Kla测定发PPT课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3、气-液相间的溶氧传质理论 （1）氧的传递所受的阻力
气相主体
气相主体 液相主体 总推动力 供氧阻力 需氧阻力 两个膜
氧从空气泡到达细胞总的传递阻力为上述阻力之和：
1111111111 K t kGkI kL kLB kLC kISkA k WkR
.
1
双膜理论
气膜 液膜
c* p*
.
2
体积溶氧速率：OTR = KLa（c*-c） mol/(m3h) （1）
V1 空白样滴定消耗的Na2S2O3体积ml
V2 样液滴定消耗的Na2S2O3体积ml
.
5
V2之所以大于V1，空白样没有第一步反应。
⊿V即样液滴定多消耗的那部分的Na2S2O3实际上对应的是第一步与氧反 应的所消耗的Na2SO3
样液滴定比空白滴定多消耗1mol Na2S2O3
样液第二步多剩余1/2mol I2，
注意事项：将Na2SO3溶液用移液管放入碘液时，靠近碘液面操作，以防 氧化。
.
8
2.以1ml淀粉溶液作为指示剂，用Na2S2O3滴定，蓝色消失记录消耗的 Na2S2O3体积数V1。
3.将上述剩余溶液的反应器安装好，开动搅拌并通气，迅速达到所需 通气量和转速，计时，作为氧化时间的开始，持续15min.停止通气和 搅拌。
4.吸取10ml通过空气的上述溶液，放入盛有25ml碘液100ml三角瓶中， 同上2.步骤滴定，记录所消耗的Na2S2O3体积数V2。
.
4
实验原理：详细见《生物工程设备》第二章通气发酵设备
第一节 二、机械搅拌发酵设备的通气与溶氧传质 3.体积溶氧系数的测定 新版p36
在以Cu2+为催化剂时，SO32-的氧化反应非常快，远大于氧的溶解速度。氧一旦溶 解于液相中，立即与SO32-反应。反应液中的氧浓度为零。此时氧的传递速率最大。
意味着空白样比样液中多1/2mol Na2SO3
样液中有1/4mol的O2参加反应。
即：样液滴定多消耗1mol Na2SO3
有1/4mol l数。
.
6
V N 60 m t 4
[mol(O2)/(L·h)] 或 mol/(m3h)
体积溶氧速率：OTR = kLa（c*-c）
V N 60 m t 4
= kLa（c*-c）
mol/(m3h)
kLaV mN t460c1c
取：c﹡=0.21mmol/L
c=0
.
7
实验步骤：
1.将1L自来水加入反应器中，加入Na2SO3晶体12.6g(0.1mol/L),溶解 后加入CuSO40.072g(0.5×10-3mol/L ), 全部溶解后用移液管吸取10ml放 入盛有25ml碘液100ml三角瓶中。
OTR —— 体积溶氧速率， mol/(m3h) 或mol/(m3s) ； KL ———— 以氧浓度差为推动力的总传质系数，m/s、m/h； a —— 单位体积发酵液的气液界面的面积，m2/m3（比表面积）； KLa —— 体积溶氧系数，1/s、1/h ; C* —— 相应温度、压强条件下饱和溶氧浓度， mol/m3；
如果加入过量的Na2SO3以Cu2+为催化剂:
2Na2SO3+O2
2Na2SO4
反应剩余的Na2SO3与过量的碘作用：
Na2SO3+I2+H2O
Na2SO4+2HI
再用标准的Na2S2O3 溶液滴定剩余的碘以淀粉作指示剂：
2Na2S2O3+I2 ⊿V=V2-V1
Na2S4O6（连四硫酸钠 )+2NaI
由式（1）：体积溶氧速率取决于
浓度差 Kla系数
罐的条件 操作参数
.
3
单位体积发酵液的氧的传递系数kL a可称为“通气效 率”，可以用来表征发酵罐的通气情况。 kL a受 通气量——Vg、 通气速率——vs、 搅拌轴功率——Pg等设备条件影响。
通过kL a的测定： 了解发酵罐氧的传递效果，为保证发酵过程正常进行 提供依据。
气相主体
气相主体 液相主体 总推动力 供氧阻力 需氧阻力 两个膜
氧从空气泡到达细胞总的传递阻力为上述阻力之和：
1111111111 K t kGkI kL kLB kLC kISkA k WkR
.
1
双膜理论
气膜 液膜
c* p*
.
2
体积溶氧速率：OTR = KLa（c*-c） mol/(m3h) （1）
V1 空白样滴定消耗的Na2S2O3体积ml
V2 样液滴定消耗的Na2S2O3体积ml
.
5
V2之所以大于V1，空白样没有第一步反应。
⊿V即样液滴定多消耗的那部分的Na2S2O3实际上对应的是第一步与氧反 应的所消耗的Na2SO3
样液滴定比空白滴定多消耗1mol Na2S2O3
样液第二步多剩余1/2mol I2，
注意事项：将Na2SO3溶液用移液管放入碘液时，靠近碘液面操作，以防 氧化。
.
8
2.以1ml淀粉溶液作为指示剂，用Na2S2O3滴定，蓝色消失记录消耗的 Na2S2O3体积数V1。
3.将上述剩余溶液的反应器安装好，开动搅拌并通气，迅速达到所需 通气量和转速，计时，作为氧化时间的开始，持续15min.停止通气和 搅拌。
4.吸取10ml通过空气的上述溶液，放入盛有25ml碘液100ml三角瓶中， 同上2.步骤滴定，记录所消耗的Na2S2O3体积数V2。
.
4
实验原理：详细见《生物工程设备》第二章通气发酵设备
第一节 二、机械搅拌发酵设备的通气与溶氧传质 3.体积溶氧系数的测定 新版p36
在以Cu2+为催化剂时，SO32-的氧化反应非常快，远大于氧的溶解速度。氧一旦溶 解于液相中，立即与SO32-反应。反应液中的氧浓度为零。此时氧的传递速率最大。
意味着空白样比样液中多1/2mol Na2SO3
样液中有1/4mol的O2参加反应。
即：样液滴定多消耗1mol Na2SO3
有1/4mol l数。
.
6
V N 60 m t 4
[mol(O2)/(L·h)] 或 mol/(m3h)
体积溶氧速率：OTR = kLa（c*-c）
V N 60 m t 4
= kLa（c*-c）
mol/(m3h)
kLaV mN t460c1c
取：c﹡=0.21mmol/L
c=0
.
7
实验步骤：
1.将1L自来水加入反应器中，加入Na2SO3晶体12.6g(0.1mol/L),溶解 后加入CuSO40.072g(0.5×10-3mol/L ), 全部溶解后用移液管吸取10ml放 入盛有25ml碘液100ml三角瓶中。
OTR —— 体积溶氧速率， mol/(m3h) 或mol/(m3s) ； KL ———— 以氧浓度差为推动力的总传质系数，m/s、m/h； a —— 单位体积发酵液的气液界面的面积，m2/m3（比表面积）； KLa —— 体积溶氧系数，1/s、1/h ; C* —— 相应温度、压强条件下饱和溶氧浓度， mol/m3；
如果加入过量的Na2SO3以Cu2+为催化剂:
2Na2SO3+O2
2Na2SO4
反应剩余的Na2SO3与过量的碘作用：
Na2SO3+I2+H2O
Na2SO4+2HI
再用标准的Na2S2O3 溶液滴定剩余的碘以淀粉作指示剂：
2Na2S2O3+I2 ⊿V=V2-V1
Na2S4O6（连四硫酸钠 )+2NaI
由式（1）：体积溶氧速率取决于
浓度差 Kla系数
罐的条件 操作参数
.
3
单位体积发酵液的氧的传递系数kL a可称为“通气效 率”，可以用来表征发酵罐的通气情况。 kL a受 通气量——Vg、 通气速率——vs、 搅拌轴功率——Pg等设备条件影响。
通过kL a的测定： 了解发酵罐氧的传递效果，为保证发酵过程正常进行 提供依据。