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通过溶氧仪对微生物发酵时溶氧量的控制

时间:2023-02-16 浏览次数:183

   溶氧仪是根据电化学原理,即在含氧的被测电解质溶液中的两个不同金属传感器上,将产生氧化还原反应,由此生成的扩散电流和溶液中的氧浓度呈一定关系的原理制作的测量水中氧气含量的仪器。也有的仪器采用伏安测定中的极谱法,对溶液中的工作传感器施加电压后,其生成的图上的电流与溶液中的被测物质浓度呈一定关系的原理制作。
  发酵液中的溶氧浓度对微生物的生长和产物形成有着重要的影响。在发酵过程中必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的DO值直接影响微生物的酶的活性、代谢途径及产物产量。发酵过程中,氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响。研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率,改善产品质量等都有重要意义。
  对溶解氧进行控制的目的是把溶解氧浓度值稳定控制在一定的期望值或范围内。在微生物发酵过程中,溶解氧浓度与其它过程参数的关系极为复杂,受到生物反应器中多种物理、化学和微生物因素的影响和制约。从氧的传递速率方程也可看出,对DO值的控制主要集中在氧的溶解和传递两个方面:
  1.控制溶氧量
  (C*-CL)是氧溶解的推动力,控制溶氧量主要因素是控制氧分压(C*)。高密度培养往往采用通入纯氧的方式提高氧分压,而厌氧发酵则采用各种方式将氧分压控制在较低水平。如啤酒发酵,麦汁充氧和酵母接种阶段,一般要求氧含量达到8-10PPM;而啤酒发酵阶段,一般啤酒中的含氧量不得超过2PPM。
  2.控制氧传递速率
  氧传递速率主要考虑KLa的影响因素。从一定意义上讲,KLa愈大,好氧生物反应器的传质性能愈好。

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