如何結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)溶氧電極水平的精確控制以提高產(chǎn)酶效率？在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制JunfeiQiao等人在2022年提出了在線生長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)機(jī)制，通過(guò)測(cè)量控制性能來(lái)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(lái)訓(xùn)練OG-PRWNN，以滿足控制要求。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性定理分析了OG-PRWNN控制器的穩(wěn)定性，并通過(guò)廢水處理過(guò)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(guò)程中溶氧水平的精確控制提供借鑒，通過(guò)不斷調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chǎng)技術(shù)和在線生長(zhǎng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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。未來(lái)溶解氧電極的發(fā)展將更注重微型化、無(wú)線化和人工智能數(shù)據(jù)分析功能。深圳熒光法溶氧電極

溶氧電極與微生物燃料電池結(jié)合能夠提高產(chǎn)電性能，1、在微生物燃料電池（MFC）中，陰極的溶解氧（DO）濃度是影響其性能的關(guān)鍵因素之一。例如，在一些研究中，通過(guò)選擇不同的生物質(zhì)原料制備生物質(zhì)炭材料作為陰極催化劑，并結(jié)合溶氧電極監(jiān)測(cè)陰極的氧濃度，可以提高 MFC 的產(chǎn)電性能。其中，以馬尾藻生物質(zhì)炭（SAC-600）為陰極催化劑構(gòu)建的溶氧陰極 MFC，啟動(dòng)快，最高電壓以及最大功率密度分別為 450mV 和 0.552W/m3，超過(guò)未負(fù)載生物質(zhì)炭溶氧陰極 MFC 的最高電壓及最大功率密度 58mV 和 0.128W/m3。2、不同的陰極 DO 條件下，MFC 的性能也會(huì)有所不同。如在空氣呼吸（A-MFC）、水淹沒(méi)（W-MFC）和光合微生物輔助（P-MFC）三種不同 DO 條件下運(yùn)行的 MFC 中，A-MFC 表現(xiàn)出較好的性能，其最大電流達(dá)到 1.66±0.04mA。這表明通過(guò)控制陰極的 DO 濃度，可以優(yōu)化 MFC 的產(chǎn)電性能。河北生物合成學(xué)用溶氧電極在工業(yè)發(fā)酵中，溶解氧電極的長(zhǎng)期穩(wěn)定性直接關(guān)系到生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

在使用溶氧電極的過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)各種故障，如電極響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確等。對(duì)于這些故障，需要進(jìn)行及時(shí)的診斷和排除。故障診斷的方法包括檢查電極的連接是否良好、電極是否損壞、電極膜是否過(guò)期等。根據(jù)故障診斷的結(jié)果，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行排除，如重新連接電極、更換電極、更換電極膜等。以某發(fā)酵罐廠為例，該廠在生產(chǎn)過(guò)程中使用了溶氧電極對(duì)發(fā)酵過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)對(duì)溶氧電極數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程中的溶氧水平存在波動(dòng)。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的調(diào)查和分析，發(fā)現(xiàn)是由于通氣量不穩(wěn)定導(dǎo)致的。該廠采取了相應(yīng)的措施，如調(diào)整通氣量控制系統(tǒng)、增加備用通氣設(shè)備等，有效地解決了溶氧水平波動(dòng)的問(wèn)題，提高了發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。

溶氧電極在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)不同的場(chǎng)景和需求選擇合適的類(lèi)型和規(guī)格。在實(shí)驗(yàn)室研究中，可能更注重電極的測(cè)量精度和靈敏度，可選擇高精度的極譜型溶氧電極，并搭配專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)采集和分析設(shè)備。在大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中，除了考慮精度，還需關(guān)注電極的穩(wěn)定性、耐用性以及維護(hù)的便捷性，以滿足長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的需求。在野外環(huán)境監(jiān)測(cè)中，則要選擇適應(yīng)惡劣環(huán)境條件，如抗腐蝕、耐高低溫的溶氧電極，并配備可靠的電源和數(shù)據(jù)傳輸裝置 。微基智慧科技(江蘇)有限公司用戶反饋平臺(tái)收集溶氧電極使用痛點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品迭代升級(jí)。

溶氧電極（溶氧水平對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)酶效率影響）：在短梗霉發(fā)酵過(guò)程中，研究了溶氧對(duì)其發(fā)酵的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溶氧降低導(dǎo)致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低，從而造成短梗霉發(fā)酵產(chǎn)酸的產(chǎn)量降低。對(duì)于產(chǎn)酶過(guò)程，類(lèi)似的情況也可能發(fā)生。低溶氧水平可能會(huì)影響細(xì)胞的代謝活動(dòng)，降低酶的合成效率。另一方面，高溶氧水平雖然可能在一定程度上促進(jìn)細(xì)胞代謝，但也可能帶來(lái)一些不利影響，如增加能耗、產(chǎn)生過(guò)多的活性氧等。因此，需要找到一個(gè)合適的溶氧水平范圍，既能滿足細(xì)胞代謝和酶合成的需求，又能避免過(guò)高的能耗和不利影響。溶氧水平對(duì)酶合成的影響可能與酶的種類(lèi)有關(guān)。不同的酶在合成過(guò)程中可能具有不同的氧氣需求。例如，某些酶的合成可能需要較高的氧氣濃度，而另一些酶則可能在較低的氧氣濃度下就能高效合成。在生物發(fā)酵過(guò)程中，可能需要根據(jù)所生產(chǎn)的酶的種類(lèi)，調(diào)整溶氧水平，以提高產(chǎn)酶效率。此外，不同酶的合成機(jī)制也可能不同，這也可能導(dǎo)致它們對(duì)溶氧水平的要求不同。例如，一些酶的合成可能受到氧氣的直接調(diào)控，而另一些酶的合成則可能通過(guò)其他途徑間接受到溶氧水平的影響。溶氧電極的電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究?jī)?yōu)化陰極催化劑（如鉑納米顆粒）性能。上海極譜法溶解氧電極

職業(yè)技能鑒定考試包含溶氧電極操作考核，確保從業(yè)人員規(guī)范使用。深圳熒光法溶氧電極

發(fā)酵系統(tǒng)中溶解氧電極的選型與安裝規(guī)范

選擇合適的溶解氧電極需要考慮多個(gè)因素：發(fā)酵規(guī)模（實(shí)驗(yàn)室、中試或生產(chǎn)）、滅菌方式（在位滅菌或離位滅菌）、培養(yǎng)基特性（粘度、固體含量）等。對(duì)于大型發(fā)酵罐（>50m3），通常選用帶溫度補(bǔ)償?shù)墓I(yè)級(jí)電極，如梅特勒-托利多InPro6860i系列，其防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP68，耐受壓力至6bar。

安裝位置對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性有重要影響。電極應(yīng)安裝在發(fā)酵罐的適當(dāng)高度（通常位于液面下1/3至1/2處），避開(kāi)攪拌槳直接作用區(qū)域和氣泡聚集區(qū)。推薦安裝角度為15-30度傾斜，這有利于氣泡的及時(shí)排除。

在某疫苗生產(chǎn)企業(yè)，通過(guò)優(yōu)化電極安裝位置，使溶解氧測(cè)量波動(dòng)幅度從±5%降低到±1.5%。校準(zhǔn)程序必須嚴(yán)格執(zhí)行。兩點(diǎn)校準(zhǔn)法（零點(diǎn)用無(wú)氧亞硫酸鈉溶液，滿度用空氣飽和水）是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是，高溫校準(zhǔn)（與發(fā)酵溫度一致）可消除溫度差異帶來(lái)的誤差。某氨基酸生產(chǎn)廠的數(shù)據(jù)顯示，采用60℃校準(zhǔn)后，測(cè)量系統(tǒng)誤差從2.3%降至0.8%。 深圳熒光法溶氧電極