邴狄祥

摘要：本文筆者結(jié)合賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從電極的工作原理、電極的校驗(yàn)及保養(yǎng)入手，并通過電極模擬器的使用，最終保證了PH及溶氧測(cè)量的可靠性。

關(guān)鍵詞：PH值 溶氧 電極保養(yǎng) 模擬器

中圖分類號(hào)：TQ922 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2013）12-0015-02

1 PH電極在賴氨酸行業(yè)的應(yīng)用

PH值是賴氨酸發(fā)酵過程中最直接、最靈敏反映過程變化的參數(shù)之一，每一種菌體在生長或代謝過程中都有其最適PH值。目前包括筆者廠家在內(nèi)的多數(shù)生產(chǎn)廠家使用的PH測(cè)量系統(tǒng)均為2100e變送器搭配465復(fù)合電極，如何確保PH值在線測(cè)量過程中的可靠性，對(duì)PH電極進(jìn)行科學(xué)合理的標(biāo)定是至關(guān)重要的。標(biāo)定PH電極的過程其實(shí)就是用兩點(diǎn)確定一條直線的原理確定該P(yáng)H電極的實(shí)際工作曲線，然后將其輸入給變送器，使變送器能正確的計(jì)算出pH值，如圖1所示。實(shí)際上現(xiàn)在所謂的標(biāo)定是指對(duì)變送器的標(biāo)定，電極本身并沒有記憶功能。不過最新生產(chǎn)的光學(xué)智能PH電極由于在電極內(nèi)部置入了芯片，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)PH電極的標(biāo)定。

2 PH電極的標(biāo)定

先用蒸餾水沖洗電極，用軟紙吸干水份，放入PH7.0（或6.86）的緩沖溶液中，等待一分鐘后按CAL鍵、輸入代碼1100，按確認(rèn)鍵后開始標(biāo)定，直至出現(xiàn)CAL2后取出電極，用蒸餾水沖洗后用軟紙吸干水份，放入PH4.0的緩沖溶液中，等待一分鐘后按確認(rèn)鍵確認(rèn)后，等待標(biāo)定結(jié)束。如果標(biāo)定結(jié)果不在工藝要求范圍，用PH模擬器進(jìn)行模擬，查出原因后重新進(jìn)行標(biāo)定，直至滿足要求。

注意：標(biāo)定時(shí)零點(diǎn)和斜率都在要求范圍內(nèi)，sensoface顯示平臉而不是笑臉的原因大多為響應(yīng)時(shí)間長，此時(shí)需適當(dāng)延長等待時(shí)間，不要將電極放入緩沖溶液后就開始標(biāo)定，一定要按標(biāo)定程序耐心等待一分鐘。

2.1 標(biāo)定結(jié)果

表征pH電極的參數(shù)有以下兩個(gè)：（第三個(gè)是膜阻抗）斜率90%---105%；零點(diǎn)-10mV---10mV；每個(gè)pH相當(dāng)?shù)膍V就是截距，在不同溫度下都有標(biāo)準(zhǔn)的截距數(shù)，同溫下實(shí)際截距與標(biāo)準(zhǔn)截距的比值就是斜率。梅特勒電極對(duì)斜率的要求是90%---105%。而且在PH電極使用過程中我們發(fā)現(xiàn)，如果標(biāo)定后斜率為88%的話，這個(gè)誤差用PH模擬器也校正不過來。

2.2 零點(diǎn)的意義

我們可以這樣理解，58mV相當(dāng)于1個(gè)PH值，即5.8mV為0.1PH，假如標(biāo)定后零點(diǎn)為10mV，差不多就相當(dāng)于0.2的PH的偏差；如果標(biāo)定后零點(diǎn)為30mV，那么就相當(dāng)于從培養(yǎng)開始PH顯示值就和實(shí)測(cè)值相差0.52個(gè)PH，當(dāng)然這還不算消罐對(duì)PH電極性能產(chǎn)生的影響。

如果對(duì)PH電極的標(biāo)定結(jié)果不能同時(shí)滿足這兩個(gè)要求，請(qǐng)用PH模擬器進(jìn)行模擬，查出原因后重新進(jìn)行標(biāo)定，直至滿足要求。

注意：在培養(yǎng)過程中，一旦發(fā)現(xiàn)取樣用臺(tái)式PH計(jì)測(cè)量值與在線測(cè)量值值相差較大，請(qǐng)用PH模擬器模擬，如果模擬結(jié)果不好，對(duì)變送器進(jìn)行零點(diǎn)校正以修復(fù)偏差；如果模擬結(jié)果較好，請(qǐng)檢查并校準(zhǔn)臺(tái)式PH計(jì)后取樣復(fù)測(cè)，原則上不允許更改PH6.80的正常培養(yǎng)時(shí)的設(shè)定值。

3 PH電極保養(yǎng)

在電極使用過程中，一定要注意消罐溫度對(duì)PH電極的影響。當(dāng)滅菌溫度超過130度后，電極將發(fā)生不可逆損壞。

（1）將電極浸泡在相應(yīng)的電解液中。

（2）避免負(fù)壓，防止料液倒灌入?yún)⒈润w系中，正確的維護(hù)確保測(cè)量的精度和穩(wěn)定性

（3）一般性污染：用水、0.1mol/lNaOH或0.1mol/lHCl清洗電極數(shù)分鐘。

（4）油脂或有機(jī)物污染：用丙酮或乙醇清洗電極數(shù)秒鐘。

（5）硫化物污染（隔膜發(fā)黑）：用9892清洗液處理（見5所附使用說明）。使用方法：將電極頭部浸泡在溶液中（隔膜應(yīng)沒入溶液中），直到隔膜無色（至少1小時(shí)），然后浸泡在3M的KCl中過夜，完全沖洗，重新校準(zhǔn)后可使用。

（6）蛋白質(zhì)污染（隔膜發(fā)黃）：用9891清洗液處理（見5所附使用說明）。用法：將電極頭部放入溶液中，確保隔膜浸沒在溶液中（至少1個(gè)小時(shí)）。然后用蒸餾水沖洗，重新校準(zhǔn)。

（7）護(hù)套保壓：對(duì)于需要加壓的465和InPro2000系列電極使用時(shí)應(yīng)注意經(jīng)常觀察護(hù)套上的壓力表讀數(shù)。原則上護(hù)套內(nèi)的壓力應(yīng)比反應(yīng)器內(nèi)壓力高1.5Bar以上。

4 PH模擬器的使用

將電纜線接入PH模擬器，將模擬器旋至7.0Low，觀察變送器讀數(shù)，正常應(yīng)為7.0，按conf鍵，輸入2222后查看7.0Low、9.0Low、4.0Low電位值進(jìn)一步確認(rèn)PH變送器與電纜線的漂移量，正常讀數(shù)分別為0mv、-116mv、175mv，允許偏差3mv。若偏差較大，對(duì)變送器與電纜線進(jìn)行零點(diǎn)校正以修復(fù)偏移量。

校零步驟：將電纜線接入PH模擬器，將模擬器旋至7.0Low后，按CAL輸入1001并確認(rèn)，變送器顯示7.0，按確認(rèn)鍵確認(rèn)后，自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)校正。

5 結(jié)論

總之，PH值的檢測(cè)對(duì)賴氨酸的發(fā)酵過程來說是一個(gè)有很重要的影響因素，發(fā)酵水平的提升，對(duì)PH電極的要求也越來越高。因此，PH電極在賴氨酸發(fā)酵行業(yè)的合理應(yīng)用值得我們更加深入細(xì)致的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]張克旭.氨基酸發(fā)酵工藝學(xué)[M].北京：國輕工業(yè)出版社，1998-9（6）：143～147.

[2]梅特勒公司.梅特勒-托利多在線PH計(jì)校準(zhǔn)規(guī)程[Z].2011.