第四章發酵過程控制第四節氧的供需及對發酵的影響溶氧控制復習題1、什么叫呼吸強度、耗氧速率和臨界氧濃度。2、氧從氣相傳遞到細胞內要克服哪些阻力，其中最大阻力是哪一個。3、描述供氧與耗氧平衡方程式。4、溶氧對發酵有何影響。5、影響氧傳遞的因素有哪一些。6、在發酵過程中如何從供氧和需氧兩個方面對溶氧進行控制。7、溶氧表示方法有哪幾種其中哪一種是常用的。湖北工業大學生物工程學院1微生物的需氧和溶解氧的控制

一、供氧與微生物呼吸及代謝產物的關系a.好氣性微生物的生長發育和代謝活動都需要消耗氧氣。b.微生物只能利用溶解于液體中的氧（需氧微生物的氧化酶系是存在于細胞內原生質中）。c.各種需氧微生物的吸氧量或呼吸強度是不同的(各種好氣微生物所含的氧化酶體系如過氧化氫酶、細胞色素氧化酶、黃素脫氫酶、多酚氧化酶等的種類和數量不同)。

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二、微生物的吸氧量呼吸強度和耗氧速率

呼吸強度是指單位重量干菌體在單位時間內所吸取的氧量以Qo2，表示〔mmolO2／g干菌體·h〕。

耗氧速率是指單位體積培養液在單位時間內的吸氧量，以r表示，單位為〔mmo102／L·h]。微生物在發酵過程中的耗氧速率取決于微生物的呼吸強度和單位體積液體的菌體濃度。

r＝Qo2·X式中：r——微生物耗氧速率〔mmo1O2／(L·h)；

Qo2——菌體呼吸強度，〔mmolO2／(g·h)〕；

X——發酵液中菌體濃度，(g／L)。

湖北工業大學生物工程學院二、溶解氧濃度對菌體生長和產物形成的影響CCrQO2氧濃度CLCCr:

臨界溶氧濃度,指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度。氧的供需及對發酵的影響微生物對氧的需求湖北工業大學生物工程學院一般對于微生物：CCr:

＝1～15%飽和濃度例：酵母4.6*10-3mmol.L-1,1.8%產黃青霉2.2*10-2mmol.L-1,8.8%定義：氧飽和度＝發酵液中氧的濃度/臨界溶氧濃度所以對于微生物生長，只要控制發酵過程中氧飽和度>1.氧的供需及對發酵的影響微生物對氧的需求湖北工業大學生物工程學院氣泡液膜液相主體胞外液膜氣液界面液固界面細胞細胞膜細胞內生化反應12345678氧從氣泡到細胞的傳遞過程湖北工業大學生物工程學院1．供氧方面的阻力(1)氣膜阻力，為氣體主流及氣一液界面間的氣膜阻力，與空氣情況有關；

(2)氣液界面阻力

與空氣情況有關，只有具備高能量的氧分子才能透到液相中去，

(3)液膜阻力

為從氣一液界面至液體主流間的液膜阻力，與發酵液的成分和濃度有關；

(4)液流阻力，液流阻力也是與發酵液的成分和濃度有關

湖北工業大學生物工程學院2．耗氧方面的阻力(1)細胞周圍液膜阻力，細胞周圍液膜阻力同樣與發酵液的成份和濃度有關；

(2)菌絲叢或團內的擴散阻力，這種阻力與微生物的種類、生理特性狀態有關

(3)細胞膜的阻力，細胞膜的阻力與微生物的生理特性有關；(4)細胞內反應阻力，細胞內反應阻力是指氧分子與細胞內呼吸酶系反應時的阻力，與微生物的種類、生理特性有關。由于氧是很難溶于水的氣體，所以在供氧方面液膜是控制過程，即液膜阻力是最為顯著的

湖北工業大學生物工程學院NA——單位接觸界面的氧傳遞速率，〔kmo1O2／m3．h〕p,pi——氣相中和氣、液界面處氧分壓，(MPa)；CL,Ci—液相中和氣、液界面處氧的濃度，〔kmo1／m3〕；

kG—氣膜傳質系數，[kmo1／(m2．h．MPa)]；

kL——液膜傳質系數，〔kmol／(m2．h．kmol／m3]或(m／h)(11—1)湖北工業大學生物工程學院通常情況下，不可能測定界面處的氧分壓和氧濃度，所以式(11—1)不能直接用于實際。為了計算方便，并不單獨使用kG或kL，而改用總傳質系數和總推動力，在穩定狀態時：

NA＝KG(p-p*)＝KL(C*-CL)(11—2)

式中：KG—以氧分壓差為總推動力的總傳質系數，〔kmo1／(m2．h．MPa)〕KL——以氧濃度差為總推動力的總傳質系數，(m／h)P*——與液相中氧濃度相平衡時氧的分壓，(MPa)；C*——與氣相中氧分壓達平衡氧的溶解度，(kmo1／m3)。湖北工業大學生物工程學院三、氧傳質方程式

為方便于實際應用，內界面以a表示，單位為(m2／m3)，

即單位體積的內界面。在氣、液傳質過程中，通常將,a為一項處理，稱為體積溶氧系數或體積傳質系數KLa。溶氧速率方程為：

式中：N——單位體積液體氧的傳遞速率，〔kmol／(m3·h)〕；

KLa—以濃度差為推動力的體積溶氧系數，(h-3)；KGa——以分壓差為推動力的體積溶氧系數，[kmo1／(m3·h·MPa)]；CL——溶液中氧的實際濃度，(kmo1／m3)；C*——與氣相中氧分壓p平衡時溶液中氧濃度，(kmol／m3)；p——氣相中氧的分壓，(MPa)；p*——與液相中氧濃度c平衡時的氧分壓，(MPa)；H——亨利常數，(m3．MPa／kmo1)。KLa、KGa、Kd、Kv稱為體積溶氧系數。

KL湖北工業大學生物工程學院

又根據式(11—1)：

湖北工業大學生物工程學院所以(11—4)同樣可以證明：(11-5)對于易溶氣體，如氨溶于水，H值甚小，式(11—4)右邊第二項可略，則KG＝kG，說明這溶解過程的主要阻力是氣膜阻力。

對于難溶氣體，如氧溶于水，H值甚大，式(11-5)右邊第一項可以略去，則KL＝kL，說明這一過程液膜阻力是主要因素。湖北工業大學生物工程學院

要保持發酵液一定的溶氧速度，供氧與耗氧至少必須平衡，可用下式表示：

N＝KLa(C*-CL)=Qo2X(11—7)

(11—8)

式中：Qo2—微生物的呼吸強度，即單位菌體細胞(干重)單位時間內的需氧量，[mmo1/g(干重)·h]或〔μmol/(mg(干重)·h)〕；X——菌體細胞的濃度，(g/L)。

移項后得湖北工業大學生物工程學院.3溶氧對發酵的影響

3.1

溶氧作為發酵中氧是否足夠的度量、了解菌對氧利用的規律

通過在各批發酵中維持不同氧濃度看其對攝氧率或產量的影響，求出菌呼吸的臨界氧濃度生物合成的臨界氧濃度。生物合成最適氧濃度與菌呼吸的臨界氧濃度是不同的，

為了避免使抗生素的合成處在限制氧的條件下，需要考查每一種發酵產物的臨界氧濃度和最適氧濃度，并使發酵過程中保持在最適氧濃度。這樣便有可能減少批與批之間的波動和更有效地利用空氣動力。湖北工業大學生物工程學院在對數生長期一般都有一溶氧低谷階段,在此階段，菌的攝氧率也往往呈現一高峰值，與溶氧低谷值相對應，同一品種在供氧較充裕條件下，低谷時的溶氧水平較高，反之，溶氧水平較低。

在溶氧低谷階段，加強供氧對發酵單位是否有好處呢?表9—4各種抗生素發酵的前期溶氧低谷出現的時間

品種

溶氧低谷出現時間(h)紅霉素兩性霉素土霉素鏈霉素赤霉素卷須霉素頭抱菌素G制霉菌素利福霉素煙曲霉素20——5030——5010—3030—7020——6090——5020—5025——7050—一7020——30湖北工業大學生物工程學院.3.2溶氧作為發酵異常情況的指示.(1)發酵中污染好氣性雜菌。溶氧會一反往常在較短的時間內，跌到零附近，跌零后長時間不回升。有時會出現染菌后溶氧反而升高的現象，這是因為生產菌受到雜菌的抑制。而雜茵本身又非十分好氣。這樣生產菌的呼吸大為減弱而使溶氧上升。另外補料或加油在供氧不良的罐內也會引起溶氧迅速降低，若溶氧原來較低就容易降至零。一般1—3小時溶氧即回升，這可與染菌時的溶氧變化相區別。須要積累更多的數據才能判斷中后期溶氧對各種抗生素發酵的影響。

湖北工業大學生物工程學院(4)操作故障或事故引起的發酵異?，F象。(5)作為質量控制指標。在天門冬酰氨酶發酵中，前期是好氣培養而后期轉為厭氣培養，酶的活力可大為提高。而掌握由好氣轉為厭氣培養的時機是頗為關鍵的。經試驗發現當溶氧值下降到45%飽和度時，就從好氣培養轉為厭氣培養，并適當地補充基質，培養液中天門冬酰氨酶的活力提高六倍。在酵母以及不少其他微生物菌體的生產中，溶氧值是控制其代謝方向的最好的指標之一。湖北工業大學生物工程學院

3.3溶氧作為發酵中間控制的手段之一

將溶氧或排氣二氧化碳與pH值一起作為控制青霉素發酵的參數。添加糖時，菌絲量和呼吸增加，溶氧下降。相反，碳源減少，呼吸減少，溶氧上升，故利用上述現象便可有效控制溶氧在所需的最適范圍內。

用pH來調節青霉素發酵的加糖速率，其主要缺點是發酵的前1／3時間PH的變化顯得很敏感。但這種響應到了發酵晚期逐漸遲鈍，以致補料系統的錯亂可能覺察不到或發覺后也為時已晚。

湖北工業大學生物工程學院(2)攪拌器的型式、直徑大小、轉速、組數、攪拌器間距以及在罐內的相對位置等對氧的傳遞速率都有影響。

①攪拌器按液流形式可分為軸向式和徑向式兩種。

軸向式:漿式、錨式、框式和推進式主要用于上組攪拌起混合作用

徑向式:渦輪式攪拌器它的特點是直徑小，轉速快，攪拌效率高，功率消耗較低，產生徑向液流，主要用于下組攪拌打碎氣泡湖北工業大學生物工程學院軸向式攪拌器槳葉式螺旋槳式

湖北工業大學生物工程學院徑向式（渦輪式）攪拌器

（Discturbine）平直葉彎葉箭葉②攪拌組數和擋板對溶氧的影響。從右圖攪拌液體流型可看出發酵罐裝有擋板的重要作用，目前國內大發酵罐用排管代替擋板，但一般不如擋板效果好。擋板寬度一般為罐徑的與罐壁垂直，與罐壁留有空隙10—40mm湖北工業大學生物工程學院二、空氣線速度當增加通風量時，空氣線速度相應增加，從而增大溶氧；但是，只增加風量，而轉速不變時，功率會降低，又會使溶氧系數低。同時，空氣線速度過大時，會發生“過載”現象，這時，槳葉不能打散空氣，氣流形成大氣泡在軸的周圍逸出，使攪拌效率和溶氧速率都大大降低。

三、空氣分布管

噴口直徑越小，氣泡的直徑越小，溶氧系數就越大。一般發酵工業的通風量大，采用單管或環形管，環形管的小孔易堵塞四、氧的分壓從氧傳質方程式看出增加推動力(c*-cL)或(p-p*)，可使氧的溶解度增加。增加空氣壓力，即增大罐壓，或用含氧較多的空氣或純氧都能增加氧

的分壓。

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五、發酵罐內液柱高度

通風效率是隨H/D的增大而增加，H/D為罐的徑高比。一般罐徑高比H/D＝2—3之間為宜。六、發酵罐體積

通常發酵罐體積大的氧利用率高，體積小的氧利用率差。七、發酵液的物理性質粘度、表面張力、離子濃度、消泡劑等，影響氣泡的大小、氣泡的穩定性和氧的傳遞效率。

湖北工業大學生物工程學院四十年代中期，青霉素的工業化生產，或深層通風培養技術的出現，標志近代通風發酵工業的開始。在深層通風培養技術中，發酵罐是關鍵設備。在發酵罐中，微生物在適當的環境中進行生長、新陳代謝和形成發酵產物。湖北工業大學生物工程學院2，機械攪拌發酵罐的結構好氣性機械攪拌發酵罐是密封式受壓設備，主要部件包括：罐身軸封消泡器攪拌器聯軸器中間軸承擋板空氣分布管換熱裝置人孔以及管路等湖北工業大學生物工程學院湖北工業大學生物工程學院5

發酵液中的溶氧控制

培養液中氧濃度的任何變化都是供需平衡的結果。調節發酵液中溶氧含量不外從供、需兩個方面去考慮。

A先從供氧方面考慮，供氧方程見式(9—17)：

(9-17)式中dC／dt——單位時間內培養溶液氧濃度的變化，mmolO2／L·h；C*——在罐內氧分壓下培養液中氧的飽和濃度，mmo1O2／LC——測定的氧濃度，mmo1O2／L．KL——傳質系數，m／h;α——比界面面積，m2／m3。從式(9—17)中分析，凡是使KLa和C*增加的因素均能使發酵液的供氧改善。增加C*可通過下列辦法：

湖北工業大學生物工程學院(1)在通入的空氣中摻入純氧，使氧分壓增高用通入純氧方法改變空氣中氧的成分，就是提高式(4-1)中的C*值，因而提高供氧能力。純氧成本高，(2)提高罐壓，這種方法固然能增加C*，但同時會增加二氧化碳的溶解度(C02在水中溶解度約比02高30倍)，影響pH及可能會影響菌的代謝。另外還會增加對設備的強度要求；(3)改變通氣速率，其作用是增加液體中夾持氣體體積的平均成分。但在常速攪拌下增加通氣速率以提高氧的傳遞速率是一種速減性的，即當氣流速度越大，再增加其速度對氧的溶解度的提高作用越小。并且當系統被氣流引起液泛時，傳質速率會顯著下降，使泡沫增多，罐的有效利用率減小。湖北工業大學生物工程學院(4)改變攪拌轉速改變攪拌轉速的效果要比改變通氣速率大泡沫被充分破碎，增加有效氣液接觸面積液流湍流增加，氣泡周圍液膜厚度和菌絲表面液膜厚度減小延長氣泡在液體中的停留時間，明顯地增加KLa提高供氧能力改善罐內液體的混合和循環，從而具有抑制氣泡聚合的效果并且液相的良好混合可避免低于平均氧濃度的“死角”的存在采用控制攪拌效果較佳。

（5）改變發酵液的理化性質例如改變消沫劑、補加無菌水，改變培養基的成分等都可以改善通氣效果，以適應菌的正常生長。（6）傳氧中間介質的加入傳氧中間介質有血紅蛋白，烴類碳氫化合物和全氟化碳(PFC)等類化合物。

湖北工業大學生物工程學院三、供氧的調節C有一定的工藝要求，所以可以通過Kla和C*來調節其中C*＝P*HNvHPKla氧的供需及對發酵的影響反應器中氧的傳遞湖北工業大學生物工程學院調節Kla是最常用的方法，kla反映了設備的供氧能力。

45升1噸10噸攪拌速度250rpm120120供氧速率7.610.720.1不同的設備供氧能力不一樣氧的供需及對發酵的影響反應器中氧的傳遞湖北工業大學生物工程學院第三節影響Kla的因素

Kla反映了設備的供氧能力。發酵常用的設備為：搖瓶發酵罐

氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院一、影響搖瓶kla的因素為裝液量和搖瓶機的種類搖瓶機往復，頻率80-120分/次，振幅8cm旋轉，偏心距25、12,轉速250rpm氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院裝液量，一般取1/10左右：250ml15-25ml500ml30ml750ml80ml例：

500ml搖瓶中生產蛋白酶，考察裝液量對酶活的影響裝液量30ml60ml90ml120ml酶活力71373425392氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院二、影響發酵罐中Kla的因素氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院1、理論上分析KLand通氣量提高攪拌，調節kla的效果顯著氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院例某一產品的發酵dnp0/vc產量4501801.6220%49784502802.1240%55645501802.6160%8455例黑曲霉生產糖化酶n230230270通氣比1:0.81:1.21:0.8產量181224162846提高d、n顯著提高C,提高了產量提高N,比提高Q有效氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院2、實際上：對于轉速的調節有時是有限度的通風的增加也是有限的蒸發量大中間揮發性代謝產物帶走氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院例：紅曲霉生產色素用于食品工業，靜止培養改為通氣培養，比色法測定產量：通氣靜止1.42.03.16.819.5OD0.280.78.315.614.36.2提高下降所以這些因素的存在，發酵設備的供氧是有限的氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院3、小型發酵罐和大型發酵罐調節kla的特點小型發酵罐，轉速可調大型發酵罐，轉速往往不可調大型反應器的合理設計對現有設備一定要注意工藝配套氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院發酵過程中攪拌轉速和溶氧的變化平葉箭葉箭葉：在4h左右溶氧就從90的下降到14.8%，通過不斷提高轉數DO水平始終維持在20%左右。平葉：在8h左右才下降到23.43%;中后期DO水平則一直在40%以上。氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院平葉箭葉慶大霉素的生產水平提高了40%以上氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院5、影響Kla的其它因素空氣分布器液體的粘度氧載體氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院B從需氧方面考慮菌的需氧量以下式表示：

r＝Qo2·X(9-18)

式中r——攝氧率，mmo1O2／L·h；Qo2——呼吸強度，mm0102／g菌(干重)·hCx——菌的濃度，g／L若氧濃度處在暫時的穩定狀態，下式必適合此情況：

(9-19)

顯然，那些能影響此方程時因子會改變溶氧的濃度。

湖北工業大學生物工程學院影響需氧的因素r=QO2.X菌體濃度QO2遺傳因素菌齡營養的成分與濃度有害物質的積累培養條件湖北工業大學生物工程學院(1)養料的豐富程度影響菌的生長。通過減少菌的生長速率也可達到限制菌對氧的大量消耗從而提高溶氧水平。這看來似乎有“消極”的作用。但從總的經濟效果來看，在設備供氧條件不足的情況下，控制菌體量，使發酵液中有較高的氧濃度，以致有利于代謝產物的合成而提高產量，這樣考慮似乎是合理的。(2)溫度的影響由于氧傳質的溫度系數比生長速率的溫度系數低，降低培養溫度可得到較高的溶氧值。這是由于C*的增加，提高了(C*一CL)項，即供氧方程的推動力。但采用降低溫度使偏離最適的產物生物合成的溫度以求得較高的溶氧值是不值得的。（3）限制性基質的流加控制限制性基質流加的目的就是控制培養液中基質濃度，由于在限制性范圍內，當菌體耗氧與該基質濃度有關時，控制基質濃度就是控制需氧量，進而達到控制溶氧的目的。湖北工業大學生物工程學院

表9—8溶氧控制方法的比較方法作用于投資運轉成本效果對生產作用備注氣體成分攪拌速度擋板通氣速率罐壓基質濃度溫度表面活性劑C*KLAKLAC*.OC*需求需求C*KL中低高中中中高中低低高低低低低低低低高高高低中高變化變化好好好

好不一定不一定不一定適于小規模在一定限度內，要避免過份剪切設備上須改裝可能引起泡沫罐強度要求高，響應較慢須及早行動不是常有用需試驗確定

溶氧濃度只是發酵參數之一，它對發酵過程的影響還必須與其他參數配合起來分析。湖北工業大學生物工程學院溶氧控制系統讀書報告：溶氧對發酵的影響及其控制要求：字數不限要有參考文獻（04年以后）氧的供需及對發酵的影響影響Kla的因素湖北工業大學生物工程學院溶氧濃度的變化及其控制一、典型的分批發酵中氧濃度的變化規律（一定Kla下）：rXQCL一般有一個低谷，在對數生長的末期氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院二、發酵過程中溶氧的控制1、溶氧控制的策略微生物反應:

XS→P+Xπ=a+bμ氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院發酵過程的控制一般策略：前期有利于菌體生長，中后期有利于產物的合成溶氧控制的一般策略：前期大于臨界溶氧濃度，中后期滿足產物的形成。氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院2、溶氧控制的實例GAXDO谷氨酸發酵：要求：氧飽和度>1控制：0-12小時小通風12小時后增加通風原因：0-12小時菌體量較小，采用小通風12氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院

一般認為，發酵初期較大的通風和攪拌而產生過大的剪切力，對菌體的生長有時會產生不利的影響，所以有時發酵初期采用小通風，停攪拌，不但有利于降低能耗，而且在工藝上也是必須的。但是通氣增大的時間一定要把握好。例：生產肌苷酸：通氣量不變17.15mg/ml24小時增加22.55mg/ml30小時增加18.25mg/ml36小時增加12.34mg/ml初期與前期氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院三、發酵過程中溶氧濃度監控的意義1、考察工藝控制是否滿足要求2、其它異常情況的表征染菌、噬菌體、設備和操作故障3、間接控制的措施氧的供需及對發酵的影響溶氧濃度的變化及其控制湖北工業大學生物工程學院2、溶氧電極極譜型(陰極)：O2+2H++2e→H2O2原電池型(陰極)：O2+2H2O+4e→4OH-氧的供需及對發酵的影響溶氧和Kla的測定湖北工業大學生物工程學院這種氧電極的陰極材料為鉑或銀，陽極材料為鉛，電解質為氫氧化鉀或醋酸緩沖液。原電池型復膜氧電極在使用時不需施加電解電壓，其電極反應為*陰極O2十2H2O十4e→4OHˉ陽極Pb→Pb2+十2e在使用過程中，陽極材料會有所消耗。復膜氧電極測得的實際為氧從液相主體到陰極的擴散速率。氧從被測介質主體經過電極膜外側的滯流液膜、電極膜和電解質到達陰極表面，推動力是氧分壓差。當擴散過程達到穩定狀態時，電極內外氧分壓的分布見圖26—18。這時單位面積氧的擴散速率為湖北工業大學生物工程學院

no2＝kL(pL一p1)=km(p1一p2)＝ke(p2一pc)＝K(PL一PC)(26—64)其中NO2——氧的擴散通量Mol／m2.s；kL——液膜傳遞系數，mol／Ns；km——膜傳遞系數，mol／Ns；ke——

電解質膜傳遞系數，mol／Ns；K——總傳遞系救，mol／Ns。

PLP1P2Pc0距離氧分壓陰極電解質膜液膜液相主體復膜氧電極內外氧分壓的分布湖北工業大學生物工程學院若陰極面積為A，根據Faraday定律，原電池型氧電極的穩定電流i＝4FAno2＝4FAK(pL-pC)(26—65)陰極表面氧分壓pc＝0，于是

i＝4FAKPL＝K′pL(26—66)所以復膜氧電極的測定，實際上是液體中的氧分壓。如果用同一支氧電極在相同的溫度和攪拌情況下，對空氣飽和的純水和鹽水進行測定，二者的穩定電流值幾乎是相同的，盡管在這兩種液體中的氧濃度并不相同。由式(26—64)可得

(26-67)湖北工業大學生物工程學院可見凡是影響kL，km和ke的因素都會影響K的大小，進而影響氧電極的電流?！黾訑嚢柁D速可減少液膜厚度，從而增大氧電極的電流。提高溫度也可增大氧電極的輸出電流，這主要是因為膜的傳遞系數km隨溫度上升會有較大的增加。所以，用復膜氧電極測定溶解氧時應維持K值不變，這樣得到的結果才可靠。雖然復膜氧電極只能測定液體中溶氧的飽和度，但利用標準加入法，也就是在趕去溶氧的水中加入氧飽和水的樣品，通過氧電報電流增加的多少，可以求出溶解氧的絕對值。

湖北工業大學生物工程學院7溶氧水平的表示方法

A氧分壓表示法

電極測量的是溶液中氧的活度或與之平衡的氣相中氧的分壓，而不是溶液中的氧濃度。故溶氧水平的氧分壓表示法是最基本和最本質的表示法。用該表示法標定電極方法如下：被空氣飽和的水(或培養基)通常用作氧電極的校準介質?？諝庵泻?0.9％的氧，在一定的大氣壓力、溫度與表壓下，就可以通過計算得到發酵罐中標定時與液相平衡的氣相中氧分壓的大?。?/p>

由式(2-24)計算而得的即是斜率(或靈敏度)標定時儀表應調出的顯示數值。

（2-24）式中—標定時飽和氧分壓——大氣壓——罐壓(表壓)——水蒸氣分壓(見表2-3)湖北工業大學生物工程學院例如，在30℃，大氣壓為760mmHg(1.01×105Pa)發酵罐罐壓為0.5kgf／cm2(4.9×104pa)時，培養基消毒后接種前，打開通氣和攪拌，當氧的溶解達到平衡時，其飽和氧分壓計算如下：=760mmHg(1.01×105Pa)=0.5×760=380mmHg(0.505×105Pa)=32mmHg(0.04×105Pa)(查表2-3得)

則＝0.209×（760+380-32）＝231.2mmHg(0.308×105Pa)因此，在上述條件下斜率(或靈敏度)標定方法為利用儀表上斜率(或靈敏度)電位器把儀表顯示調為231.2即可。

湖北工業大學生物工程學院溫度（℃）p溫度（℃）p0522202524224626256728288830321093236121134401412364516143850181640552018