如何結(jié)合先進的控制技術(shù)實現(xiàn)對溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？在線生長神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長管道遞歸小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（OG-PRWNN）控制方法，以提高廢水處理過程中溶解氧濃度的控制精度。該方法首先設(shè)計了在線生長機制，通過測量控制性能來調(diào)整控制器的模塊數(shù)量，從而自動確定控制器的結(jié)構(gòu)以滿足不同的運行條件。其次，設(shè)計了結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習率的參數(shù)在線算法來訓(xùn)練OG-PRWNN，以滿足控制要求。通過Lyapunov穩(wěn)定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩(wěn)定性，并通過廢水處理過程的基準仿真模型驗證了控制器的性能。這種先進的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可以為產(chǎn)酶過程中溶氧水平的精確控制提供借鑒，通過不斷調(diào)整控制參數(shù)，實現(xiàn)對溶氧的精確控制，提高產(chǎn)酶效率。綜上所述，結(jié)合先進的控制技術(shù)如模型參考自適應(yīng)控制、分階段供氧控制策略、脈沖電場技術(shù)和在線生長神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，可以實現(xiàn)對溶氧水平的精確控制，從而提高產(chǎn)酶效率。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)不同的產(chǎn)酶系統(tǒng)和生產(chǎn)要求，選擇合適的控制技術(shù)或組合多種技術(shù)，以達到優(yōu)異的控制效果和產(chǎn)酶效率。實驗教材詳細記錄溶氧電極的故障案例，培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力。江蘇污水處理用溶解氧電極供應(yīng)商

在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，溶氧電極發(fā)揮著無可替代的作用。以水質(zhì)監(jiān)測為例，水中溶解氧濃度是評估水體質(zhì)量的指標之一。它不僅直接關(guān)系到水生生物的生存、生長與繁殖，還能直觀反映水體的富營養(yǎng)化程度以及自凈能力。在水庫、湖泊、河流等自然水源地，通過布置溶氧電極，能夠?qū)崟r監(jiān)測溶解氧的動態(tài)變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可及時采取措施，如排查污染源等。在城市污水處理廠，溶氧電極可用于監(jiān)測處理過程中溶解氧的含量，幫助優(yōu)化處理工藝，確保污水達標排放 ，為環(huán)境保護筑牢防線。江蘇污水處理用溶解氧電極供應(yīng)商抗腐蝕溶氧電極適用于高鹽、強酸強堿等惡劣工業(yè)環(huán)境。

不同發(fā)酵罐規(guī)模下的應(yīng)用差異，在中試規(guī)模（20和250升）及生產(chǎn)規(guī)模（15000升）的novobiocin發(fā)酵中，對溶氧的測量發(fā)現(xiàn)，在中試罐中，當渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時，整體混合不完全，而當D/T=0.69時，混合較為均勻。這表明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中，攪拌器的設(shè)計會影響溶氧的分布和測量。在生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)酵罐中，對三種不同尺寸的攪拌器（D/T分別為0.28、0.33和0.43）進行測試，發(fā)現(xiàn)整體混合是完全的，但呼吸速率仍然受到限制，主要是由于液體與細胞之間存在阻力。這說明在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中，溶氧電極的應(yīng)用需要考慮攪拌器的設(shè)計以及液體與細胞之間的阻力差異，以確保準確監(jiān)測溶氧水平并優(yōu)化發(fā)酵過程。

在發(fā)酵行業(yè)，溶氧電極用于監(jiān)測發(fā)酵液中的溶氧值（DO）。發(fā)酵過程中，微生物的生長和代謝活動需要消耗氧氣，不同階段對溶氧濃度有不同要求。溶氧電極可實時反饋發(fā)酵液中的溶氧情況，發(fā)酵工程師根據(jù)這些數(shù)據(jù)，調(diào)整攪拌速度、通氣量等參數(shù)，確保微生物在適宜的溶氧環(huán)境下進行發(fā)酵，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。例如在發(fā)酵中，精細控制溶氧濃度，可使的發(fā)酵單位大幅提高 。溶氧電極的使用壽命與維護保養(yǎng)息息相關(guān)。正確的使用和維護能夠延長電極的使用壽命，降低使用成本。如按照規(guī)定的操作流程進行安裝、校準和使用，避免電極受到碰撞、擠壓等物理損傷。定期檢查電極的膜是否有破損、污染，及時更換損壞或污染嚴重的膜。對于消耗性的陽極材料，在其損耗到一定程度時，及時進行更換。此外，將電極存放在適宜的環(huán)境中，如溫度在 - 10…60 °C，干放儲存并注意防潮，也有助于延長其使用壽命 。租賃模式為臨時監(jiān)測項目提供溶氧電極解決方案，降低初期投入。

溶氧電極的準確性對于研究溶氧水平對微生物生長和代謝的影響至關(guān)重要。通過精確測量溶氧水平，可以更好地了解微生物在不同溶氧條件下的生長規(guī)律和代謝變化。例如，在研究微生物陰極催化氧還原反應(yīng)時，準確的溶氧電極測值可以幫助確定要求的溶氧條件，提高微生物陰極的催化性能。同時，溶氧電極還可以實時監(jiān)測發(fā)酵過程中的溶氧變化，為優(yōu)化發(fā)酵工藝提供依據(jù)。在污水處理領(lǐng)域，溶氧電極也發(fā)揮著重要作用。不同類型的微生物對溶氧水平的要求各異，通過溶氧電極監(jiān)測可以調(diào)整污水處理系統(tǒng)中的溶氧水平，以滿足不同微生物的生長需求。例如，在含有高銨鹽的廢水中，利用溶氧電極監(jiān)測可以開發(fā)出具有電活性生物膜的氧生物陰極。當溶氧電極測值顯示適宜的溶氧水平時，這些生物陰極能夠同時進行硝化反應(yīng)和催化分子氧的還原，從而實現(xiàn)廢水的高效處理。定制化溶氧電極方案滿足特殊場景需求（如高溫、強腐蝕環(huán)境）。上海不銹鋼溶氧電極

在連續(xù)流發(fā)酵中，溶解氧電極的動態(tài)響應(yīng)特性對穩(wěn)態(tài)維持至關(guān)重要。江蘇污水處理用溶解氧電極供應(yīng)商

溶解氧電極的工作原理及技術(shù)發(fā)展

溶解氧電極作為生物發(fā)酵過程中關(guān)鍵的在線監(jiān)測設(shè)備，其工作原理主要基于電化學(xué)檢測方法。

目前市場上主流的溶解氧電極可分為極譜式和原電池式兩種類型。極譜式電極采用三電極系統(tǒng)，包括工作電極（通常為金或鉑）、對電極和參比電極，在工作電極表面施加穩(wěn)定的極化電壓（通常為-0.6至-0.8V），溶解氧透過選擇性透氣膜后在電極表面發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生的電流信號與溶解氧濃度成正比。

近年來，溶解氧傳感技術(shù)取得了進展。傳統(tǒng)電化學(xué)電極逐漸被基于熒光猝滅原理的光學(xué)傳感器所補充。光學(xué)傳感器利用特定熒光物質(zhì)在氧分子作用下的熒光壽命變化來測定溶解氧濃度，具有無需極化、不受流速影響、維護簡單等優(yōu)勢。

在發(fā)酵應(yīng)用中，溶解氧電極面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)包括：高溫滅菌（121℃、30分鐘）條件下的穩(wěn)定性、長期運行的漂移控制、抗培養(yǎng)基污染能力等?，F(xiàn)代電極采用特殊的膜材料（如PTFE復(fù)合膜）和固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)，使使用壽命延長至12-18個月。某大型氨基酸生產(chǎn)企業(yè)的對比數(shù)據(jù)顯示，采用新型電極后，校準周期從3天延長至2周，年維護成本降低40%。 江蘇污水處理用溶解氧電極供應(yīng)商