增加能耗、產(chǎn)生過多的活性氧等。因此,需要找到一個(gè)合適的溶氧水平范圍,既能滿足細(xì)胞代謝和酶合成的需求,又能避免過高的能耗和不利影響。溶氧水平對酶合成的影響可能與酶的種類有關(guān)。不同的酶在合成過程中可能具有不同的氧氣需求。例如,某些酶的合成可能需要較高的氧氣濃度,而另一些酶則可能在較低的氧氣濃度下就能高效合成。在生物發(fā)酵過程中,可能需要根據(jù)所生產(chǎn)的酶的種類,調(diào)整溶氧水平,以提高產(chǎn)酶效率。此外,不同酶的合成機(jī)制也可能不同,這也可能導(dǎo)致它們對溶氧水平的要求不同。例如,一些酶的合成可能受到氧氣的直接調(diào)控,而另一些酶的合成則可能通過其他途徑間接受到溶氧水平的影響。
淀粉液化芽孢桿菌、出芽短梗霉和短梗霉,在生物發(fā)酵產(chǎn)酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。1、淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)BS5582 在 IOL - 全自動發(fā)酵罐規(guī)模生產(chǎn) β- 葡聚糖酶時(shí),通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行溶氧優(yōu)化。在裝液量 6L,接種量 6.67%,發(fā)酵溫度 37℃的條件下,優(yōu)化后通氣量 9L/min,攪拌轉(zhuǎn)速 600r/min,罐壓 0.6MPa,β- 葡聚糖酶酶活在 44h 達(dá)到 511U/mL,比優(yōu)化前提高了 122.76%。2、從自然界中分離篩選出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5,經(jīng) 2.7L 發(fā)酵罐發(fā)酵。研究發(fā)現(xiàn),在 70%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產(chǎn)量為 10.027g/L,蘋果酸產(chǎn)量為 5.70g/L,ipe-5 聚蘋果酸產(chǎn)量為 03g/L,蘋果酸產(chǎn)量較高為 57.24g/L。與 70%溶氧條件下發(fā)酵產(chǎn)量相比,在 10%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產(chǎn)量降低了 41.67%,蘋果酸產(chǎn)量降低了 62.63%;ipe-5 不產(chǎn)聚蘋果酸,蘋果酸產(chǎn)量降低了 83.05%。得出溶氧降低導(dǎo)致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低,從而造成短梗霉發(fā)酵產(chǎn)酸的產(chǎn)量降低。溶解氧電極能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測發(fā)酵液中氧氣濃度變化,為微生物生長提供關(guān)鍵的環(huán)境參數(shù)。
如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?1、采用模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)MohamedBahita等人在2022年的研究中,基于遞歸二乘識別方法,提出了一種模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)應(yīng)用于非線性系統(tǒng)中溶解氧濃度的控制,該系統(tǒng)為活性污泥生物反應(yīng)器,大量用于廢水處理和凈化操作。通過與經(jīng)典的PI控制方法進(jìn)行比較,驗(yàn)證了該方法在MATLAB環(huán)境中的有效性。這種自適應(yīng)控制技術(shù)能夠根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況不斷調(diào)整控制參數(shù),以實(shí)現(xiàn)對溶氧水平的精確控制,從而為提高產(chǎn)酶效率創(chuàng)造有利條件。2、分階段供氧控制策略何寧等人在2004年的研究中,在3L發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究了溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑REA-11合成的影響,提出了生物絮凝劑REA-11合成的分階段供氧控制策略。具體為發(fā)酵過程0-16h維持體積傳氧系數(shù)kLa為100h?1,16h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1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略,生物絮凝劑產(chǎn)量達(dá)到900mg?L?1,發(fā)酵周期縮短,實(shí)現(xiàn)了高細(xì)胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這種控制策略可以根據(jù)不同發(fā)酵階段的需求,精確調(diào)整溶氧水平,為提高產(chǎn)酶效率提供了一種有效的方法。通過溶解氧電極的數(shù)據(jù)反饋,可以動態(tài)調(diào)整攪拌速率或通氣量,確保發(fā)酵過程穩(wěn)定。江蘇微生物培養(yǎng)用溶解氧電極價(jià)格
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。高精度溶解氧電極訂購
在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域,溶氧電極起著至關(guān)重要的作用,為優(yōu)化生產(chǎn)工藝提供了多方面的支持。溶氧電極會影響藻類生長和產(chǎn)物含量,在管狀光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)螺旋藻時(shí),高濃度的溶解氧會積累。通過光呼吸測定法定量溶解氧濃度對批量培養(yǎng)的螺旋藻生長動力學(xué)和藻藍(lán)蛋白含量的影響。結(jié)果表明,光照強(qiáng)度和細(xì)胞干重濃度是溶解氧對生物過程動力學(xué)產(chǎn)生影響的重要相互關(guān)聯(lián)的工藝參數(shù)。不利的工藝條件,如低生物量濃度或高光照強(qiáng)度,會產(chǎn)生明顯的生長抑制,并使螺旋藻的藻藍(lán)蛋白含量降低高達(dá) 35%。高精度溶解氧電極訂購