實驗室發酵罐運作原理之溶氧控制
時間：2023.01.13
氧氣不易溶于水，實驗室發酵罐中的發酵液和微生物代謝產物更是會降低氧氣在發酵過程中的溶解度。因此，控制DO不僅是為了增長發酵中的有益代謝產物，更是實驗降本增效的方案。
實驗室發酵罐DO電極工作原理
常見的極譜式溶氧電極一般由陽極、陰極、透氧薄膜和電解液組成。透氧薄膜包裹在陰極外表面，材質一般是聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、硅橡膠等透氣的材料。另外相比原電池電極，極譜式電極還需要在陰陽兩極中外加0.5~1.5V的極化電壓。霍爾斯（HOLVES）實驗室發酵罐標配METTLER TOLEDO溶氧電極，以耐用度和測量精準為主要考慮因素。
在使用過程中，溶解氧通過薄膜到達陰極表面時會被電解分離，釋放出的電子會在電解液中形成電流。由于透過膜的溶氧含量與水中的溶氧含量成正比，所以在溶氧含量不同的情況下，電解液中形成的電流強度是不同的，電流強度可以通過電極來監測。電極監測到的電流強度可以根據法拉第（Faraday）定律換算成特定的氧氣濃度，經過補償溫度和氣壓得到最終值。
實驗室發酵罐DO調節原理
（通氣控制）
（攪拌控制）
（補料控制）
以霍爾斯（HOLVES）實驗室發酵罐為例，用戶可以設置DO與STIR控制、FEED控制多級級聯，然后通過穩定的RS-485通訊，發酵系統HF-Control 會實時接收電極傳輸數據，并采取PID逐級調控相關參數，以達到并穩定在設定DO值內。
本篇文章帶大家了解了實驗室發酵罐的溶氧如何控制，同時上文中也提到溶氧會受到很多因素的影響，溫度因素也是其中之一，所以下篇會為大家講解實驗室發酵罐的罐溫控制，敬請期待！