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實驗室發酵罐運作原理之pH調控

瀏覽次數:1843 發布日期:2023-1-5  來源:霍爾斯HOLVES
在我們進行發酵的過程中,發酵液中pH值是發酵工藝的重要參數之一。由于pH值對微生物細胞的繁殖生長和產物(副產物)的產生都有所影響。
為了能使微生物在最適的ph值范圍內繁育生長,最終合成目標的代謝產物,就需要嚴格把控發酵中的ph值。因此,快速準確的線監測數值變化,和及時調控pH值成為了發酵最終成敗的關鍵因素之一。
那么如何在發酵過程中,調控實驗室發酵罐的pH數值呢?
 
pH電極工作原理
 
首先在發酵過程中的pH電極會不斷測量,以確定發酵液中的pH值。
‍‍pH測量屬于原電池系統,它的存在是為了使化學能轉變成電能,電池正負極的電壓被叫做電極電位。而電極電位則是由測量電極(也可稱指示電極)和參比電極這兩個半電池組成(具體見下圖)。‍‍
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pH電極是基于能斯特方程原理來測量酸堿度。pH值與電極的電動勢一般是呈直線關系,通常用標準緩沖液和被測溶液來進行標定。
pH的slope,也就是電極響應斜率,是指pH電極把電極的毫伏(mV)信號轉換為pH值。由于參比電極電勢穩定,所以該電動勢是與被測溶液的氫離子活度有關,最終通過對比標準溶液測量的電壓差值,除以標準緩沖液差值所得pH值。
 
發酵罐的pH調節
 
​以霍爾斯(HOLVES)實驗室發酵罐為例,pH電極測定完數值后,結果會直接反饋給HF-Control V2.2控制系統,系統則會根據原先設定數值進行調節補料等操作,將罐內pH值控制在最佳范圍內。
pH控制主要依靠ACID泵BASE泵來進行加酸加堿的工作操作。
對于蠕動泵由PID控制:
①在pH值高于所設定值的情況下,系統會自動啟動ACID加酸,直到達到設定值;‍‍
②反之,在pH值小于所設定值時,則會啟動BASE泵進行加堿調整‍‍‍‍
‍‍‍‍以上過程可能會因為部分因素影響,而導致遲延,故數值越接近設定值時,泵速越需要減緩,直至調節死區,死區意味著可自由調節數值。
③此外某些情況下還會通過補料的方式進行調節,當發酵罐內的ph值超過了最適值,就意味菌群狀況表現為饑餓,這時可以啟動FEED泵進行補料調節。‍‍‍‍
以上就是實驗室發酵罐在發酵過程中針對pH值的調控,持續關注,下一篇會為大家繼續講解關于溶氧的控制。
霍爾斯(HOLVES)為您提供不同類型的行業資訊、技術支持、解決方案,我們研發和生產了多款新型實驗室發酵罐、生物反應器、切向流超濾等設備,滿足從實驗到工業生產等各個需求環節。如果你感興趣,請點擊瀏覽網站。
 
發布者:北京霍爾斯生物科技有限公司
聯系電話:010-64919358
E-mail:info@holves.com

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