溶氧电极在发酵罐厂的应用中,稳定性至关重要。提高溶氧电极的稳定性可以优化发酵罐的操作条件:1、控制搅拌转速和通气量,搅拌转速和通气量对发酵过程中的溶氧水平有重要影响。适当提高搅拌转速 可以增加发酵液与空气的接触面积,提高溶氧传递效率;增加通气量 可以提高发酵罐内的氧气含量,从而提高溶氧水平。例如,以双孢蘑菇为实验菌种的研究表明,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,菌体生物量至多达20.81g/L,胞外多糖产量多达3.75g/L。2、控制发酵温度和pH值,发酵温度和pH值对发酵过程中的微生物生长和代谢有重要影响,同时也会影响溶氧电极的稳定性。一般来说,发酵温度和pH值应控制在适合发酵菌种生长和代谢的范围内。过高或过低的发酵温度和pH值会影响微生物的活性和代谢产物的生成,从而影响溶氧水平的变化。同时,也会对溶氧电极的性能产生一定的影响,降低其稳定性。因此,需要根据发酵菌种的特性和发酵工艺的要求,优化发酵温度和pH值,以提高溶氧电极的稳定性。电解液中出现浑浊或沉淀,说明阳极氧化产物积累,需彻底清洗电极。南京溶解氧电极
溶氧电极测值的变化还会影响微生物的群落结构。在不同的溶氧水平下,微生物群落会发生适应性变化。例如,在高盐环境的微生物燃料电池中,当溶氧电极测值显示特定的溶氧水平时,阴极生物膜中的微生物群落会发生改变,一些特定的菌种如 Desulfuromonas sp. 和 Gammaproteobacteria 会成为关键物种,影响微生物燃料电池的性能。因此,通过溶氧电极监测溶氧水平的变化,可以研究微生物群落结构与溶氧水平之间的关系。对于一些对氧气敏感的微生物,溶氧电极的测值尤为重要。例如,微需氧微生物在低氧环境下生长,但对氧气的浓度要求非常严格。溶氧电极可以精确地测量这种低氧水平,帮助研究人员确定微需氧微生物的较好生长条件。同时,对于一些在低氧环境下具有特殊代谢功能的微生物,如在微氧条件下能够有效降解生物毒性污染物的微生物,溶氧电极可以监测到适宜的溶氧水平,促进其代谢过程。耐消杀溶解氧电极清洁溶氧电极时,需用软布擦拭表面,防止划伤透气膜。
谷氨酸棒杆菌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。在 3L 发酵罐上系统研究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,提出生物絮凝剂 REA-11 合成的分阶段供氧控制策略: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,发酵周期缩短到 30h,比恒定 kLa 为 40h⁻¹ 条件下的 REA-11 产量(549mg・L⁻¹)提高了 64%,产率提高了 45%,生产强度也比 kLa 恒定为 40h⁻¹、100h⁻¹ 和 200h⁻¹ 的分批发酵过程分别提高了 81.2%、120% 和 420%,实现了高细胞生长速率和高产物产率的统一。综上所述,不同种类的微生物在生物发酵产酶过程中对溶氧水平的需求差异较大。这些差异主要体现在不同的微生物对搅拌转速、通气量、温度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的变化会对菌体生长和产物产量产生较大影响。因此,在生物发酵过程中,需要根据不同的微生物种类和发酵目的,优化溶氧控制条件,以提高发酵效率和产物产量。
溶氧电极与微生物燃料电池结合有助于研究微生物群落,1、利用电化学和微生物学工具(如 Illumina 测序、共聚焦显微镜和生物膜冷冻切片)结合溶氧电极,可以探索 MFC 中阳极和阴极生物膜的微生物群落。例如,在不同 DO 条件下的 MFC 中,阴极电极的优势菌属会发生变化。在研究中发现,阴极电极的优势菌属从 Pirellula 变为 Thermomonas,直至变为 Azospira。2、在 A-MFC 的生物阴极中,存在硫还原细菌(Desulfuromonas)和紫色非硫细菌,这表明硫化合物的循环可以穿梭电子,维持氧气作为终端电子受体的还原。在 P-MFC 的生物阴极中,光合培养物提供了高 DO 水平,维持了好氧微生物群落,Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧菌属达到总 OTUs 的 50% 以上溶解氧电极的测量范围需匹配发酵工艺需求,如高耗氧或微需氧的不同场景。
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。溶氧电极在发酵工程中监控菌体生长,优化通气量和搅拌速率。微生物培养用溶解氧电极供应
极谱法溶氧电极在测量过程中不直接产生有毒有害物质,但需要注意防止汞等重金属的潜在危害。南京溶解氧电极
溶氧电极在生物修复受污染水体的过程中发挥着关键作用。在利用微生物修复受污染水体时,微生物的生长和代谢需要消耗氧气,而水体中的溶解氧浓度直接影响微生物的活性和修复效果。溶氧电极可实时监测修复区域水体中的溶解氧含量,根据监测数据调整曝气设备的运行参数,或添加适量的增氧剂,为微生物提供充足的氧气,促进污染物的分解和转化,加速水体的修复进程,改善水环境质量。溶氧电极的测量范围也是一个重要参数。不同类型的溶氧电极具有不同的测量范围,例如,一些用于实验室研究的高精度溶氧电极,其测量范围可能较窄,适用于对溶解氧浓度变化敏感且浓度范围较小的实验场景;而一些用于工业生产或环境监测的溶氧电极,测量范围则相对较宽,能够满足不同环境下溶解氧浓度变化较大的测量需求。在实际应用中,需根据具体测量要求选择合适测量范围的溶氧电极,以确保测量结果的准确性和有效性。南京溶解氧电极
溶氧电极在种子储存研究中崭露头角。种子在储存过程中,呼吸作用会消耗氧气,过高的溶氧会加速种子老化,降低发芽率。科研人员将溶氧电极置于种子储存容器内,实时监测溶氧变化。通过调控储存环境的氧气含量,如采用低氧包装或充入惰性气体,抑制种子呼吸,延长种子寿命,为农业生产储备高质量种子,保障粮食安全。在消防泡沫生产过程中,溶氧电极发挥着重要作用。消防泡沫的性能与生产过程中的溶氧浓度紧密相关。溶氧过高或过低,都会影响泡沫的稳定性和灭火效果。生产时,溶氧电极实时监测反应体系中的溶氧,一旦溶氧偏离设定范围,系统自动调整通气量或添加特定助剂,确保泡沫质量稳定,为消防领域提供可靠的灭火材料。低功耗溶氧电极采用节能...