在生物制藥、食品釀造、抗生素生產及生物能源等發酵工業中,pH值是影響微生物生長、代謝產物合成的核心的物理化學參數之一。發酵過程的pH控制精度直接關系到菌體的生長速率、產物的得率和質量。發酵用PH電極并非普通實驗室電極,它是專為應對發酵過程苛刻環境而設計的特種傳感器,是確保發酵工藝成功、提高生產效益的“過程之眼”。
發酵罐內是一個動態、復雜的體系:高溫滅菌(121°C以上)、持續攪拌、高細胞密度、培養基成分復雜、過程中可能產生粘稠物質或泡沫。普通pH電極無法在此環境下長期穩定工作。
1、耐高溫高壓滅菌能力:電極必須能承受在線蒸汽滅菌(SIP)?的反復沖擊。電極采用特殊的玻璃膜和參比系統,以及能耐受高溫的電纜和密封材料,確保在反復的高溫高壓滅菌循環后仍能保持性能穩定。
2、穩定的參比系統與抗污染設計:發酵液容易污染參比界面的開放式液接界。發酵電極通常采用陶瓷芯、特氟龍環等設計的液接界,并輔以加壓式或凝膠式參比系統,有效減緩發酵液中的蛋白質、菌絲體等物質的反滲和堵塞,極大延長了電極在惡劣環境中的使用壽命和穩定性。
3、快速的響應與準確的信號:采用低阻抗的敏感玻璃膜,即使在粘度較高的發酵液中也能快速響應pH變化。電極與專用的變送器配套使用,變送器提供高輸入阻抗的測量電路,并具備溫度自動補償(ATC)功能,確保在整個發酵周期內輸出準確可靠的pH值信號。
4、符合衛生標準與易于校準:電極設計符合3-A或FDA等衛生標準,采用光滑表面,便于清潔和防止微生物滋生。電極配備預壓孔,可在滅菌前對參比系統加壓,進一步防止污染。雖然在線使用周期長,但仍需定期通過罐體上的校準端口進行離線校準,以確保絕對準確性。
5、堅固的結構與長壽命:整個電極結構堅固,能夠承受罐內攪拌的機械沖擊。盡管工作環境惡劣,但一款高質量的發酵pH電極在妥善維護下,通常能完成數十個甚至上百個發酵批次的監測任務。
發酵用PH電極是連接生物反應過程與自動控制系統的關鍵橋梁。它的精準監測為優化發酵工藝、提高產物產量和質量提供了數據支持。選擇一款高性能、高可靠性的專用發酵pH電極,是對發酵生產成功率和經濟效益的重要保障。