如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)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(jì)了在線生長機(jī)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(dòng)確定控制器的結(jié)構(gòu)以滿足不同的運(yùn)行條件。其次，設(shè)計(jì)了結(jié)合自適應(yīng)學(xué)習(xí)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(zhǔn)仿真模型驗(yàn)證了控制器的性能。這種先進(jìn)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(shí)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(jìn)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(shí)現(xiàn)對溶氧水平的精確控制，從而提高產(chǎn)酶效率。在實(shí)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(dá)到優(yōu)異的控制效果和產(chǎn)酶效率。實(shí)驗(yàn)教材詳細(xì)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(biāo)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(shí)監(jiān)測溶解氧的動(dòng)態(tài)變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常，可及時(shí)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(dá)標(biāo)排放 ，為環(huán)境保護(hù)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(qiáng)酸強(qiáng)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(dāng)渦輪攪拌器的直徑與罐直徑之比（D/T）為0.40時(shí)，整體混合不完全，而當(dāng)D/T=0.69時(shí)，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(jì)會(huì)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(jìn)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(xì)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(jì)以及液體與細(xì)胞之間的阻力差異，以確保準(zhǔn)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(dòng)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(shí)時(shí)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(jìn)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(xì)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(hù)保養(yǎng)息息相關(guān)。正確的使用和維護(hù)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(jìn)行安裝、校準(zhǔn)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(shí)更換損壞或污染嚴(yán)重的膜。對于消耗性的陽極材料，在其損耗到一定程度時(shí)，及時(shí)進(jìn)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(chǔ)存并注意防潮，也有助于延長其使用壽命 。租賃模式為臨時(shí)監(jiān)測項(xiàng)目提供溶氧電極解決方案，降低初期投入。

溶氧電極的準(zhǔn)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(shí)，準(zhǔn)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(shí)，溶氧電極還可以實(shí)時(shí)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(dāng)溶氧電極測值顯示適宜的溶氧水平時(shí)，這些生物陰極能夠同時(shí)進(jìn)行硝化反應(yīng)和催化分子氧的還原，從而實(shí)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(qiáng)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(dòng)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(jìn)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(bǔ)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(hù)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(yùn)行的漂移控制、抗培養(yǎng)基污染能力等。現(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(gè)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(zhǔn)周期從3天延長至2周，年維護(hù)成本降低40%。 江蘇污水處理用溶解氧電極供應(yīng)商