實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐運(yùn)作原理之pH調(diào)控

時間：2023-01-05作者：北京霍爾斯生物科技有限公司瀏覽：129

在我們進(jìn)行發(fā)酵的過程中，發(fā)酵液中pH值是發(fā)酵工藝的重要參數(shù)之一。由于pH值對微生物細(xì)胞的繁殖生長和產(chǎn)物（副產(chǎn)物）的產(chǎn)生都有所影響。

為了能使微生物在較適的ph值范圍內(nèi)繁育生長，較終合成目標(biāo)的代謝產(chǎn)物，就需要嚴(yán)格把控發(fā)酵中的ph值。因此，快速準(zhǔn)確的線監(jiān)測數(shù)值變化，和及時調(diào)控pH值成為了發(fā)酵較終成敗的關(guān)鍵因素之一。

那么如何在發(fā)酵過程中，調(diào)控實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐的pH數(shù)值呢？




pH電極工作原理










首先在發(fā)酵過程中的pH電極會不斷測量，以確定發(fā)酵液中的pH值。

pH測量屬于原電池系統(tǒng)，它的存在是為了使化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，電池正負(fù)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。




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(guān)系，通常用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液和被測溶液來進(jìn)行標(biāo)定。

pH的slope，也就是電極響應(yīng)斜率，是指pH電極把電極的毫伏（mV）信號轉(zhuǎn)換為pH值。由于參比電極電勢穩(wěn)定，所以該電動勢是與被測溶液的氫離子活度有關(guān)，較終通過對比標(biāo)準(zhǔn)溶液測量的電壓差值，除以標(biāo)準(zhǔn)緩沖液差值所得pH值。







發(fā)酵罐的pH調(diào)節(jié)










以霍爾斯（HOLVES）實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐為例，pH電極測定完數(shù)值后，結(jié)果會直接反饋給HF-Control V2.2控制系統(tǒng)，系統(tǒng)則會根據(jù)原先設(shè)定數(shù)值進(jìn)行調(diào)節(jié)補(bǔ)料等操作，將罐內(nèi)pH值控制在較佳范圍內(nèi)。

pH控制主要依靠ACID泵和BASE泵來進(jìn)行加酸加堿的工作操作。


對于蠕動泵由PID控制：

①在pH值**所設(shè)定值的情況下，系統(tǒng)會自動啟動ACID泵加酸，直到達(dá)到設(shè)定值

②反之，在pH值小于所設(shè)定值時，則會啟動BASE泵進(jìn)行加堿調(diào)整

以上過程可能會因?yàn)椴糠忠蛩赜绊?，而?dǎo)致遲延，故數(shù)值越接近設(shè)定值時，泵速越需要減緩，直至調(diào)節(jié)死區(qū)，死區(qū)意味著可自由調(diào)節(jié)數(shù)值。

③此外某些情況下還會通過補(bǔ)料的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)的ph值**過了較適值，就意味菌群狀況表現(xiàn)為饑餓，這時可以啟動FEED泵進(jìn)行補(bǔ)料調(diào)節(jié)。

---

以上就是實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中針對pH值的調(diào)控，持續(xù)關(guān)注下一篇會為大家繼續(xù)講解關(guān)于溶氧的控制。

如您想了解更多內(nèi)容，可訪問霍爾斯（HOLVES）官網(wǎng)。





北京霍爾斯生物科技有限公司專注于發(fā)酵罐,生物反應(yīng)器,膜分離設(shè)備等

• 詞條

  詞條說明

• 實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐運(yùn)作原理之消泡控制

  在發(fā)酵過程中，由于發(fā)酵液有大量的蛋白質(zhì)，在通氣攪拌等條件下會產(chǎn)生泡沫，這是普遍存在的現(xiàn)象。但如果泡沫增多，直到擴(kuò)散到整個罐體，將會造成發(fā)酵液溢出發(fā)酵罐，從而增加染菌可能性。因此實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐中的消泡系統(tǒng)也是確保發(fā)酵正常進(jìn)行的重要環(huán)節(jié)，是很有必要的一部分。首先在前期就要確保罐內(nèi)的液體量不**過發(fā)酵罐內(nèi)部空間的四分之三，剩余空間一方面是給發(fā)酵通氣后上升液面有所余地，另一方面也是為了給消泡留有緩沖的時間。實(shí)

• 剖析小型噴霧干燥機(jī)——答疑篇

  霍爾斯(HOLVES)小型噴霧干燥機(jī)H-Spray?mini由于其快速干燥、雙流體霧化顆粒均勻、細(xì)微且能耗低等優(yōu)點(diǎn)，成為眾多高校實(shí)驗(yàn)室、工廠小試等場景熱門的干燥設(shè)備之一。由于對噴霧干燥機(jī)的相關(guān)參數(shù)沒有科學(xué)設(shè)置，可能會導(dǎo)致應(yīng)用過程出現(xiàn)的一些問題?；魻査?HOLVES)綜合眾多客戶的反饋，整理出一些常見的問題產(chǎn)生的原因，并給予相應(yīng)的處理方法。希望本篇文章可以為您提供解決方案。?1、

• 榮耀呈現(xiàn)：Pb210光照生物反應(yīng)器，邀您共赴科研新征程

  當(dāng)您在實(shí)驗(yàn)室里追求科學(xué)的邊界，是哪些工具能夠成為您信賴的伙伴？想象一下，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室變成了一個充滿生機(jī)的熱帶雨林，光合生物在您的掌控之下茁壯成長，研究成果如繁星般璀璨。今天，霍爾斯（HOLVES）以匠心運(yùn)之姿，為您呈現(xiàn)新之作——Pb210光照生物反應(yīng)器。這是霍爾斯專為實(shí)驗(yàn)室用戶打造的一款光照培養(yǎng)的生物反應(yīng)器，適用于光合細(xì)菌與藻類的培養(yǎng)。當(dāng)您啟動Pb210，佛揭開了生命奧秘的序幕，一場關(guān)于光與生命的精彩

• 實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵罐運(yùn)作原理之溫度控制

  實(shí)驗(yàn)室玻璃發(fā)酵罐之所以受到實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵用戶的青睞，還有一個原因是其玻璃材質(zhì)具有不錯的電熱性能，這是金屬材料無法比擬的優(yōu)勢。溫度的影響發(fā)酵罐溫度會影響發(fā)酵過程多個部分，比如影響酶的反應(yīng)速率、改變代謝產(chǎn)物的合成方向、影響微生物的代謝等等。過高的溫度會加快菌株的代謝及菌體的衰老，甚至?xí)苯泳?；溫度過低，會減緩菌體代謝速度，產(chǎn)物合成速率也會降低，從而影響生產(chǎn)。有些菌株在不同的溫度下會改變代謝的途徑，相應(yīng)的