食品工業(yè)里,溶氧電極在多個生產(chǎn)流程中發(fā)揮作用。在啤酒、葡萄酒等酒類的釀造過程中,溶解氧的濃度對發(fā)酵效果和酒的品質(zhì)影響***。溶氧電極可用于監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)的溶氧情況,釀酒師據(jù)此調(diào)整發(fā)酵工藝,如控制發(fā)酵溫度、時間以及通風量等,以促進酵母的正常發(fā)酵,產(chǎn)生理想的風味物質(zhì),提升酒的口感與香氣。在奶制品、發(fā)酵食品等的生產(chǎn)中,溶氧電極也能幫助控制發(fā)酵過程,防止因溶氧問題導致的產(chǎn)品變質(zhì)或品質(zhì)下降 ,保障食品的安全與美味。二維材料(如石墨烯)用于制備超薄透氣膜,縮短響應(yīng)時間。北京耐消殺溶解氧電極
如何結(jié)合先進的控制技術(shù)實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率?脈沖電場技術(shù)劉振宇等人在2019年的研究中,采用響應(yīng)面法設(shè)計脈沖電場工作參數(shù)(脈沖強度5-15kV/cm、脈沖持續(xù)時間10-100μs和脈沖數(shù)50-99)并對黑曲霉孢子懸液進行處理和培養(yǎng)。結(jié)果表明脈沖強度很大程度影響菌絲干質(zhì)量和產(chǎn)糖化酶能力,當脈沖強度為12.975kV/cm、脈沖寬度為54μs和脈沖數(shù)為66時,黑曲霉的菌絲干質(zhì)量和糖化酶活性分別為28.05mg和18.01U/mL,比對照提高了68.27%和14.71%。雖然該研究主要針對黑曲霉生長和糖化酶活性,但脈沖電場技術(shù)可能為其他產(chǎn)酶過程中溶氧水平的控制提供新的思路。例如,可以通過脈沖電場刺激微生物的代謝活動,從而提高對溶氧的利用效率,進而提高產(chǎn)酶效率。熒光淬滅溶解氧電極費用低溫環(huán)境下溶氧電極響應(yīng)變慢,可通過加熱裝置維持恒溫測量。
溶氧電極——溶氧對生物發(fā)酵產(chǎn)類胡蘿卜素調(diào)控,調(diào)控策略:1.物理調(diào)控法,(1)通氣與攪拌:a.提高通氣量(0.5-2.0vvm)和攪拌速率(200-800rpm)以增強氧傳遞速率(OTR)但需避免剪切力損傷細胞。b.分段控制:生長初期高DO(40-60%飽和度)促進生物量;產(chǎn)素期適當降低DO20-30%以誘導次級代謝。(2)壓力調(diào)控:微正壓(0.05-0.1MPa)可增加氧溶解度,但可能抑制某些菌株代謝。2.工藝優(yōu)化,(1)補料策略:通過補加碳源(如葡萄糖)與DO耦合控制,避免Crabtree效應(yīng)(過量糖抑制有氧代謝)。(2)發(fā)酵模式:采用兩階段發(fā)酵(先高DO促生長,后低氧促產(chǎn)物)或微氧發(fā)酵(如蝦青素生產(chǎn))。3.化學調(diào)控,氧載體添加:a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧傳遞效率,但需考慮生物相容性和成本。b.過氧化氫酶(CAT)抑制劑可適度增加胞內(nèi)ROS,刺激類胡蘿卜素合成。4.菌種改造,(1)強化氧響應(yīng)轉(zhuǎn)錄因子(如SREBP、Hap1)或引入血紅蛋白基因(如VitreoscillaHb)以提升低氧耐受性。(2)改造MVA途徑或異源表達類胡蘿卜素合成基因簇(如crt基因)。
溶氧電極在制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)中扮演著關(guān)鍵角色。在眾多藥物的合成反應(yīng)過程中,氧氣濃度對反應(yīng)進程和產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響。溶氧電極能夠?qū)崟r監(jiān)控反應(yīng)體系中的氧氣濃度,一旦濃度偏離預設(shè)范圍,相關(guān)設(shè)備可及時調(diào)整,確保反應(yīng)在比較好條件下進行。例如在某些=的發(fā)酵生產(chǎn)中,精確控制溶氧濃度有助于提高發(fā)酵效率,增加=的產(chǎn)量與質(zhì)量。同時,溶氧電極還能保障生產(chǎn)過程的安全性,防止因氧氣濃度異常引發(fā)的危險,如等潛在風險 。微基智慧科技(江蘇)有限公司溶氧電極通過透氣膜讓氧氣擴散至陰極,經(jīng)電化學反應(yīng)將氧濃度轉(zhuǎn)化為電信號。
溶氧電極在實際應(yīng)用中,需根據(jù)不同的場景和需求選擇合適的類型和規(guī)格。在實驗室研究中,可能更注重電極的測量精度和靈敏度,可選擇高精度的極譜型溶氧電極,并搭配專業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析設(shè)備。在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中,除了考慮精度,還需關(guān)注電極的穩(wěn)定性、耐用性以及維護的便捷性,以滿足長時間連續(xù)運行的需求。在野外環(huán)境監(jiān)測中,則要選擇適應(yīng)惡劣環(huán)境條件,如抗腐蝕、耐高低溫的溶氧電極,并配備可靠的電源和數(shù)據(jù)傳輸裝置 。微基智慧科技(江蘇)有限公司溶解氧電極與質(zhì)譜聯(lián)用,可實現(xiàn)發(fā)酵尾氣中氧氣和二氧化碳的同步分析。四川高壽命溶氧電極
極譜式溶氧電極的線性范圍通常為 0-20 mg/L,適用于高精度測量。北京耐消殺溶解氧電極
溶氧電極精度對測量結(jié)果的影響,1、測量準確性:高精度的溶氧電極能夠更準確地測量溶液中的溶解氧含量。例如,光學溶氧電極相對于傳統(tǒng)極譜氧電極具有精度高的優(yōu)點。在工業(yè)發(fā)酵過程中,光學溶氧電極能夠更精確地監(jiān)測發(fā)酵液中的溶氧水平,為優(yōu)化發(fā)酵過程提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。如果溶氧電極精度較低,可能會導致測量結(jié)果出現(xiàn)較大偏差,影響對發(fā)酵過程的準確判斷和控制。2、數(shù)據(jù)可靠性:高精度的溶氧電極能夠提供更可靠的數(shù)據(jù)。在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中,準確的溶氧測量數(shù)據(jù)對于了解生物反應(yīng)過程、優(yōu)化生產(chǎn)工藝等至關(guān)重要。例如,在考查溶氧水平對魚類快速啟動運動能力的影響的研究中,需要準確測量不同溶氧水平下的溶解氧含量,以確定溶氧水平對魚類生理特征的影響。如果溶氧電極精度不高,可能會導致測量數(shù)據(jù)不可靠,從而影響研究結(jié)論的準確性。北京耐消殺溶解氧電極