溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行處理和分析,才能為發(fā)酵過程的控制提供有效的指導(dǎo)。一般來說,可以通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將溶氧電極測量得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中,然后使用相應(yīng)的軟件進(jìn)行處理和分析。處理和分析的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的濾波、平滑、趨勢分析等。通過對溶氧電極數(shù)據(jù)的處理和分析,可以更好地了解發(fā)酵過程中的溶氧變化規(guī)律,為優(yōu)化發(fā)酵條件提供依據(jù)。為了確保溶氧電極的正常工作,需要對其進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng)。維護(hù)和保養(yǎng)的內(nèi)容包括清洗電極、更換電極膜、校準(zhǔn)電極等。在清洗電極時,需要使用適當(dāng)?shù)那逑磩苊馐褂脧?qiáng)酸、強(qiáng)堿等腐蝕性清洗劑。在更換電極膜時,需要選擇合適的電極膜,并按照說明書進(jìn)行更換。定期校準(zhǔn)電極可以確保其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。溶氧電極的計量校準(zhǔn)需符合 JJG 291-2015《溶解氧測定儀檢定規(guī)程》。江蘇耐高溫溶氧電極

發(fā)酵系統(tǒng)中溶解氧電極的選型與安裝規(guī)范
選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個因素:發(fā)酵規(guī)模(實驗室、中試或生產(chǎn))、滅菌方式(在位滅菌或離位滅菌)、培養(yǎng)基特性(粘度、固體含量)等。對于大型發(fā)酵罐(>50m3),通常選用帶溫度補(bǔ)償?shù)墓I(yè)級電極,如梅特勒-托利多InPro6860i系列,其防護(hù)等級可達(dá)IP68,耐受壓力至6bar。
安裝位置對測量準(zhǔn)確性有重要影響。電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)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(qū)域和氣泡聚集區(qū)。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(chǎn)企業(yè),通過優(yōu)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(zhǔn)程序必須嚴(yán)格執(zhí)行。兩點校準(zhǔn)法(零點用無氧亞硫酸鈉溶液,滿度用空氣飽和水)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是,高溫校準(zhǔn)(與發(fā)酵溫度一致)可消除溫度差異帶來的誤差。某氨基酸生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)顯示,采用60℃校準(zhǔn)后,測量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%。 浙江溶氧電極價格溶解氧電極的耐腐蝕性能影響其在酸性或堿性發(fā)酵液中的長期可靠性。

溶氧電極在海洋監(jiān)測中也發(fā)揮著作用。海洋中的溶解氧分布影響著海洋生物的分布與生存,對海洋生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。在海洋調(diào)查船、海洋浮標(biāo)等設(shè)備上安裝溶氧電極,能夠?qū)崟r監(jiān)測不同海域、不同深度的海水溶解氧濃度。這些數(shù)據(jù)對于研究海洋生態(tài)系統(tǒng)的變化、海洋生物的遷徙規(guī)律以及海洋環(huán)境對氣候變化的響應(yīng)等方面具有重要意義,為海洋生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù) 。溶氧電極的響應(yīng)速度是其重要性能指標(biāo)之一??焖夙憫?yīng)的溶氧電極能夠在溶液中溶解氧濃度發(fā)生變化時,迅速產(chǎn)生相應(yīng)的電信號變化,使操作人員能夠及時獲取的溶氧信息。例如在一些對反應(yīng)過程控制要求極高的工業(yè)生產(chǎn)中,如精細(xì)化工合成,快速響應(yīng)的溶氧電極可幫助工作人員及時調(diào)整反應(yīng)條件,避免因溶氧濃度變化未及時察覺而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量問題。通常,通過優(yōu)化電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計、選擇合適的透氣膜材料以及改進(jìn)內(nèi)部電解液配方等方式,可提高溶氧電極的響應(yīng)速度 。
溶氧電極的校準(zhǔn)工作至關(guān)重要,直接關(guān)系到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。以光學(xué)溶氧電極校準(zhǔn)為例,首先需在儀表室給電極通電,穩(wěn)定 10 分鐘,使其達(dá)到工作狀態(tài)。接著通過手操器或者電腦 ArcAir 軟件平臺連接電極(需配備無線發(fā)射頭和無線 USB 轉(zhuǎn)接頭等設(shè)備)。然后用軟件修改補(bǔ)償壓力值為 1013mbar,等待電極在空氣中的測量值基本穩(wěn)定。之后選擇校準(zhǔn)功能,對電極實施校準(zhǔn),校準(zhǔn)值設(shè)為 100% Sat.。由于空氣是穩(wěn)定介質(zhì),正常情況下校準(zhǔn)過程應(yīng)順利通過。若未通過,則需檢查電極狀態(tài)和報警信息,進(jìn)行相應(yīng)處理 ,確保電極測量精細(xì)。溶氧電極無信號輸出時,檢查電源線連接、電解液是否干涸或膜是否破損。

如何結(jié)合先進(jìn)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?1、采用模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)MohamedBahita等人在2022年的研究中,基于遞歸二乘識別方法,提出了一種模型參考自適應(yīng)控制(MRAC)應(yīng)用于非線性系統(tǒng)中溶解氧濃度的控制,該系統(tǒng)為活性污泥生物反應(yīng)器,大量用于廢水處理和凈化操作。通過與經(jīng)典的PI控制方法進(jìn)行比較,驗證了該方法在MATLAB環(huán)境中的有效性。這種自適應(yīng)控制技術(shù)能夠根據(jù)系統(tǒng)的實際運(yùn)行情況不斷調(diào)整控制參數(shù),以實現(xiàn)對溶氧水平的精確控制,從而為提高產(chǎn)酶效率創(chuàng)造有利條件。2、分階段供氧控制策略何寧等人在2004年的研究中,在3L發(fā)酵罐上系統(tǒng)研究了溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑REA-11合成的影響,提出了生物絮凝劑REA-11合成的分階段供氧控制策略。具體為發(fā)酵過程0-16h維持體積傳氧系數(shù)kLa為100h?1,16h后降低kLa為40h?1至發(fā)酵結(jié)束,整個發(fā)酵過程通氣量保持在1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略,生物絮凝劑產(chǎn)量達(dá)到900mg?L?1,發(fā)酵周期縮短,實現(xiàn)了高細(xì)胞生長速率和高產(chǎn)物產(chǎn)率的統(tǒng)一。這種控制策略可以根據(jù)不同發(fā)酵階段的需求,精確調(diào)整溶氧水平,為提高產(chǎn)酶效率提供了一種有效的方法。現(xiàn)代智能溶解氧電極支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸,便于在計算機(jī)系統(tǒng)中實現(xiàn)自動化控制。廣東溶解氧電極價格
通過溶解氧電極的預(yù)警功能,可避免發(fā)酵過程中因溶氧突降導(dǎo)致的菌體凋亡。江蘇耐高溫溶氧電極
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(fēng)量等,以促進(jìn)酵母的正常發(fā)酵,產(chǎn)生理想的風(fēng)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(dǎo)致的產(chǎn)品變質(zhì)或品質(zhì)下降 ,保障食品的安全與美味。江蘇耐高溫溶氧電極