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，以下是使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器、添加表面活性劑 2種方法的講解說(shuō)明。1、使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器，在灌溉水中注入微氣泡進(jìn)行滴灌和地下滴灌系統(tǒng)中，壓力補(bǔ)償式發(fā)射器記錄的溶解氧濃度明顯高于非壓力補(bǔ)償式發(fā)射器沿整個(gè)灌溉線的濃度。這表明在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，使用壓力補(bǔ)償式發(fā)射器可以改善溶氧水平的均勻性。2、添加表面活性劑，在灌溉水中添加表面活性劑，至多可達(dá)4ppm，與對(duì)照相比，空氣和氧氣注入灌溉均導(dǎo)致氣體空隙率和溶解氧濃度增加。在非壓力補(bǔ)償?shù)喂鄮?00m處，空氣注入（165%）和氧氣注入（438%）處理中，4ppm表面活性劑記錄的氧飽和度達(dá)峰值。在大規(guī)模生物發(fā)酵生產(chǎn)中，適當(dāng)添加表面活性劑可能有助于提高溶氧水平的均勻性。溶氧電極的數(shù)字輸出（RS485/MODBUS）便于集成至自動(dòng)化控制系統(tǒng)。深圳溶氧電極訂購(gòu)

溶氧電極中的溶氧水平直接影響生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率。在淀粉液化芽孢桿菌 BS5582 產(chǎn) β- 葡聚糖酶的過(guò)程中，通過(guò)控制通氣量、罐壓和攪拌轉(zhuǎn)速進(jìn)行溶氧優(yōu)化，在特定條件下，β- 葡聚糖酶酶活顯著提高。這表明適宜的溶氧水平能夠?yàn)槊傅漠a(chǎn)生提供良好的環(huán)境，促進(jìn)酶的合成1。高溶氧水平可能有助于提供足夠的氧氣，滿足細(xì)胞代謝和酶合成的需求。細(xì)胞在代謝過(guò)程中需要氧氣參與各種生化反應(yīng)，而酶的合成也依賴(lài)于細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)。當(dāng)溶氧水平過(guò)低時(shí)，細(xì)胞可能會(huì)受到氧氣限制，導(dǎo)致代謝活動(dòng)減緩，從而影響酶的合成效率。江蘇極譜法溶解氧電極供應(yīng)運(yùn)輸溶氧電極需防震防潮，防止膜破損或電解液泄漏。

溶氧電極能夠準(zhǔn)確地測(cè)量發(fā)酵液中的溶氧水平。在微生物發(fā)酵過(guò)程中，適宜的溶氧水平是菌體生長(zhǎng)和代謝的重要保障。當(dāng)溶氧電極測(cè)值顯示溶氧水平較高時(shí)，對(duì)于好氧微生物而言，充足的氧氣能夠促進(jìn)其呼吸作用，加速代謝過(guò)程。例如，在谷氨酸發(fā)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(jìn)谷氨酸的生成積累。同時(shí)，高溶氧水平也有助于微生物合成更多的能量物質(zhì)，如 ATP，為細(xì)胞的生長(zhǎng)和繁殖提供動(dòng)力。然而，過(guò)高的溶氧水平也可能對(duì)某些微生物產(chǎn)生氧化損傷，影響其正常生長(zhǎng)和代謝。當(dāng)溶氧電極監(jiān)測(cè)到較低的溶氧水平時(shí)，微生物的生長(zhǎng)和代謝會(huì)發(fā)生明顯變化。對(duì)于厭氧微生物或兼性厭氧微生物來(lái)說(shuō)，低溶氧環(huán)境可能是其適宜的生長(zhǎng)條件。但對(duì)于好氧微生物，低溶氧會(huì)限制其呼吸作用，導(dǎo)致能量供應(yīng)不足。例如，在微生物燃料電池中，陰極的溶氧水平會(huì)影響其產(chǎn)電性能。當(dāng)溶氧電極測(cè)值較低時(shí)，陰極的氧還原反應(yīng)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(chǎn)生一些特殊的代謝產(chǎn)物以適應(yīng)環(huán)境。

溶氧電極與微生物燃料電池結(jié)合能夠提高產(chǎn)電性能，1、在微生物燃料電池（MFC）中，陰極的溶解氧（DO）濃度是影響其性能的關(guān)鍵因素之一。例如，在一些研究中，通過(guò)選擇不同的生物質(zhì)原料制備生物質(zhì)炭材料作為陰極催化劑，并結(jié)合溶氧電極監(jiān)測(cè)陰極的氧濃度，可以提高 MFC 的產(chǎn)電性能。其中，以馬尾藻生物質(zhì)炭（SAC-600）為陰極催化劑構(gòu)建的溶氧陰極 MFC，啟動(dòng)快，最高電壓以及最大功率密度分別為 450mV 和 0.552W/m3，超過(guò)未負(fù)載生物質(zhì)炭溶氧陰極 MFC 的最高電壓及最大功率密度 58mV 和 0.128W/m3。2、不同的陰極 DO 條件下，MFC 的性能也會(huì)有所不同。如在空氣呼吸（A-MFC）、水淹沒(méi)（W-MFC）和光合微生物輔助（P-MFC）三種不同 DO 條件下運(yùn)行的 MFC 中，A-MFC 表現(xiàn)出較好的性能，其最大電流達(dá)到 1.66±0.04mA。這表明通過(guò)控制陰極的 DO 濃度，可以?xún)?yōu)化 MFC 的產(chǎn)電性能。溶氧電極的溫度補(bǔ)償功能校正溫度對(duì)氧溶解度和膜滲透性的影響。

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？在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長(zhǎng)管道遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（OG-PRWNN）控制方法，以提高廢水處理過(guò)程中溶解氧濃度的控制精度。該方法首先設(shè)計(jì)了在線生長(zhǎng)機(jī)制，通過(guò)測(cè)量控制性能來(lái)調(diào)整控制器的模塊數(shù)量，從而自動(dòng)確定控制器的結(jié)構(gòu)以滿足不同的運(yùn)行條件。其次，設(shè)計(jì)了結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)率的參數(shù)在線算法來(lái)訓(xùn)練OG-PRWNN，以滿足控制要求。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩(wěn)定性，并通過(guò)廢水處理過(guò)程的基準(zhǔn)仿真模型驗(yàn)證了控制器的性能。這種先進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以為產(chǎn)酶過(guò)程中溶氧水平的精確控制提供借鑒，通過(guò)不斷調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧的精確控制，提高產(chǎn)酶效率。綜上所述，結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)如模型參考自適應(yīng)控制、分階段供氧控制策略、脈沖電場(chǎng)技術(shù)和在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧水平的精確控制，從而提高產(chǎn)酶效率。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的產(chǎn)酶系統(tǒng)和生產(chǎn)要求，選擇合適的控制技術(shù)或組合多種技術(shù)，以達(dá)到優(yōu)異的控制效果和產(chǎn)酶效率。可降解膜材料研發(fā)推動(dòng)溶氧電極向環(huán)保型升級(jí)，降低白色污染。江蘇極譜法溶解氧電極供應(yīng)

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)助力溶氧電極快速部署，加速全球環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。深圳溶氧電極訂購(gòu)

在微生物工程和生物技術(shù)領(lǐng)域，溶氧電極的應(yīng)用可以為優(yōu)化生產(chǎn)工藝和提高產(chǎn)品質(zhì)量提供重要支持。通過(guò)精確控制溶氧水平，可以提高微生物的生長(zhǎng)速度和代謝效率，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)代化生物技術(shù)手段，如基因工程、代謝工程等，可以進(jìn)一步優(yōu)化微生物的性能，使其更好地適應(yīng)不同的溶氧條件和生產(chǎn)要求。總之，溶氧電極在研究溶氧水平對(duì)微生物生長(zhǎng)和代謝的影響方面具有重要作用。通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量溶氧水平，可以深入了解微生物在不同溶氧條件下的生長(zhǎng)規(guī)律、代謝變化、酶活性、生存策略等方面的特點(diǎn)，為優(yōu)化發(fā)酵工藝、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等提供科學(xué)依據(jù)。在未來(lái)的研究和應(yīng)用中，溶氧電極將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為推動(dòng)微生物學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。深圳溶氧電極訂購(gòu)