溶氧電極的工作原理及重要性溶氧電極是一種用于測(cè)量發(fā)酵液中溶解氧濃度的傳感器。它通過(guò)電化學(xué)原理，將溶解氧的濃度轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧水平的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。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(duì)于微生物的生長(zhǎng)和代謝至關(guān)重要。如果溶氧不足，微生物的生長(zhǎng)和代謝會(huì)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(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致微生物的過(guò)度氧化，同樣會(huì)對(duì)發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生不利影響。因此，通過(guò)溶氧電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶氧水平，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整發(fā)酵條件，對(duì)于提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。電解液中出現(xiàn)渾濁或沉淀，說(shuō)明陽(yáng)極氧化產(chǎn)物積累，需徹底清洗電極。杭州微生物培養(yǎng)用溶解氧電極

溶氧電極在生物修復(fù)受污染水體的過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在利用微生物修復(fù)受污染水體時(shí)，微生物的生長(zhǎng)和代謝需要消耗氧氣，而水體中的溶解氧濃度直接影響微生物的活性和修復(fù)效果。溶氧電極可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)修復(fù)區(qū)域水體中的溶解氧含量，根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)整曝氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，或添加適量的增氧劑，為微生物提供充足的氧氣，促進(jìn)污染物的分解和轉(zhuǎn)化，加速水體的修復(fù)進(jìn)程，改善水環(huán)境質(zhì)量。溶氧電極的測(cè)量范圍也是一個(gè)重要參數(shù)。不同類(lèi)型的溶氧電極具有不同的測(cè)量范圍，例如，一些用于實(shí)驗(yàn)室研究的高精度溶氧電極，其測(cè)量范圍可能較窄，適用于對(duì)溶解氧濃度變化敏感且濃度范圍較小的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景；而一些用于工業(yè)生產(chǎn)或環(huán)境監(jiān)測(cè)的溶氧電極，測(cè)量范圍則相對(duì)較寬，能夠滿足不同環(huán)境下溶解氧濃度變化較大的測(cè)量需求。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體測(cè)量要求選擇合適測(cè)量范圍的溶氧電極，以確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。江蘇光學(xué)法溶氧電極供應(yīng)商醫(yī)療領(lǐng)域的溶氧電極可監(jiān)測(cè)人工肺或細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)的氧分壓。

溶氧電極測(cè)量得到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行處理和分析，才能為發(fā)酵過(guò)程的控制提供有效的指導(dǎo)。一般來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將溶氧電極測(cè)量得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行處理和分析。處理和分析的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的濾波、平滑、趨勢(shì)分析等。通過(guò)對(duì)溶氧電極數(shù)據(jù)的處理和分析，可以更好地了解發(fā)酵過(guò)程中的溶氧變化規(guī)律，為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。為了確保溶氧電極的正常工作，需要對(duì)其進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)。維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)容包括清洗電極、更換電極膜、校準(zhǔn)電極等。在清洗電極時(shí)，需要使用適當(dāng)?shù)那逑磩苊馐褂脧?qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性清洗劑。在更換電極膜時(shí)，需要選擇合適的電極膜，并按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行更換。定期校準(zhǔn)電極可以確保其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

   一、放線菌發(fā)酵過(guò)程中溶氧電極的選型與優(yōu)化研究，放線菌發(fā)酵的特點(diǎn)放線菌（Actinomycetes）是一類(lèi)具有分枝菌絲和分生孢子的原核生物，因其菌落呈放射狀而得名。1.其結(jié)構(gòu)特征如下：（1）營(yíng)養(yǎng)菌絲（基內(nèi)菌絲）：負(fù)責(zé)吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，部分可產(chǎn)生色素，是菌種鑒定的重要依據(jù)。（2）氣生菌絲：生長(zhǎng)于營(yíng)養(yǎng)菌絲之上，進(jìn)一步發(fā)育為孢子絲，形成繁殖孢子。2.放線菌發(fā)酵具有以下特點(diǎn)：（1）生長(zhǎng)緩慢：發(fā)酵周期較長(zhǎng)。（2）次級(jí)代謝產(chǎn)物為主：目標(biāo)產(chǎn)物多在中后期大量合成。（3）高粘度：發(fā)酵液粘度大，易發(fā)生掛壁現(xiàn)象。（4）剪切敏感：菌絲對(duì)機(jī)械剪切力較為敏感，易受損。二、溶氧控制的難點(diǎn)，在放線菌發(fā)酵過(guò)程中，溶氧控制面臨以下挑戰(zhàn)：1.氧傳遞效率低：中后期菌絲體粘度高，導(dǎo)致氧傳遞效率下降，混合效果差。2.剪切力限制：因菌絲不耐剪切，無(wú)法通過(guò)提高攪拌速度改善溶氧。3.溶解氧電極可靠性問(wèn)題：菌絲堵塞問(wèn)題，發(fā)酵中后期，菌絲易堵塞傳感器測(cè)量頭，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。溶氧電極在高壓環(huán)境下需修正壓力對(duì)氧氣溶解度的影響。

如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)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(guò)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(duì)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(duì)谷氨酸棒桿菌菌體生長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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。長(zhǎng)期使用后，溶氧電極需更換透氣膜和電解液，避免性能衰減。深圳熒光淬滅溶解氧電極

溶氧電極的膜破損會(huì)導(dǎo)致電解液滲漏，需立即停止使用并更換。杭州微生物培養(yǎng)用溶解氧電極

合適的溶氧水平對(duì)于發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量具有重要影響。例如，在某些發(fā)酵過(guò)程中，過(guò)高或過(guò)低的溶氧水平可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)物的純度降低、雜質(zhì)含量增加等問(wèn)題。通過(guò)溶氧電極實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶氧水平，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整發(fā)酵條件，可以有效地提高發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量。在發(fā)酵罐廠中，溶氧電極的安全應(yīng)用也非常重要。例如，在安裝和使用溶氧電極時(shí)，需要遵守相關(guān)的安全規(guī)范，避免發(fā)生觸電、失火等安全事故。此外，溶氧電極還需要與安全控制系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的安全監(jiān)控。杭州微生物培養(yǎng)用溶解氧電極