pH响应材料及其在智能肥料中的应用

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

基于pH下降速率的反馈补料策略高密度培养保加利亚乳杆菌NQ2508

保加利亚乳杆菌是酸奶发酵剂和益生菌制剂的重要菌种,其高密度培养对于提高菌种在应用产品生产中的效率具有重要的现实意义。葡萄糖浓度和发酵pH是影响保加利亚乳杆菌生长的关键因子,底物葡萄糖被转化为细胞菌体和主要代谢产物乳酸,探究葡萄糖消耗速率与表征乳酸生成的发酵pH下降速率的关系,是研究保加利亚乳杆菌代谢流方向的重要方法。该实验通过培养基组成和培养条件对保加利亚乳杆菌生长的影响进行研究,同时对葡萄糖消耗速率-pH降低速率相关模型研究,并基于底物质量守恒定律建立了一条基于pH下降速率的保加利亚乳杆菌高密度培养的反馈补料发酵策略。通过化学中和法控制发酵pH为6.0~5.0,基于pH下降速率进行反馈补料将葡萄糖质量浓度控制在8~2 g/L,发酵液的活菌数达到3.6×10^(9)CFU/mL,是批次分批培养的2.4倍。该策略的应用结果为提高保加利亚乳杆菌的工业化生产效率提供参考。

湿法脱硫中pH传感器的信号处理研究

在脱硫工艺中,浆液pH值的控制,关系到脱硫效率的高低。传统的pH值控制系统,具有pH信号反馈响应慢,控制调节浆液的pH值滞后于系统的工艺要求。通过对该问题的研究分析,提出了pH信号反馈采用前反馈控制设计,并据此初步设计了基于微处理芯片的pH信号处理的电路原理图,提高了pH信号反馈的响应速度,从而满足了电厂脱硫的工艺要求。

基于高通量生物反应器和分段式pH反馈补料技术发酵生产L-赖氨酸

利用高通量生物反应器,以在线监测的p H为直接反馈补料信号,以葡萄糖、氨水和硫酸铵混合溶液为流加液进行补料发酵生产L-赖氨酸。当流加液中葡萄糖含量均为360 g/L时,对流加液中硫酸铵添加量、氨水添加量和发酵培养基接种量进行了单因素优化,确定一段式流加培养最佳条件为氨水添加量180 m L/L、硫酸铵添加量40 g/L、接种量为5 m L/45 m L培养基。分段式补料培养研究结果表明,在赖氨酸发酵的不同阶段采用不同配比的流加液进行分段式培养可以进一步提高赖氨酸的产酸浓度,同时降低残糖和残铵氮含量。三段式p H反馈补料发酵可以将赖氨酸产酸浓度提高到(56.85±0.98)g/L,与二段式和一段式相比分别提高8.65%和23.64%。

S7-200pH自动控制系统

以一实测中和滴定曲线为例，引出缓冲指数及平衡迟缓的概念。从而说明酸碱中和（ｐＨ）控制的困难性。然后文章指出一般的位式控制和常规的反馈控制难以克服ｐＨ控制对象的强非线性和大滞后特性。因此研制一种既可用于一般工业过程又经济的ｐＨ控制系统十分必要。最后文章简要地介绍了作者研制Ｓ７２００ｐＨ控制系统，在间歇流程及连续过程中使用的控制系统方案、软件程序框图及使用情况。同时指出Ｓ７２００ｐＨ系统的优异特性及尚待研究的有关问题。

PH型N级串联反馈开排队网络系统分析

本文研究了 PH 型 N 级串联反馈开排队网络系统,采用递推方式给出了马尔可夫过程的转移矩阵,并利用矩阵分析方法进行求解,得到了该系统的稳态解及一些相关指标.

pH值反馈补糖策略在生物合成丁二酸过程中的应用

该研究通过确定大肠杆菌在产酸阶段葡萄糖的消耗与酸中和剂碳酸钠间的定量关系,建立了pH值反馈控制的补糖策略,能够维持发酵液中葡萄糖浓度在稳定水平。与分批发酵相比,采用pH值反馈补糖且维持葡萄糖浓度在较低的水平对丁二酸的积累是有利的。当采用pH值反馈补糖并控制葡萄糖浓度在10g/L时,丁二酸最终浓度达到57.6g/L,生产效率达到1.15g(/L.h)。

基于pH值调控的高山被孢霉发酵生产花生四烯酸的补料工艺

为了提高高山被孢霉（Mortierella alpina）发酵生产花生四烯酸（arachidonic acid,ARA）的产量,研究pH值控制及不同底物流加方式对M.alpina产ARA的影响。在0-90 h菌体生长阶段pH值维持在6.0,90 h以后上调至6.5,并在此基础上考察了3种补料方式（一次性补料、恒定葡萄糖速率补料和pH值反馈补料）对菌体生物量、油脂产量及ARA产量的影响。结果表明：发酵过程中pH 6.0时可以促进菌体的生长,而p H 6.5时有利于油脂的合成。与其他补料方式相比,pH值反馈补料不仅使发酵周期缩短至160 h,而且在该条件下得到ARA最大生产强度及产量,分别为1.32 g/（L·d）和8.82 g/L。

pH过程的自动控制设计

本文主要分析了pH值曲线的非线性特点,对pH过程进行建模和反馈线性化控制。并采用超想3000TB系列单片机仿真试验系统来模拟实现对pH过程的自动控制。

非线性控制理论在pH过程中的应用研究和发展

由于pH过程的非线性和滞后性,pH值的检测和控制在化工生产过程中并非易事。非线性控制器可以对pH过程进行十分有效的控制。本文主要分析了pH值曲线的非线性特点,介绍了近年来应用于pH过程控制的非线性控制理论和方法,如模糊控制和反馈线性化控制等,并进行比较和讨论。

非线性反馈线性化方法在控制pH过程中的应用

pH过程广泛存在于化工、生物工艺、污水处理、发电等工业中,对这一过程进行良好的控制有着十分重要的意义。本文主要介绍了对pH过程使用反馈线性化的非线性控制设计。这种设计能较好的处理pH过程的非线性和滞后性。

L-精氨酸发酵过程控制研究

为提高L-精氨酸的发酵产量,实现L-精氨酸的高效工业化生产,对产L-精氨酸的大肠杆菌发酵过程控制进行研究。通过调节葡萄糖与硫酸铵流加速度改善供氧策略,在连续补料的基础上,建立了溶氧反馈补料和pH反馈调节的过程调控方法。结果表明,与连续补料相比,溶氧反馈补料对L-精氨酸产量、糖酸转化率均明显提升,其中L-精氨酸产量为91.2g/L,提升了26.67%;糖酸转化率为46.65%,提升了23.97%。经多批次小试发酵验证,平均L-精氨酸产量为90.4g/L,平均糖酸转化率为47.02%。该研究为大肠杆菌高产L-精氨酸提供了一种有效的过程控制策略,也为L-精氨酸工业化生产奠定了理论基础。

玉米浆调节乳酸发酵基质氧化还原电位参数的研究

乳酸厌氧发酵过程中缺乏有效的监控参数,难以了解菌体在发酵过程中生理状态的变化情况。氧化还原电位(oxidoreduction potential,ORP)对乳酸发酵有直接的影响,能灵敏地反映发酵体系状态的变化。以ORP的变化规律为依据,考察玉米浆的添加量和添加时间对乳酸发酵的影响。结果表明,最佳玉米浆添加量为体积分数0.5%,最适添加时间为30h,即ORP开始回升时。玉米浆的添加有效调节了发酵后期的碳氮比,并维持了有利于乳酸合成的还原性环境,乳酸产量提高了20%。结果显示,ORP可以作为乳酸代谢的调控参数,而玉米浆可以调节发酵醪的ORP。

进水COD浓度对基于MFC的UASB生物传感器反馈性能的影响

考察MFC生物传感器在不同COD负荷条件下电信号的反馈情况.通过对比不同进水COD条件下的反馈时间,研究pH对MFC传感器反馈性能的影响.实验结果表明：MFC电信号与进水COD质量浓度具有良好的线性关系;在1000-3000mg/L的进水条件下,MFC稳定电压与进水COD质量浓度呈y=3.83×10^-5x＋0.25的线性增长关系,传感器的反馈时间为4h;随着进水COD质量浓度提升至4000-6000mg/L,MFC稳定电压与进水COD质量浓度呈y=-5.95×10^-5x＋0.54的线性下降关系,系统内挥发性脂肪酸大量积累导致pH降至4.6,反馈时间延缓至8.6h,系统长期处于酸化状态,产电微生物活性降低,电子传递速率受到抑制,传感器反馈时间延迟.

不对称系统输入反馈预测控制及可控性分析

研究了生产过程中一类特殊的非线性系统,不对称系统的预测控制方法。在正反方向的控制作用下,这类系统表现出不对称动态特性。此类系统的理论研究特别是控制方法研究十分有限。针对基于正反方向上的线性模型设计的正反模型预测控制方法与传统预测控制方法在结构上的差异进行了分析,说明了由于这种结构上的差异可能导致的模型失配及控制效果不佳,然后采用输入反馈方法对不对称系统正反模型预测控制方法进行了修正,将实际施加给对象的控制作用通过反馈形式纳入到下一步正反方向控制律的求解中。并且在无约束的条件下分析了正反模型预测控制方法的可控性。最后通过pH值控制的仿真实验验证了此两种不对称系统正反模型预测控制方法的控制效果。

前馈反馈控制系统在油田污水处理中的应用

文章以中原油田某污水处理工程为例,对混合罐产出水pH值控制环节做了细致分析。通过对pH值控制环节的系统图分析,对系统传递函数的推导,提出了采用前馈反馈控制系统对pH值进行控制的方法。此控制方法在实际应用中已收到了比较满意的效果。

医护一体化分组管理对老年前列腺增生患者微波热疗效果的影响

目的探讨医护一体化分组管理对老年前列腺增生患者微波热疗效果的影响。方法将108例老年前列腺增生患者按照入院顺序随机分为两组，每组54例。观察住院全程。研究组采用医护一体化分组管理模式，对照组采用常规责任者整体护理模式。比较两组患者的手术时间、术后前列腺体积及并发症状况，发放问卷调查患者满意度。结果研究组手术时间短于对照组，前列腺体积大于对照组，但差异无显著性（P〉0．05）。研究组患者满意度显著高于对照组（P〈0．01），并发症发生率显著低于对照组（P〈0．05）。结论医护一体化分组管理模式可显著提高老年前列腺增生微波热疗患者的满意度，降低术后并发症发生率，缩短手术时间，对提高医疗护理质量具有重要作用。

pH值反馈控制赖氨酸补料发酵中的碳氮源补加方法

建立了一种基于发酵液pH信号反馈控制赖氨酸发酵中葡萄糖、氨和硫酸铵补加的方法,通过在不同碳源和氮源浓度下进行分批补料发酵,得到葡萄糖、氨和硫酸铵的质量消耗比为15.7:1:1.64.按此比例配制三者的混合溶液,在补料开始后代替氨水调节pH,可在发酵过程中补加碳源和氮源.结果表明,利用该补料方式可将葡萄糖浓度维持在8～16g/L,铵离子浓度维持在1.52～3.38g/L,可使赖氨酸最大浓度分别比恒基质浓度补料方式和间歇补料方式提高3.6%和17.2%,产酸率提高9.5%和28.8%,糖酸转化率提高4.9%和18.6%.

具有Bernoulli反馈且带有负顾客的PH/M/1排队系统

在PH/M/1排队模型中,引入了负顾客和Bernoulli反馈,并讨论了服务台容量为有限和无限两类模型,其中,模型一为服务台容量为无限的PH/M/1排队模型,利用拟生灭过程和矩阵几何解法得到了系统的转移速率矩阵,给出了系统正常返的充要条件,并得到了系统的稳态队长、忙期长度的拉普拉斯变换,以及系统的其它相关性能指标.模型二为服务台容量为有限的PH/M/1/N排队模型,同样使用拟生灭过程给出了马尔科夫过程的转移速率矩阵,并利用矩阵分析法进行求解,得到了该系统的稳态解和其它相关指标.

基于pH的反馈补料方法在谷氨酸发酵中的应用

为简化谷氨酸发酵补料工艺,提出了一种新型的基于pH的补料方式。考察谷氨酸发酵过程中氨消耗量（x）和糖消耗量（y）发现,两者之间存在较好的线性关系（y=7.4744x,R2=0.9989）,以此为pH反馈补料工艺中补料液中葡萄糖与氨的混合比例,能较好地将谷氨酸发酵过程中葡萄糖浓度稳定在12~21 g/L。比较恒定葡萄糖浓度补料工艺与pH反馈补料工艺发现,采用pH反馈补料工艺进行发酵,葡萄糖转化率、谷氨酸产酸速率分别提高了9.06%和17.5%左右,同时发酵周期缩短2 h以上。