發酵系統中溶解氧電極的選型與安裝規范

選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素：發酵規模（實驗室、中試或生產）、滅菌方式（在位滅菌或離位滅菌）、培養基特性（粘度、固體含量）等。對于大型發酵罐（>50m3），通常選用帶溫度補償的工業級電極，如梅特勒-托利多InPro6860i系列，其防護等級可達IP68，耐受壓力至6bar。

安裝位置對測量準確性有重要影響。電極應安裝在發酵罐的適當高度（通常位于液面下1/3至1/2處），避開攪拌槳直接作用區域和氣泡聚集區。推薦安裝角度為15-30度傾斜，這有利于氣泡的及時排除。

在某疫苗生產企業，通過優化電極安裝位置，使溶解氧測量波動幅度從±5%降低到±1.5%。校準程序必須嚴格執行。兩點校準法（零點用無氧亞硫酸鈉溶液，滿度用空氣飽和水）是行業標準。值得注意的是，高溫校準（與發酵溫度一致）可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產廠的數據顯示，采用60℃校準后，測量系統誤差從2.3%降至0.8%。 微流控芯片集成溶氧電極，實現納升級樣品的痕量氧濃度分析。四川溶解氧電極

不同發酵罐規模下的應用差異，在中試規模（20和250升）及生產規模（15000升）的novobiocin發酵中，對溶氧的測量發現，在中試罐中，當渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時，整體混合不完全，而當D/T=0.69時，混合較為均勻。這表明在不同規模的發酵罐中，攪拌器的設計會影響溶氧的分布和測量。在生產規模的發酵罐中，對三種不同尺寸的攪拌器（D/T分別為0.28、0.33和0.43）進行測試，發現整體混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液體與細胞之間存在阻力。這說明在不同規模的發酵罐中，溶氧電極的應用需要考慮攪拌器的設計以及液體與細胞之間的阻力差異，以確保準確監測溶氧水平并優化發酵過程。浙江溶氧電極熒光法溶氧電極相比傳統膜式電極，在測量穩定性、維護便捷性、無需標定以及快速響應等方面具有優勢。

溶氧電極在飲用水處理過程中也扮演著重要角色。在自來水廠，原水經過沉淀、過濾等預處理后，需要對水中的溶解氧進行調控。適量的溶解氧有助于后續消毒工藝的進行，提高消毒效果；同時，還能防止水中的一些還原性物質對管道造成腐蝕。溶氧電極可實時監測處理過程中各環節的溶解氧濃度，工作人員根據監測數據調整曝氣、加藥等操作，保證出廠水的溶解氧含量符合國家飲用水衛生標準，為居民提供安全、質量的飲用水。微基智慧科技(江蘇)有限公司

    溶氧電極——溶氧對生物發酵產類胡蘿卜素的影響及調控，溶解氧（DissolvedOxygen,DO）是生物發酵過程中影響類胡蘿卜素合成的關鍵因素之一，其濃度和調控直接影響微生物的代謝途徑、細胞生長及次級代謝產物的積累。以下是溶解氧對類胡蘿卜素發酵的影響及調控策略的詳細分析：溶解氧對類胡蘿卜素合成的影響，1.直接代謝調控：（1）好氧需求：類胡蘿卜素合成菌（如紅酵母、黏紅酵母、三孢布拉霉等）多為好氧微生物，其合成途徑依賴氧分子作為底物（如β-胡蘿卜素合成需氧依賴的環化酶）。（2）氧化應激響應：適度氧脅迫可促進抗氧化防御機制，促進類胡蘿卜素（如β-胡蘿卜素、蝦青素）積累，因其具有qingli活性氧（ROS）的功能。但過量ROS會抑制細胞生長。2.能量與還原力平衡：（1）高DO促進TCA循環和氧化磷酸化，生成更多ATP和NADPH,為類胡蘿卜素合成提供能量和還原力（如NADPH是類胡蘿卜素合成關鍵輔因子）（2）但過高的DO可能導致碳源過度消耗于菌體生長，而非產物合成。3、關鍵酶活性，（1）限氧條件下，MVA途徑（甲羥戊酸途徑）關鍵酶（如HMG-CoA還原酶）活性可能受抑制，減少類胡蘿卜素前體（IPP/DMAPP）供應。（2）如三孢布拉霉中，DO>30%飽和度時胡蘿卜素合成酶基因。 溶氧電極的防護等級（如 IP68）確保在潮濕或水下環境穩定工作。

溶氧電極能夠準確地測量發酵液中的溶氧水平。在微生物發酵過程中，適宜的溶氧水平是菌體生長和代謝的重要保障。當溶氧電極測值顯示溶氧水平較高時，對于好氧微生物而言，充足的氧氣能夠促進其呼吸作用，加速代謝過程。例如，在谷氨酸發酵中，較高的溶氧條件有利于谷氨酸脫氫酶的活性提高，從而促進谷氨酸的生成積累。同時，高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質，如 ATP，為細胞的生長和繁殖提供動力。然而，過高的溶氧水平也可能對某些微生物產生氧化損傷，影響其正常生長和代謝。當溶氧電極監測到較低的溶氧水平時，微生物的生長和代謝會發生明顯變化。對于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來說，低溶氧環境可能是其適宜的生長條件。但對于好氧微生物，低溶氧會限制其呼吸作用，導致能量供應不足。例如，在微生物燃料電池中，陰極的溶氧水平會影響其產電性能。當溶氧電極測值較低時，陰極的氧還原反應受到抑制，從而降低了微生物燃料電池的輸出功率。此外，低溶氧水平還可能影響微生物的代謝途徑，促使其產生一些特殊的代謝產物以適應環境。溶氧電極數據接入城市智慧水務平臺，助力水資源高效管理。江蘇溶解氧電極

通過溶解氧電極監測，可以及時發現發酵罐中的氧氣分布不均問題，優化混合效率。四川溶解氧電極

溶氧電極在航空航天領域也有潛在應用。在航天器的生命保障系統中，需要精確控制艙內空氣中的氧氣含量，以保證宇航員的生命安全和健康。溶氧電極可用于監測艙內空氣的溶解氧濃度，當濃度發生異常變化時，系統能夠及時采取措施，如調節空氣循環系統、補充氧氣等，維持艙內空氣環境的穩定。此外，在航天飛行器的推進劑儲存和輸送過程中，對液體推進劑中的溶解氧含量也有嚴格要求，溶氧電極可用于監測推進劑中的溶解氧，確保推進劑的質量和性能。四川溶解氧電極