溶氧曲线剧烈波动，一会峰顶一会谷底——这种“过山车”式的DO值，是许多发酵人的噩梦。当你习惯性地去调整搅拌转速时，可能忽略了真正的原因。
溶氧（DO）是发酵过程的“晴雨表”，它直接反映了菌体的代谢状态和发酵罐内的供氧状况。当DO值出现大幅波动时，很多人的第一反应就是：提高搅拌转速或增加通气量。
但这种做法往往治标不治本，甚至可能掩盖真正的问题。发酵高手们都知道，DO波动只是一个症状，背后可能隐藏着多种复杂原因。
搅拌转速：可能是“替罪羊”
搅拌确实是影响溶氧的重要手段，但它不是万能的。盲目提高转速不仅增加能耗，还可能产生过大的剪切力，损伤菌体。
真正的原因可能隐藏在以下几个方面：
菌体代谢本身的变化
菌体的耗氧速率（OUR）并不是恒定不变的。当菌体进入不同生长阶段或遇到环境变化时，OUR会发生显著改变。
展开剩余65%比如： 当菌体从利用一种碳源转向另一种碳源时（如葡萄糖耗尽开始利用乙醇），耗氧速率可能突然变化，导致DO值骤变。补料操作（流加葡萄糖、氨水等）会瞬间改变菌体的代谢强度，引起DO剧烈波动。
设备与工艺的隐藏问题
搅拌功率不足： 特别是对于高密度发酵，后期菌浓很高，培养基变得粘稠，常规搅拌可能无法提供足够的传氧效率。
通气系统问题： 空气过滤器堵塞、喷孔结垢、通气管道积液等问题，会实际降低通气效率，导致DO不稳定。
罐压波动： 罐压控制不稳会直接影响氧的溶解度，从而造成DO值波动。
传感器和测量问题
电极位置不当： 溶氧电极放置在气泡富集区或死角区域，会导致测量值不能代表真实的溶氧情况。
电极响应滞后： 老化的电极膜会导致响应变慢，测量值无法实时反映实际变化，造成控制滞后和振荡。
校准不当： 电极没有在正确的零点和高点进行校准，导致测量值本身就有偏差。
系统性的解决方案
面对DO波动问题，高手们会采取系统化的方法：
首先排除测量问题： 确认电极工作正常、位置合适、校准准确。
分析代谢规律： 通过分析OUR、CER等参数变化规律，判断DO波动是否由代谢转换引起。
优化控制策略： 采用基于代谢状态的前馈-反馈控制，而不是简单的PID控制。比如根据补料速率预先调整搅拌转速或通气量。
设备改进： 对于确实存在混合或传氧能力不足的发酵罐，考虑改进搅拌桨类型、增加挡板或改善分布器设计。
记住：溶氧波动是现象而非本质。下次遇到DO过山车，不妨先停下来全面分析，找到真正的原因再出手调整。这才是高手的做法。
发布于：广东省