生物反应器的检测及控制
生物反应器操作规程
生物反应器操作规程第一章总则生物反应器是生物工程中常用的设备，用于培养和控制微生物、细胞或酶等生物体系进行生物转化或生物合成反应。
为了保证生物反应器的正常运行，提高生产效率，特制定此操作规程。
第二章设备准备1. 检查生物反应器设备的完好性，确保各个部件没有损坏或异物；2. 检查反应釜、搅拌器、温控系统等部件是否正常运转；3. 准备所需的培养基、生物体系、调理液等实验物品。
第三章操作流程1. 打开生物反应器的电源开关，启动设备；2. 设置所需的温度、压力、搅拌速度等操作参数；3. 向反应釜中加入适量的培养基，等待培养基温度升至设定温度；4. 加入生物体系或细胞，注意避免空气接触；5. 启动搅拌器进行充分混合；6. 在反应过程中根据需要逐步加入调理液或其他试剂；7. 定时监测反应器内参数，并做好记录。
第四章清洗消毒1. 反应结束后，关闭生物反应器的电源开关；2. 停止搅拌器和冷却系统，排空反应釜中的废液；3. 用适量的清洗液对反应器进行彻底清洗，确保没有残留；4. 使用消毒液进行消毒处理，保证反应器内无细菌残留；5. 反应器彻底干燥后，进行下一批实验前的准备工作。
第五章注意事项1. 操作过程中要注意安全，避免发生事故；2. 必须按照操作规程正确操作，不能私自更改参数；3. 反应器设备要定期保养和检修，确保设备正常运行；4. 反应器内部应保持清洁，避免影响后续实验。
第六章结语生物反应器操作规程的制定是为了保障实验的准确性和安全性，本规程适用于各类生物反应器的操作，并应严格执行。
希望大家能够熟练掌握操作技巧，规范操作流程，提高实验效率和成果质量。
生物工程设备第五章 生物反应器的放大与控制
又因为
D ug (VVM ) pL
所以
(VVM )2 ( D1 )23 ( pL2 )
(VVM )1 D2
pL1
QG ug Di2,VL: Di3
第二篇 生物反应设备
第五章 生物反应器的放大与控制
生物反应器的放大过程
1）利用实验室规模的反应器进行种子筛选和 工艺试验；
2）在中间规模的反应器中试验（中试），确 定最佳的操作条件；
3）在大型生产设备中投入生产。
放大的重要性
为生物技术产品从实验室到工业生产的关键。
对一个生物反应过程，在不同大小反应器中进行 生物反应虽相同，但三传有明显差别，从而导致 不同反应器中生物反应速率有差别。
放大倍数实际上就是反应器体积的增加倍数
H1 H2 常数 D1 D2
V2 V1
D2 D1
3
m
所以
H2
1
m3
和
D2
1
m3
H1
D1
H1,H2-模型反应器和放大反应器的高度，m；D1,D2-模型反应 器和放大反应器的内径，m；V1,V2-模型反应器和放大反应器 的体积，m3；
（二）以单位体积液体中搅拌功 率相同放大
ug
60Q0 (273 t) 9.8 104
4
Di 2
273
pL
27465.6(VVM )(273 t)VL Di2 pL
Q0
ug pL Di2 27465.6 (273 t)VL
VVM
ug pL Di2
27465.6 (273 t)VL
（四）以空气线速度相同的原则 进行放大
u g1 u g2
欲使整个生物反应器处于最优条件下进行操作， 必须使反应器中每个细胞都处于最优环境之下， 达到整体优化。
生物反应器的控制与优化技术
生物反应器的控制与优化技术生物反应器作为现代生物技术的核心工具，在生物制药、食品工业、环境保护等众多领域发挥着至关重要的作用。
然而，要实现生物反应器的高效运行和优质产物的生产，精确的控制与优化技术必不可少。
生物反应器的控制，旨在维持反应系统内各种参数的稳定，为生物过程创造适宜的环境。
这就好比给生物反应搭建一个舒适的“家”，让其中的生物活动能够有条不紊地进行。
温度、pH 值、溶氧浓度、营养物质浓度等参数，每一个都直接影响着生物反应的速率和产物的质量。
比如，温度过高或过低都会影响酶的活性，从而改变生物反应的进程；pH 值的变化可能导致蛋白质变性，使反应无法正常进行；溶氧浓度不足会限制好氧微生物的生长和代谢。
在控制这些参数时，传感器起着关键的作用。
它们就像是生物反应器的“眼睛”，实时监测着内部的变化。
然而，传感器并非完美无缺，可能存在测量误差、响应延迟等问题。
为了提高控制的准确性，常常需要采用多种传感器进行交叉验证，并结合先进的信号处理技术来降低误差的影响。
除了参数的控制，生物反应器的搅拌和通气系统也需要精心设计。
搅拌可以使反应物均匀分布，避免局部浓度差异过大；通气则为好氧生物提供足够的氧气。
但搅拌速度和通气量的不当设置，可能会产生剪切力，对细胞造成损伤。
因此，需要根据生物体系的特性和反应的需求，优化搅拌和通气策略。
优化技术则是在控制的基础上，进一步提升生物反应器的性能。
这包括对反应过程的建模和模拟，以及基于模型的优化算法的应用。
通过建立数学模型，可以更深入地理解生物反应的内在机制，预测不同条件下的反应结果。
例如，利用代谢模型可以分析细胞内的物质代谢途径，找出关键的控制点和限速步骤，为优化提供方向。
然而，生物反应过程的复杂性使得建立精确的模型充满挑战。
生物体系往往具有非线性、时变性和不确定性等特点，这就要求模型不断地更新和完善。
同时，优化算法的选择也至关重要。
常见的优化算法如遗传算法、粒子群优化算法等，在解决生物反应器优化问题上各有优劣。
生物反应器中的过程监控与控制
生物反应器中的过程监控与控制生物反应器是一种能够培养生物组织、细胞和微生物培养物的设备，由于其具有高效、稳定、可控的特点，被广泛应用于生物化工、药物制造、生物制品和食品生产等领域。
而对于其中过程的监控与控制则成为了关键的问题，因为它们直接影响着产品的质量和产量。
本文将介绍生物反应器中的过程监控与控制的相关技术和方法。
一、生物反应器中的过程监控1.参数监测：生物反应器中常见的参数包括温度、pH值、氧气含量和压力等。
这些参数对生化过程和微生物的生长都有着十分重要的影响，因此需要实时地对这些参数进行监测。
现代生物反应器通常都具备自动化控制系统，可以通过传感器实时地获取这些参数的值，并自动调节操作。
2.微生物生长监测：微生物的生长速率和生长阶段对反应器中过程的监测和控制也有着非常重要的作用。
一些光学技术，如荧光假膜染料和生物发光技术，可以用于实时监测微生物的生长。
此外，也可以通过取样并检测微生物数量和代谢产物等方式进行监测。
3.培养物中有害物质检测：生物反应器中存在的某些化合物或微生物，可能对产品的质量造成一定的影响，因此需要在反应器中对这些物质进行实时检测。
现代生物反应器通常都配备有气体色谱仪、液流色谱仪、光谱仪等高分辨率仪器，可以针对不同物质进行检测。
4.反应器状态监测：反应器的运行状态也是一项很重要的监测内容。
主要包括反应器内压力、温度、容积、氧气含量等的监测，通过这些信息来判断反应器是否正常运行，并作出相应的控制调整。
二、生物反应器中的过程控制1.实时反馈控制：实时反馈控制是针对反应器中的参数实时取样和分析，以实现反馈控制的方式。
通过反应釜内的传感器来反馈反应器内各个数据，包括压力、温度、气体浓度等，从而控制反应器内的物质输送，保证了反应体系内重要参数的稳定。
2.偏差误差控制：偏差误差控制是针对反应器中参数的误差，进行误差控制的方式。
读数误差、时间延迟误差、传感器响应误差等误差需要通过不同的控制方式进行补偿。
MBR膜生物反应器调试与管理
MBR膜生物反应器调试与管理一、引言随着环境保护意识的日益增强，膜生物反应器（MBR）作为一种高效、环保的污水处理技术，正逐渐广泛应用于各个领域。
MBR膜生物反应器将膜分离技术与生物反应器相结合，可高效去除污水中的污染物质，同时实现污泥的减量化和资源化。
本文将探讨MBR膜生物反应器的调试与管理。
二、MBR膜生物反应器的调试1、启动阶段：在启动MBR膜生物反应器时，首先需要进行设备的检查与试运行，确保设备运行正常。
然后进行初始污泥接种，促进微生物的生长。
在此阶段，需要密切设备运行参数，如压力、流量等，确保设备正常运行。
2、调试阶段：在启动后，需要逐步增加污水流量，同时调整设备参数，以找到最佳的运行条件。
在此阶段，需要对进出水进行严格的监测，以确保设备的运行效果。
3、运行阶段：在调试阶段结束后，MBR膜生物反应器即可投入正常运行。
在此阶段，需要定期对设备进行检查和维护，以确保设备的稳定运行。
三、MBR膜生物反应器的管理1、运行管理：MBR膜生物反应器的运行管理主要包括对设备运行参数的监控、进出水质量的监测、污泥处理的控制等。
需要定期对设备进行维护和保养，确保设备的正常运行。
2、人员管理：对于MBR膜生物反应器的操作人员，需要进行专业的培训，确保他们了解设备的运行原理、操作流程以及应急处理措施。
3、安全管理：MBR膜生物反应器作为一种特种设备，其安全运行至关重要。
因此，需要制定完善的安全管理制度，防范潜在的安全风险。
4、环境管理：MBR膜生物反应器的运行过程中可能会产生一定的噪音、异味等环境影响。
因此，需要采取相应的措施，如建设隔音设施、增加通风设备等，以减少对环境的影响。
5、质量管理：对于MBR膜生物反应器的处理效果，需要进行严格的质量管理。
通过定期的质量检测和评估，确保设备的处理效果达到预期目标。
四、总结MBR膜生物反应器作为一种先进的污水处理技术，其调试和管理对于设备的正常运行和处理效果至关重要。
生物反应器设计及控制技术
生物反应器设计及控制技术生物反应器是一种用于生物系统培养和生产的设备，通常可以控制反应环境的温度、升降速度、液位、搅拌速度和氧气浓度。
随着生物技术的快速发展，生物反应器成为了生产过程中不可或缺的重要设备。
本文将介绍生物反应器的设计及控制技术，以及其在生产中的应用与发展。
一、生物反应器的设计生物反应器的设计通常需要考虑以下几个方面：1、容积：反应器的容积应该适当，既不能过大又不能过小。
容积过大会增加成本，容积过小则会导致生产率下降。
2、搅拌系统：搅拌系统通常包括驱动装置、搅拌器和控制器等部分。
搅拌速度应该适当，过快会造成气泡太小、液体过度搅拌，导致细胞破碎和死亡；过慢则会导致细胞堆积、生产力下降。
3、气体供应：气体通常用于供氧、溶解氧和刺激生产。
气体供应系统通常包括气源、气体调节阀、气体过滤器和气体分配系统。
4、温度控制：温度是生物反应器中重要的环境参数之一。
温度控制通常包括加热和冷却系统。
反应器内的温度应稳定且可控，以保证生产质量。
5、PH值控制：反应器内的PH值应稳定且可控，过高或过低对生产过程会造成不良的影响。
作为控制系统的一部分，PH值调节系统通常由PH电极、控制器和酸碱液供应系统组成。
6、混合控制：反应器中通常有多个相，需要通过混合控制来达到混合均匀的目的。
混合控制系统通常包括流量计、输送泵、混合槽和搅拌器等部分。
二、生物反应器的控制技术生物反应器的控制技术主要包括闭环控制和开环控制两种方式。
闭环控制利用传感器测量反应器内部环境参数并将其与设定值进行比较，通过控制器的反馈作用来调节设备的输出参数，从而使反应器的环境参数得到稳定控制。
开环控制则是在确定好需要达到的反应条件后，直接调节设备的运行参数以达到目的。
这种方式适用于简单反应器和基础实验研究，一般用于确定物理参数和生化反应过程。
三、生物反应器的应用与发展随着生物技术的快速发展，生物反应器广泛应用于制药、食品、化学和环保等领域。
生产有价值的生物制品，如酶、抗体、生物燃料等，是目前广泛应用反应器的主要领域之一。
第七章 生物反应器的检测和控制 2生物反应过程常用检测方法及仪器
7.2 生物反应过程常用检测方法及仪器
2、传感器性能指标 （1）准确度（Accuracy） 准确度是指真实数据和测量数据之间的差别。由于很难 获得绝对意义上的真实数据，因此也就很难获得绝对的准确 度。准确度高低依赖于精确的标定过程和一些外部条件，如， 传感器在反应器内的放置位置等。当传感器从一个反应器移 到另一个反应器，或者反应器内情况发生改变，或者传感器 改变了放置位置，都需要重新标定，否则将产生测量误差。
7.2 生物反应过程常用检测方法及仪器
（4）响应时间
响应时间代表了传感器对测量参数变化响应的快慢，可
以简单地用时间常数τ表示。时间常数τ是以下方程中（7-
1）的常数：
y=y0[1-e-t/τ]
(7-1)
这个方程表示了当传感器从被测参数为0的系统中快速转
移到被测参数为y0的体系，测量显示值y和时间t 的变化关系。
7.2 生物反应过程常用检测方法及仪器
图7-3 玻璃电极结构原理示意图
7.2 生物反应过程常用检测方法及ห้องสมุดไป่ตู้器
图7-4是商业上使用的pH电极的外观和各部分组成。 这种电极将测量极和参比极做到一起，又称复合pH电 极。安装在生物反应器上的复合pH电极都带有不锈钢保护 套，以免培养液内固体伤害电极头部。 像溶氧电极一样，pH电极也需要进行原位标定，在蒸 汽灭菌前进行。玻璃pH电极在使用前先要浸泡在水溶液中 一段时间使玻璃膜充分润湿，保存时要将探头浸泡在和参 比电解质相同的缓冲溶液中以免玻璃膜过于干燥影响日后 使用。
7.2 生物反应过程常用检测方法及仪器
图7-2是某种商业溶解氧浓度电极外观图和安装在生物反 应器上进行测量时的情况。
图7-2 某种商业溶氧测量电极外观和使用时的情况
第七章 生物反应器的检测及控制
9.冷却介质流量与温度
生物发酵过程均有生物合成热产生，对机械搅拌发酵罐 还有搅拌热，为保持反应器系统的温度在工艺规定的范 围内，必须用水等冷却介质通过热交换器把发酵热带走。 要维持工艺要求的发酵温度，对应不同的发酵时期有不 同的发酵热以及冷却介质的温度，需相应改变其流量。 故必须测定冷却介质的进出口温度与流量，据此也可间 接推定发酵罐中的生物反应是否正常进行。
生物细胞本身的状态； (5)反应系统中需控制的主要参变量是什么?这些需控制
的参变量与生物反应效能如何相关对应?
第一节 生化过程主要检测的参变量
在发酵工厂中，生物反应有关的过程可分成培养基灭菌、 生物反应以及产物分离纯化过程。对生物反应器系统， 为了掌握其中生化反应的状态参数及操作特性以便 进行控制，需检测系 列的参数，如表7-1 所示。
对一定的发酵反应器，搅拌转速对发酵液的混合状态、溶氧 速率、物质传递等有重要影响，同时影响生物细胞的生长、 产物的生成、搅拌功率消耗等。对某一确定的发酵反应器， 当通气量一定时，搅拌转速升高，其溶氧速率增大，消耗的 搅拌功率也越大。在完全湍流的条件下，搅拌功率与搅拌转 速的三次方成正比，即，其中N为搅拌转速。此外，某些生 物细胞如动植物细胞、丝状菌等，对搅拌剪切敏感，故搅拌 转速和搅拌叶尖线速度有其临界上限范围。故此，测量和控 制搅拌转速具有重要意义。
4.泡沫高度 液体生物发酵，不管是通气还是厌气发酵均有不同程度
的泡沫产生。发酵液泡沫产生的原因是多方面的，最主 要的是培养基中所固有的或是发酵过程中生成的蛋白质、 菌体、糖浆以及其他稳定泡沫的表面活性物质，加上通 气发酵过程大量的空气泡以及厌气发酵过程中生成的 CO2气泡，都会导致生物发酵液面上生成不同程度的泡 沫层。如控制不好，就会大大降低发酵反应器的有效反 应空间，即装料系数低，增加感染杂菌的机会，严重时 泡沫会从排气口溢出而造成跑料，这导致产物收率下降。 不同的生物反应其泡沫产生情况变化很大，有些生物发 酵过程的泡沫不易控制。
生物反应器的智能化控制技术
生物反应器的智能化控制技术在当今生物技术迅速发展的时代，生物反应器作为生物过程的核心设备，其性能和效率对于生物产品的质量和产量起着至关重要的作用。
为了实现更高效、更稳定和更优质的生物生产过程，智能化控制技术在生物反应器中的应用正逐渐成为研究和实践的热点。
生物反应器是一种用于进行生物反应的装置，它可以为微生物、细胞或酶提供适宜的生长和反应环境。
然而，传统的生物反应器控制往往依赖于固定的参数设定和简单的反馈控制，难以应对生物过程中的复杂变化和不确定性。
智能化控制技术的出现为解决这些问题提供了新的思路和方法。
智能化控制技术的核心在于利用先进的传感器技术、数据采集与处理系统以及智能算法，实现对生物反应器内各种参数的实时监测、分析和精确控制。
通过安装在生物反应器中的传感器，如 pH 传感器、溶氧传感器、温度传感器等，可以实时获取反应体系中的关键参数信息。
这些数据被快速采集并传输到控制系统中，经过处理和分析，为控制决策提供依据。
在智能算法方面，模糊逻辑控制、神经网络控制和模型预测控制等方法得到了广泛的应用。
模糊逻辑控制能够处理生物过程中的模糊性和不确定性，根据经验和规则对控制变量进行调整。
神经网络控制则通过对大量数据的学习和训练，建立输入与输出之间的复杂关系模型，从而实现精准的控制。
模型预测控制则基于对生物反应过程的数学模型，预测未来的状态变化，并提前进行控制动作的优化。
例如，在微生物发酵过程中，细胞的生长和代谢会受到多种因素的影响，如培养基成分、pH 值、溶氧浓度等。
智能化控制技术可以根据实时监测到的细胞生长状态和代谢产物浓度，自动调整培养基的进料速度、通气量和搅拌速度等参数，以确保细胞在最佳的环境条件下生长和代谢，从而提高发酵效率和产品质量。
此外，智能化控制技术还可以实现对生物反应器的多变量协同控制。
生物反应过程通常涉及多个相互关联的参数，传统控制方法往往难以同时兼顾多个变量的优化。
而智能化控制技术能够综合考虑多个变量之间的关系，通过协同调整各个控制参数，实现生物反应过程的整体优化。
细胞生物反应器操作规程
细胞生物反应器操作规程
《细胞生物反应器操作规程》
一、操作前准备
1. 确保细胞生物反应器的清洁和消毒，使用无菌工具进行操作。
2. 准备好所需的培养基和细胞培养物，确保培养基无菌。
二、启动细胞生物反应器
1. 打开细胞生物反应器的电源并进行系统自检，确保设备正常工作。
2. 设置合适的温度、湿度和通气参数，逐步提高气体流速以保持适当的搅拌和氧气供应。
三、接种细胞
1. 将预先培养好的细胞悬液加入到生物反应器中，根据需要调整培养基的体积和浓度。
2. 确保细胞在生物反应器中均匀分布，并避免细胞聚集和沉积。
四、细胞培养
1. 监测细胞生长情况和代谢产物的积累，根据需要调整培养基的成分和供给量。
2. 定期取样检测细胞培养物的质量，确保细胞状态良好并避免细菌和真菌的污染。
五、收获细胞产物
1. 根据培养物中细胞数量和产物浓度的变化，判断是否进行细胞产物的收获。
2. 使用无菌操作取出细胞产物并进行后续处理，如纯化、浓缩或储存。
六、关闭细胞生物反应器
1. 关闭细胞生物反应器的电源并进行系统清洁和消毒，确保设备处于干净的状态。
2. 将相关记录整理并存档，包括操作日志、质量检测结果和细胞产物的收获情况。
以上就是《细胞生物反应器操作规程》，请严格按照规程操作，以确保细胞生物反应器的正常运行和细胞培养的成功。
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在微生物发酵以及其他生物反应过程中，为 了使生产稳产高产，降低原材料消耗，节省 能量和劳动力，防止事故发生，实现安全生 产，必须对生物反应过程和反应器系统实行 检测和控制。 生物反应器的检测是利用各种传感器及其 他检测手段对反应器系统中各种参变量进行 测量，并通过光电转换等技术用二次仪表显 示或通过计算机处理。
（2）发酵搅拌功率
生产规模的发酵罐搅拌功率
只是测定驱动电机的电压与 电流，或直接测定电机搅拌 功率。
8. PH的检测
最通用的pH测定仪是复合pH
电极，因其具有结构紧凑，可 蒸汽加热灭菌的优点。
复合PH电极结构
复合PH电极
为了使PH电极适应工业发酵生产的要求， 通常加装不锈钢保护套才能插入发酵罐中 使用。 具有温度补偿系统。 在每批发酵灭菌操作前后进行标定。 通常PH计的测定范围是0～14，精度达 10.05～0.1PH，响应时间数秒至数十秒， 灵敏度为0.1PH。
5．气体流量计
（1）体积流量型气体流量计
原理：根据流动气体动能的转换及流动 类型改变而检测其流量。 实验室小试和中试发酵系统几乎都应用 转子流量计。 同心孔板压差式流量计，可用于工业生 产规模上。
气体流量计
（2）质量流量型气体流量计 检测原理是利用流体的固有性质， 如质量、导电性、电磁感应及导 热等特性而进行设计的。 对气体流量测定，最常用的是利 用其导热性能。
最常用的方法是电极探针测定法：当 泡沫产生增多，其表面上升与电极探 针接触从而产生电信号。 泡沫高度的检测还可应用声波法，即 利用装于罐顶的装置发射声波，检测 此声波经液面反射后返回罐顶所需的 时间，就可推出泡沫表面高度。
4．培养基和液体流量测定
椭圆流量计效应流量计
科里奥利（Coriolis）效应流量计
气体热质量流量传感器结构
气体热质量流量计工作原理
6．发酵液粘度的检测
发酵工业上常用的粘度测定仪有
振动式粘度传感仪、毛细管粘度 计、回转式粘度计以及涡轮旋转 粘度计等。
（1）振动式粘度传感仪
可保证无菌操作， 但只能测定粘度 的相对值，且精 确度较差，仍有 待改进提高。
（2）发酵液循环粘度测定
微孔管在线取样装置
1. 温度的测定
温度检测仪表有热电阻检测器（RTD）、半导 体热敏电阻、热电偶和玻璃温度计等。 最常用的是金属热电阻温度计，其中以铂电阻温 度计最常用，其次铜电阻温度计也可选择。 铂电阻温度计可耐热杀菌，耐腐蚀，精度高，但 价钱较贵。铜电阻温度计价格较便宜，但容易氧化， 且温度计的体积也较大。 半导体热敏电阻具有灵敏度高、响应时间短的优 点，但体积小、结构简单、耐腐蚀性好、寿命长， 但因其温度与电阻值的关系非线性，所以使用不多
生物反应检测仪器的基本构成
l.传感器2.信号转换3.信号放大 4.输出显示
二、主要参数检测原理及仪器
杜绝杂菌污染。
无论是在线检测或取样分析，均应尽 可能不影响反应器系统的运行状态。 对于挥发性物质的检测，可采用微 孔管在线取样检测系统
（2）渗透膜取样系统
检测控制中要明了下述几点：
（1）进行检测的目的； （2）有多少必须检测的状态参数，这些参变量能 否测量检出？ （3）能测定的参数可否在线检测，其响应滞后是 否太大？ （4）从状态参数的检测结果，如何判断该生物反 应器及生物细胞本身的状态； （5）反应系统中需控制的主要参变量是什么？这 些需控制的参变量与生物反应效能如何相关对应？
生物量
细胞浓度
酶活性
细胞生长速率
第二节 生化过程常用检测方法及仪器
一、检测方式及仪器的组成 在线（On—line ）检测：仪器的电极等 可直接与反应器内的培养基接触或可连 续从反应器中取样进行分析测定； 离线（Off—line ）检测：从反应器中取 样出来，然后用仪器分析或化学分析等 方法进行检测。 对生物发酵过程的控制来讲，在线检测 是首选方式。
第一节 生化过程主要检测的参变量
物理参数
1．温度 2．压强 3．液面（或浆液量） 4．泡沫高度 5．培养基流加速度 6．通气量 7．粘度（或表观粘度）
物理参数
8．搅拌转速与搅拌功率 9．冷却介质流量与温度 10．蒸汽压强 11．湿度 12．酸、碱及消泡剂用量
化学参数
1. pH 3. 溶解CO2浓度 5. 排气的氧分压 7. 培养基质浓度 9. 前体浓度 2. 溶氧浓度 4. 氧化还原电位 6. 排气的CO2分压 8. 产物浓度
溶氧电极
2．压强的检测
最常用的压强检测仪是隔膜式 压力表。 在生物反应器中，在压力表安 装时必须注意使仪表的管路能够 加热灭菌，尽量不存在死角，这 样才能保证反应器的无菌操作。
3．液位和泡沫高度的检测
液位的检测主要方法有压差
法、电容法和电导法等。
电容式液面计示意图
压差法测量 液位原理
泡沫高度的测定
9．溶氧浓度的检测
通常用溶氧电极法，其化学基础是 氧分子在阴极上还原，因而有电流 产生，所产生的电流和被还原的氧 量成正比，故设法测定此电流值就 可确定发酵液的溶氧浓度。
溶氧电极
实际上，用一层高分子膜使电极与被测溶液分隔 开，具有如下特点： （1）氧分子扩散透过膜是限速步骤，故测出的电 流值与溶氧浓度成正比； （2）温度变化1℃，则产生4％的变化，故必须 装设温度补偿线路； （3）电流值和氧的扩散系数与溶解度的乘积成 正比关系； （4）这类溶氧电极的阳极面积应比阴极面积大 得多，这样可减小误差。
装设自动无菌取样循环系统，使
发酵液通过取样管路流过旋转式 粘度计或毛细管粘度计，以实现 发酵液粘度的连续在线检测。
7．搅拌转速和搅拌功率
（1）搅拌转速
搅拌转速的检测常用方法有磁感应式、光感应式 和测速发电机等三种。 前两种测速仪是利用搅拌轴或电机轴上装设的感 应片切割磁场或光束而产生脉冲信号，此信号即 脉冲频率与搅拌转速相同。 测速发电机是利用在搅拌轴上或电机轴上装设一 小型发电机，后者的输出电压与搅拌转速成线性 关系。