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      技術文章

      通過溶氧儀對微生物發酵時溶氧量的控制

      時間:2023-02-16 瀏覽次數:138

         溶氧儀是根據電化學原理,即在含氧的被測電解質溶液中的兩個不同金屬傳感器上,將產生氧化還原反應,由此生成的擴散電流和溶液中的氧濃度呈一定關系的原理制作的測量水中氧氣含量的儀器。也有的儀器采用伏安測定中的極譜法,對溶液中的工作傳感器施加電壓后,其生成的圖上的電流與溶液中的被測物質濃度呈一定關系的原理制作。
        發酵液中的溶氧濃度對微生物的生長和產物形成有著重要的影響。在發酵過程中必須供給適量的無菌空氣,菌體才能繁殖和積累所需代謝產物。不同菌種及不同發酵階段的菌體的需氧量是不同的,發酵液的DO值直接影響微生物的酶的活性、代謝途徑及產物產量。發酵過程中,氧的傳質速率主要受發酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發酵的影響及控制對提高生產效率,改善產品質量等都有重要意義。
        對溶解氧進行控制的目的是把溶解氧濃度值穩定控制在一定的期望值或范圍內。在微生物發酵過程中,溶解氧濃度與其它過程參數的關系極為復雜,受到生物反應器中多種物理、化學和微生物因素的影響和制約。從氧的傳遞速率方程也可看出,對DO值的控制主要集中在氧的溶解和傳遞兩個方面:
        1.控制溶氧量
        (C*-CL)是氧溶解的推動力,控制溶氧量主要因素是控制氧分壓(C*)。高密度培養往往采用通入純氧的方式提高氧分壓,而厭氧發酵則采用各種方式將氧分壓控制在較低水平。如啤酒發酵,麥汁充氧和酵母接種階段,一般要求氧含量達到8-10PPM;而啤酒發酵階段,一般啤酒中的含氧量不得超過2PPM。
        2.控制氧傳遞速率
        氧傳遞速率主要考慮KLa的影響因素。從一定意義上講,KLa愈大,好氧生物反應器的傳質性能愈好。

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