通過溶氧儀對微生物發(fā)酵時溶氧量的控制

更新時間：2023-02-16 瀏覽次數(shù)：1181

　　溶氧儀是根據(jù)電化學(xué)原理，即在含氧的被測電解質(zhì)溶液中的兩個不同金屬傳感器上，將產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，由此生成的擴(kuò)散電流和溶液中的氧濃度呈一定關(guān)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(zhì)濃度呈一定關(guān)系的原理制作。

　　發(fā)酵液中的溶氧濃度對微生物的生長和產(chǎn)物形成有著重要的影響。在發(fā)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(chǎn)物。不同菌種及不同發(fā)酵階段的菌體的需氧量是不同的，發(fā)酵液的DO值直接影響微生物的酶的活性、代謝途徑及產(chǎn)物產(chǎn)量。發(fā)酵過程中，氧的傳質(zhì)速率主要受發(fā)酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發(fā)酵的影響及控制對提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量等都有重要意義。

　　對溶解氧進(jìn)行控制的目的是把溶解氧濃度值穩(wěn)定控制在一定的期望值或范圍內(nèi)。在微生物發(fā)酵過程中，溶解氧濃度與其它過程參數(shù)的關(guān)系極為復(fù)雜，受到生物反應(yīng)器中多種物理、化學(xué)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(yǎng)往往采用通入純氧的方式提高氧分壓，而厭氧發(fā)酵則采用各種方式將氧分壓控制在較低水平。如啤酒發(fā)酵，麥汁充氧和酵母接種階段，一般要求氧含量達(dá)到8-10PPM；而啤酒發(fā)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(yīng)器的傳質(zhì)性能愈好。

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