梅特勒-托利多465型pH电极和2100e变送器在线监测pH值
麦丹生物是国内最大、世界第二的L-苯丙氨酸生产企业，年产规模8000t。对于这种规模的发酵生产，如何实现生产自动化控制，本文将加以介绍。
福建省麦丹生物集团有限公司目前是中国华东地区知名的生化企业，共有约600名员工，公司位于福建省三明市。麦丹生物是国内最大、世界第二的L-苯丙氨酸生产企业，年产规模8000?t。麦丹生物现有用于研发和生产的各种级别的发酵罐，最大的发酵罐规模达300?m3，均实现生产自动化控制。对于像麦丹生物这样的规模化发酵生产，精确的在线监测和调控至关重要。
重组大肠杆菌发酵
作为全国最大的L-苯丙氨酸生产企业，福建省麦丹生物集团有限公司，由于其在苯丙氨酸基因工程菌及工业化生产技术的领先优势，使其苯丙氨酸的年产量已跻身于该领域世界前三位。福建麦丹以福建早稻谷大米淀粉为初级原料，利用重组E.Coli高效表达生产L-苯丙氨酸，因此L-苯丙氨酸的产量和大肠杆菌生长息息相关，在麦丹生物，pH值和溶氧值是发酵工艺过程最重要的表征参数之一。
精确在线监控
在自控发酵罐中进行深度培养发酵，调控E.Coli的生长和代谢生产苯丙氨酸，麦丹采用梅特勒-托利多465型pH电极和2100e变送器在线监测pH值，通过调节流加液氨的量控制发酵罐pH水平保持在7.0±0.2，这是微生物生长和产生产物的最佳水平。
溶解氧浓度影响酶的表达，譬如微生物脱氢酶和氧化酶，这些变化作用于有机酸、生物聚合物和多糖代谢物的产生，因此微生物E.Coli生长速率和底物消耗速率均受供氧的影响，通气搅拌是改善供氧的途径之一。
在麦丹生物，梅特勒-托利多的InPro6800溶氧探头在线监测溶氧水平，工厂工程师根据溶氧水平及时调整搅拌转速和通风量，从而优化调节微生物生长。E.Coli对数生长期通常会大量消耗溶解氧，这个期间底物消耗也很大，溶氧水平降低，这些变化都能通过由InPro6800电极和变送器构成的在线溶氧监测系统实时监测到。
最终随着发酵的进行当产物生产达到终点，溶解氧水平持续上升，此时微生物仅消耗底物而不再产生苯丙氨酸产物，即达到生产终点，生产人员会加热发酵液结束发酵。
在线监测pH值和溶氧值，通过调控微生物生长环境优化微生物生长可以提高生产效率、节约成本，有效提高产品质量和产量。品管总监林宜云介绍说，麦丹生物使用梅特勒托利多在线pH系统和在线溶氧系统已超过10年，精确的在线调控提高了生产效率，帮助苯丙氨酸发酵水平不断提高，其苯丙氨酸发酵的产酸率、糖转化率和提取收率均达到世界领先水平。
生物反应器的pH测量
InPro2000i电极和465型pH电极均属液体电极，测量精度高，使用寿命长，从要求原位消毒的生物技术过程到严苛的化工过程，应用范围及其广泛。
InPro3253i电极由于采用预加压液体参比电解液和特殊的pH玻璃敏感膜，能提供最高的过程可靠性和性能。
ISM技术电缆接头处的智能部件
智能电极管理技术使得启用很方便，根据传感器的损耗来确定何时需要进行维护。预先校准时另外一个优点，特别是用在大规模生物反应器时。
M800变送器
与ISM传感器仪器使用，“即插即用”特性可以实现快速简便的安装，且带有彩屏全触摸式人性化操作界面。
生物反应器中的溶氧测量
InPro6800被认为是行业标准，它结实可靠而且卫生型设计，在几分钟之内就可以完成膜体和电解液的更换。InPro6800的另一个特色是含有创新的3电极系统，减小了信号漂移。
光学氧传感器InPro6880i
这款ISM传感器设定了生物过程控制的新标准;它测量精度高，信号稳定，响应时间短。光学传感器降低了污染风险而且无需进行预先极化。
L-苯丙氨酸的特性
L-苯丙氨酸，作为人体必需的氨基酸之一，具有生物活性但人体不能自身合成，必须从外界摄取，属于8种必须氨基酸之一。L-苯丙氨酸既是一种重要的营养增补剂，在食品工业上主要用作食品甜味剂阿斯巴甜(Aspartame)的合成原料，同时作为多种药物的合成原料，在医药行业可用于配置氨基酸输液和氨基酸类药物，合成抗癌药物、抗病毒药物、维生素B6等。
