光学法溶氧电极

溶氧电极（溶氧水平对生物发酵产酶效率影响）：溶氧水平还可能影响发酵过程中的其他因素，进而间接影响产酶效率。例如，在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的过程中，分阶段供氧控制策略能够提高生物絮凝剂的产量，缩短发酵周期，实现高细胞生长速率和高产物产率的统一。这说明溶氧水平的合理控制可以优化发酵过程，提高细胞生长速率，从而为酶的合成提供更多的物质基础。细胞生长速率的提高意味着更多的细胞参与代谢活动，可能会增加酶的合成量。此外，溶氧水平还可能影响发酵液的 pH 值、营养物质的分布等因素，这些因素也可能对产酶效率产生影响。溶解氧电极的数据可整合至PAT（过程分析技术）框架，实现智能化发酵控制。光学法溶氧电极

溶氧电极精度对测量结果的影响，1、测量准确性：高精度的溶氧电极能够更准确地测量溶液中的溶解氧含量。例如，光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高的优点。在工业发酵过程中，光学溶氧电极能够更精确地监测发酵液中的溶氧水平，为优化发酵过程提供更可靠的数据支持。如果溶氧电极精度较低，可能会导致测量结果出现较大偏差，影响对发酵过程的准确判断和控制。2、数据可靠性：高精度的溶氧电极能够提供更可靠的数据。在科学研究和工业生产中，准确的溶氧测量数据对于了解生物反应过程、优化生产工艺等至关重要。例如，在考查溶氧水平对鱼类快速启动运动能力的影响的研究中，需要准确测量不同溶氧水平下的溶解氧含量，以确定溶氧水平对鱼类生理特征的影响。如果溶氧电极精度不高，可能会导致测量数据不可靠，从而影响研究结论的准确性。光学法溶氧电极溶解氧电极通常采用极谱法或光学法原理，能够适应不同发酵体系的测量需求。

淀粉液化芽孢杆菌、出芽短梗霉和短梗霉，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。1、淀粉液化芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）BS5582 在 IOL - 全自动发酵罐规模生产 β- 葡聚糖酶时，通过控制通气量、罐压和搅拌转速进行溶氧优化。在装液量 6L，接种量 6.67％，发酵温度 37℃的条件下，优化后通气量 9L/min，搅拌转速 600r／min，罐压 0.6MPa，β- 葡聚糖酶酶活在 44h 达到 511U／mL，比优化前提高了 122.76％。2、从自然界中分离筛选出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5，经 2.7L 发酵罐发酵。研究发现，在 70％溶氧条件下，ipe-3 聚苹果酸产量为 10.027g/L，苹果酸产量为 5.70g/L，ipe-5 聚苹果酸产量为 03g/L，苹果酸产量较高为 57.24g/L。与 70％溶氧条件下发酵产量相比，在 10％溶氧条件下，ipe-3 聚苹果酸产量降低了 41.67％，苹果酸产量降低了 62.63％；ipe-5 不产聚苹果酸，苹果酸产量降低了 83.05％。得出溶氧降低导致菌体浓度及葡萄糖利用速率降低，从而造成短梗霉发酵产酸的产量降低。

溶氧电极的工作原理基于复杂而精妙的电化学过程。常见的极谱型溶氧电极，在工作时，需向其施加 0.6 - 0.8V 的极化电压。此时，阴极一般采用如白金等纯度极高（99.999% 以上）的材料，会释放电子；阳极通常为银等金属，负责接受电子。当溶液中的氧气透过覆盖在电极头部的透气膜，进入电解液后，便与阴极和阳极构成完整回路，进而产生电流。根据法拉第定律，此电流与氧分压呈正比关系，即 I = k・PO₂ 。凭借这一特性，溶氧电极能够将溶液中溶解氧的浓度转化为可测量的电信号 ，为后续的分析和监测提供基础。绿色制造工艺应用于溶氧电极生产，降低电解液和膜材料的环境风险。

采用先进的控制系统能够提高溶氧电极的稳定性，1、模糊自适应 PID 控制器，发酵罐系统中的溶氧具有非线性、时变的特点，传统的 PID 控制器通常不适用于这类系统。因此，可以采用一种新的模糊自适应 PID 控制器，在 Simulink 环境中构建 PID 控制系统，并使用 Matlab 中的模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器。这种模糊自适应 PID 控制器具有响应速度快、控制灵敏度高、适应性强等优点，可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。2、分阶段供氧控制策略，在谷氨酸棒杆菌合成新型生物絮凝剂的分批发酵过程中，采用分阶段供氧控制策略可以提高生物絮凝剂的产量和稳定性。该策略是在发酵过程 0～16 h 维持体积传氧系数 kLa 为 100h-1，16 h 后降低 kLa 为 40h-1 至发酵结束，整个发酵过程通气量保持在 1 L・L-1・min-1。采用这种分阶段供氧控制策略，可以实现高细胞生长速率和高产物产率的统一，同时也可以提高溶氧电极在发酵罐厂应用中的稳定性。租赁模式为临时监测项目提供溶氧电极解决方案，降低初期投入。极谱法溶解氧电极价钱

虚拟仿真软件模拟溶氧电极工作过程，辅助学生理解电化学反应机制。光学法溶氧电极

溶氧电极与其他传感器的协同作用，在发酵罐厂中，溶氧电极通常与其他传感器协同工作，如pH电极、温度传感器等。这些传感器共同监测发酵过程中的各种参数，为发酵过程的优化提供完整的数据支持。例如，pH电极可以监测发酵液的酸碱度，温度传感器可以监测发酵液的温度。通过综合考虑这些参数，可以更好地控制发酵过程，提高发酵产物的产量和质量。不同的发酵工艺对溶氧水平的要求不同。例如，在好氧发酵过程中，需要较高的溶氧水平，以满足微生物的生长和代谢需求；而在厌氧发酵过程中，则需要较低的溶氧水平，甚至是无氧环境。溶氧电极可以根据不同的发酵工艺要求，实时监测溶氧水平，并为调整发酵条件提供依据。在实际应用中，需要根据具体的发酵工艺选择合适的溶氧电极，并进行合理的安装和调试，以确保其能够准确地测量溶氧水平。光学法溶氧电极