极限电流型氧化锆氧气传感器在发酵罐尾气在线分析仪中的应用

微生物在生长代谢过程中，O2的消耗、CO2的产生可以比较容易检测，但大多数微生物发酵后产生有臭味的气体，这些带臭味的气体大多数是一些挥发性的醛类、酸类、醇类、酯类、胺类、硫醇类、酚类、噻唑、吲哚和呋喃类杂环化合物类等。一般简单的发酵气味由几十种上述化合物组成，复杂的发酵气味由几百种上述化合物组成。浓度不同呈现的主体气味不同，比如低浓度的吲哚呈现出香气，高浓度的吲哚呈现出粪便的臭气。其实微生物发酵是通过控制温度、ph、氧气和营养源等条件让微生物以最佳状态生长和合成目标产物。由于微生物代谢的复杂性，通过简单的供给控制并不能确保微生物处于最佳状态。

近年来通过检测发酵尾气CO2和O2检测分析技术已日臻成熟。其性能稳定，可靠性高，可实现连续在线检测获取发酵过程重要的呼吸代谢参数CER,OUR,RQ等。这些参数反映了微生物的代谢状况，可以得到更多细胞代谢信息，更加深入了解发酵过程，掌握发酵规律，从而优化工艺，全面控制发酵过程，提高产率。尾气分析仪作为发酵罐标配设备已成为一种趋势。

因是从尾气取气分析，对发酵无任何影响；也无需高温灭菌，故为其应用创造了有利条件。发酵尾气分析技术应用现代传感器及信息技术，实时在线检测发酵罐尾气中CO2和O2百分比浓度，同步计算呼吸代谢参数CER、OUR及RQ，旨在获取发酵过程细胞代谢信息，实现生物信息软测量，藉此深入了解发酵规律，优化工艺，控制过程，提高产率，是发酵工程新的重要分析手段。发酵尾气分析仪实时监测微生物发酵过程中氧气的消耗速率和二氧化碳的产生速率是现代发酵工业中监控微生物代谢状态的最有效手段，通过控制氧气消耗率和二氧化碳产生率进行微生物发酵工艺的工业放大最为有效。为我国生物产业发展提供了先进技术设备。用于监控微生物发酵过程中微生物对于氧气的代谢速率和二氧化碳的产生速率可采用工采网提供的极限电流型氧化锆氧气传感器- SO-E2-250。

用氧电极可以直接测量微生物的呼吸活性。测量的原理基本上都是用适合的微生物电极与氧电极组成，利用微生物的同化作用耗氧，通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量，从而达到测量底物浓度的目的。极限电流型氧化锆氧气传感器- SO-E2-250因为在氧化结电解质中电流的载体是氧离子，所以当电压施加到氧化错电解槽时，氧气通过氧化错盘被抽到阳极。如果给电解槽阴极加上一个带孔的盖子，氧气流向阴极的速率就会受到限制。受到这个速率的限制，随着所施加的电压逐渐增加，电解槽内的电流会达到饱和。这个饱和电流被称为极限电流，它与周边环境中的氧气浓度成正比。

极限电流型氧化锆氧气传感器SO-E2-250的优点:
测量范围广，10 ppm~96%氧气高精度
多款型号呈线性特征
传感器信号对温度的依赖性小交叉灵敏度低
使用寿命长
在多数情况下只需进行—次“单点校准”

审核编辑黄宇