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

1 pH值及其測量的特性

    pH值是表征過程化學反應狀態(tài)的參數，pH對象的靜特性有它的特殊性，即pH對象的非線性特性十分嚴重。不同生產過程的靜特性不同，即使同一生產過程的靜特性也不是固定不變的。而pH值的測量，有著很大的滯后性。pH值測量的滯后時間來自于取樣，預處理系統(tǒng)和pH計本身。檢測儀表的慣性滯后和純滯后過大時，會使調節(jié)系統(tǒng)的調節(jié)品質變差甚至不能投用。實踐證明，在線pH值測量中各種電極的時間常數是不同，時間常數中，以玻璃電極zui小，其它如鉑電極、銻電極、鎢電極依次增大。所以應該選擇玻璃電極來測試。

2在線pH電極參數及結構選擇

    玻璃電極以響應快、精度高等特點在生物發(fā)酵行業(yè)得到廣泛應用。根據生物發(fā)酵過程特點應從以下幾個方面正確選擇pH電極：

2.1耐受溫度

    發(fā)酵過程滅菌溫度一般達到120 ?C，持續(xù)30分鐘。這就需要PH電極可耐受發(fā)酵罐內原位高溫高壓蒸汽滅菌，耐受溫度至少達到125?C，美國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，選擇不當不僅帶來經濟損失而且會帶來錯誤的測試結果。

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 電極結構

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

F-615美國BJC pH生物發(fā)酵電極帶T型把手和S8接頭特點：

·         全新改進的pH感測玻璃薄膜
BJC采用的鈷藍色pH玻璃球泡，可以在物理耐用性能和快速響應時間之間達到的平衡。其它廠商采用厚度偏大的薄膜來提高電極的牢固性，但厚的薄膜意味著電極的響應時間更長并會引入干擾信號。我們現在采用的薄膜配方是經過多年的經驗得到的。在出廠前，每支電極都要經過1小時的130度蒸汽消毒，然后在冷水中淬火。只有經過嚴格的出廠檢測，才能保證售出的每支電極都有的快速響應時間。

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

·         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）。我們全部采用符合美國藥監(jiān)局規(guī)定的O形密封圈。