在發(fā)酵工業(yè)中，無論是食品、飲料、制藥還是生物燃料生產(chǎn)，尾氣中的二氧化碳（CO2）和氧氣（O2）都是關(guān)鍵參數(shù)。它們不僅對發(fā)酵過程有直接影響，還直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此，了解并控制這些尾氣的含量對于優(yōu)化發(fā)酵過程至關(guān)重要。

一、CDMO（合同研發(fā)生產(chǎn)組織）發(fā)酵尾氣檢測的重要性

在CDMO過程中，發(fā)酵尾氣檢測是確保發(fā)酵過程順利進行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。它不僅關(guān)系到工藝參數(shù)的優(yōu)化和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，還直接影響到生產(chǎn)效率與資源消耗。

1.反映發(fā)酵過程狀態(tài)：通過監(jiān)測尾氣中CO?和O?的濃度，可以深入了解微生物代謝狀況及其活性，進而評估發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和效率。CO?作為酒精發(fā)酵的主要產(chǎn)物及細胞呼吸的終產(chǎn)物，而O?對于需氧微生物的生長至關(guān)重要。

2.優(yōu)化工藝參數(shù)：實時監(jiān)測尾氣中的CO?和O?濃度，可獲取如CO?釋放速率（CER）、攝氧率（OUR）、呼吸商（RQ）等關(guān)鍵呼吸代謝參數(shù)，為調(diào)整工藝參數(shù)提供依據(jù)，從而提高發(fā)酵效率。

3.提高產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量：精確控制氧氣和二氧化碳濃度有助于優(yōu)化發(fā)酵條件，進而提升產(chǎn)品品質(zhì)與產(chǎn)量。

4.降低能耗與資源消耗：通過對發(fā)酵尾氣參數(shù)的實時監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)能效問題并做出相應(yīng)調(diào)整，減少能源消耗和資源浪費，推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

二、發(fā)酵尾氣檢測的方法

1.發(fā)酵尾氣分析儀：采用高精度、快速響應(yīng)的傳感器，如基于NDIR原理的CO?傳感器和氧化鋯O?傳感器，實現(xiàn)在線監(jiān)測尾氣中的多種氣體成分。

2.氣體預(yù)處理：由于NDIR不分光紅外光譜、電化學原理傳感器等測量CO?及O?時受H2O份的影響非常大，因此配備有專業(yè)的氣體預(yù)處理裝置進行了氣體預(yù)處理，以便對所測試氣體進行精確分析。預(yù)處理裝置通常包括電子冷凝器（用于樣氣脫水）、蠕動泵（用于自動排水）、顆粒過濾器（用于過濾樣氣中大于0.1微米的顆粒）等組件。

3.多通道設(shè)置：一些先進的尾氣分析儀支持多通道連接，允許同時監(jiān)測多個發(fā)酵罐的尾氣，極大提高了操作便利性和數(shù)據(jù)采集效率。

三、發(fā)酵尾氣檢測的應(yīng)用

在CDMO領(lǐng)域，發(fā)酵尾氣檢測被廣泛應(yīng)用于生物制藥、酶制劑、食品發(fā)酵等行業(yè)。例如，在生物制藥中，通過監(jiān)測尾氣中的CO?和O?濃度來優(yōu)化細胞培養(yǎng)條件；在食品發(fā)酵中，則用于改進發(fā)酵工藝參數(shù)，提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值。

四、推薦的傳感器解決方案

二氧化碳傳感器推薦：

1.英國GSS 高速響應(yīng)二氧化碳CO2傳感器SprintIR-WX：SprintIR-WX是一款響應(yīng)非常迅速的CO2傳感器。它可測量高達100% 的 CO2 濃度，并配有流入式適配器。該傳感器每秒獲取20個讀數(shù)，適合要求高速傳感的應(yīng)用和 CO2濃度快速變化的測量。它對功耗要求低，使其成為電池供電系統(tǒng)的很好選擇，包括便攜式、可穿戴式及自供電應(yīng)用。SprintIR-WX 基于我們獨特的LED 技術(shù)平臺和光學設(shè)計。正是這種固態(tài)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)競品中很快的速度、功耗、使用壽命和耐用性。

2.英國Alphasense紅外二氧化碳傳感器IRC-A1：采用NDIR技術(shù)，具備雙通道采樣功能，抗干擾能力強，專業(yè)用于工業(yè)環(huán)境以及環(huán)保行業(yè)等CO2濃度實時檢測報警。具有高分辨率，高靈敏度，高精度，快速響應(yīng)等特點。

3.Dynament 高量程二氧化碳傳感器MSH-PS/HCO2：Dynament非色散紅外傳感器利用NDIR原理監(jiān)測目標的存在氣體。該傳感器包含一個長壽命鎢絲紅外光源、一個光學腔該氣體擴散，雙溫度補償熱電紅外探測器，積分半導體溫度傳感器和電子設(shè)備來處理來自熱電裝置的信號探測器。可提供雙氣體版本，旨在檢測兩者碳氫化合物和二氧化碳20mm直徑的包裝為二氧化碳傳感器，雙傳感器可與數(shù)字通信。測量二氧化碳從0到100% VOL.分辨率低至0.01%

氧氣傳感器推薦：

氧化鋯氧氣傳感器：

1.英國SST O2S-FR-T2：O2S-FR-T2是高溫氧化鋯氧氣傳感器，量程為0.1~100%，可以在高達400°C的環(huán)境中工作，非常適合應(yīng)用于鍋爐燃燒控制、細菌培養(yǎng)、堆肥、發(fā)酵等領(lǐng)域。

2.奧地利SENSORE 離子流極限電流型氧化鋯氧氣傳感器 - SO-D2-960-A300C 極限電流型氧化鋯氧氣傳感器SO-D2-960-A300C可以測量1~96%的氧氣濃度，精度高，交叉靈敏度低，使用壽命長，在多數(shù)情況下只需進行一次單點校準，封裝為螺紋鋁外殼，線長3米，帶金屬燒結(jié)過濾器

電化學氧氣傳感器：

1.英國Alphasense 長壽命無鉛氧氣傳感器LFO2-A1?：適用于測量0-30%范圍內(nèi)的氧氣水平，具有高度的耐用性和性能，可直接替換現(xiàn)有的長壽命無鉛氧氣傳感器LFO2-A4。

2.?英國Alphasense 電化學氧氣傳感器O2-A2?：具有高性能無泄漏、響應(yīng)速度快、體積小等優(yōu)點，量程為0~25%，廣泛應(yīng)用于工業(yè)安全檢測和一般環(huán)境氧氣檢測。

3.?日本Figaro無鉛伽伐尼電池式氧氣傳感器KE-LF系列?：提供多種型號以滿足不同應(yīng)用需求，具有長壽命、快速響應(yīng)等特點，適用于環(huán)境監(jiān)測、食品加工等多個領(lǐng)域。

熒光氧氣傳感器：

?英國SST 熒光氧氣傳感器LOX-02-S?：可測量O2%和大氣壓力，量程0-25%(02%)或0-300mbar(ppO2)，具有低功耗、長壽命、高精度等特點，被廣泛應(yīng)用于氧氣檢測、高原氧氣檢測等領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇