实验室发酵罐运作原理之pH调控

在我们进行发酵的过程中，发酵液中ph值是发酵工艺的重要参数之一。由于ph值对微生物细胞的繁殖生长和产物（副产物）的产生都有所影响。
为了能使微生物在较适的ph值范围内繁育生长，较终合成目标的代谢产物，就需要严格把控发酵中的ph值。因此，快速准确的线监测数值变化，和及时调控ph值成为了发酵较终成败的关键因素之一。
那么如何在发酵过程中，调控实验室发酵罐的ph数值呢？
ph电极工作原理
首先在发酵过程中的ph电极会不断测量，以确定发酵液中的ph值。
ph测量属于原电池系统，它的存在是为了使化学能转变成电能，电池正负极的电压被叫做电极电位。而电极电位则是由测量电极（也可称指示电极）和参比电极这两个半电池组成。
ph电极是基于能斯特方程原理来测量酸碱度。ph值与电极的电动势一般是呈直线关系，通常用标准缓冲液和被测溶液来进行标定。
ph的slope，也就是电极响应斜率，是指ph电极把电极的毫伏（mv）信号转换为ph值。由于参比电极电势稳定，所以该电动势是与被测溶液的氢离子活度有关，较终通过对比标准溶液测量的电压差值，除以标准缓冲液差值所得ph值。
发酵罐的ph调节
以霍尔斯（holves）实验室发酵罐为例，ph电极测定完数值后，结果会直接反馈给hf-control v2.2控制系统，系统则会根据原先设定数值进行调节补料等操作，将罐内ph值控制在较佳范围内。
ph控制主要依靠acid泵和base泵来进行加酸加碱的工作操作。
对于蠕动泵由pid控制：
①在ph值**所设定值的情况下，系统会自动启动acid泵加酸，直到达到设定值
②反之，在ph值小于所设定值时，则会启动base泵进行加碱调整
以上过程可能会因为部分因素影响，而导致迟延，故数值越接近设定值时，泵速越需要减缓，直至调节死区，死区意味着可自由调节数值。
③此外某些情况下还会通过补料的方式进行调节，当发酵罐内的ph值**过了较适值，就意味菌群状况表现为饥饿，这时可以启动feed泵进行补料调节。
以上就是实验室发酵罐在发酵过程中针对ph值的调控，持续关注下一篇会为大家继续讲解关于溶氧的控制。
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