在微生物發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的pH變化可以表明微生物細(xì)胞生長(zhǎng)及產(chǎn)物或副產(chǎn)物生成的情況，是zui重要的發(fā)酵過(guò)程參數(shù)之一。不同的微生物細(xì)胞生長(zhǎng)、代謝有其合適的pH范圍?？焖?、準(zhǔn)確的pH值在線監(jiān)測(cè)和反控是發(fā)酵成敗的關(guān)鍵因素之一。因此如何正確選擇一款合適發(fā)酵工藝過(guò)程的的pH電極就顯得特別的重要。

1 pH值及其測(cè)量的特性

    pH值是表征過(guò)程化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)的參數(shù)，pH對(duì)象的靜特性有它的特殊性，即pH對(duì)象的非線性特性十分嚴(yán)重。不同生產(chǎn)過(guò)程的靜特性不同，即使同一生產(chǎn)過(guò)程的靜特性也不是固定不變的。而pH值的測(cè)量，有著很大的滯后性。pH值測(cè)量的滯后時(shí)間來(lái)自于取樣，預(yù)處理系統(tǒng)和pH計(jì)本身。檢測(cè)儀表的慣性滯后和純滯后過(guò)大時(shí)，會(huì)使調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)變差甚至不能投用。實(shí)踐證明，在線pH值測(cè)量中各種電極的時(shí)間常數(shù)是不同，時(shí)間常數(shù)中，以玻璃電極zui小，其它如鉑電極、銻電極、鎢電極依次增大。所以應(yīng)該選擇玻璃電極來(lái)測(cè)試。

2在線pH電極參數(shù)及結(jié)構(gòu)選擇

    玻璃電極以響應(yīng)快、精度高等特點(diǎn)在生物發(fā)酵行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)生物發(fā)酵過(guò)程特點(diǎn)應(yīng)從以下幾個(gè)方面正確選擇pH電極：

2.1耐受溫度

    發(fā)酵過(guò)程滅菌溫度一般達(dá)到120 ?C，持續(xù)30分鐘。這就需要PH電極可耐受發(fā)酵罐內(nèi)原位高溫高壓蒸汽滅菌，耐受溫度至少達(dá)到125?C，美國(guó)BJC的F-615生物發(fā)酵電極可耐受到135?C。滿足生物發(fā)酵溫度是pH電極正確選用的基本條件，選擇不當(dāng)不僅帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失而且會(huì)帶來(lái)錯(cuò)誤的測(cè)試結(jié)果。

2.2壓力

    至少要求能耐受到4巴的壓力，F-615生物發(fā)酵pH電極可耐到10.5巴的壓力。

2.3 電極結(jié)構(gòu)

zui傳統(tǒng)的做法是采用一支參比電極和一支測(cè)量電極，現(xiàn)在隨著技術(shù)進(jìn)步，都采用了一支復(fù)合電極，可以大大減少保養(yǎng)的時(shí)間和成本。BroadleyJames的F-615發(fā)酵電極采用特殊配方的膠狀電解液，可延長(zhǎng)電極的使用壽命，同時(shí)避免了要頻繁添加電解液的維護(hù)困惑。

F-615美國(guó)BJC pH生物發(fā)酵電極帶T型把手和S8接頭特點(diǎn)：

·         全新改進(jìn)的pH感測(cè)玻璃薄膜
BJC采用的鈷藍(lán)色pH玻璃球泡，可以在物理耐用性能和快速響應(yīng)時(shí)間之間達(dá)到的平衡。其它廠商采用厚度偏大的薄膜來(lái)提高電極的牢固性，但厚的薄膜意味著電極的響應(yīng)時(shí)間更長(zhǎng)并會(huì)引入干擾信號(hào)。我們現(xiàn)在采用的薄膜配方是經(jīng)過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn)得到的。在出廠前，每支電極都要經(jīng)過(guò)1小時(shí)的130度蒸汽消毒，然后在冷水中淬火。只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的出廠檢測(cè)，才能保證售出的每支電極都有的快速響應(yīng)時(shí)間。

·         特殊配方的電解液
我們采用符合美國(guó)藥典規(guī)定的CMC（藥片的包衣和粘合劑）凝膠做為電解液，用戶不必?fù)?dān)心電極破裂導(dǎo)致珍貴的物料受到污染。相反地，聚丙烯酰胺會(huì)污染樣品。

·         適用于生物發(fā)酵
FermProbe適用于在線蒸汽消毒（SIP）和在線清洗（CIP）。我們?nèi)坎捎梅厦绹?guó)藥監(jiān)局規(guī)定的O形密封圈。