第七章氣液質(zhì)量傳遞(參考版)
2025-01-18 21:29本頁面
【正文】 460/m 計(jì)算： 設(shè) V 兩次滴定所用 Na2S2O3毫升數(shù)的差數(shù) N Na2S2O3的濃度，常用 m 樣品的體積， ml t 兩次取樣的間隔時(shí)間， min P 罐內(nèi)絕對壓強(qiáng)， atm 若操作時(shí)罐壓 P = 1atm，則體積溶氧系數(shù) KLa = V（氧分子一經(jīng)溶入液相，立即就被還原掉） 原理： CUSO4 2Na2SO3 + O2 —— → 2Na 2SO4 2）剩余的 Na2SO3與過量的碘作用 H2O Na2SO3 + I2 — → Na 2SO4 + 2HI 3）再用標(biāo)定的 Na2S2O3滴定剩余的碘 2Na2S2O3 + I2 — →Na 2S4O6 + 2NaI 操作程序： ◆ 將一定溫度的自來水加入試驗(yàn)罐內(nèi)，開始攪拌，加入亞硫酸鈉晶體，使 SO32濃度約 0. 5mol/L左右；再加入硫酸銅晶體，使 Cu2+濃度約為 103 mol/L，待完全溶解；通空氣，一開始就接近預(yù)定的流量，盡快調(diào)至所需的空氣流量；穩(wěn)定后立即計(jì)時(shí)，為氧化作用開始；氧化時(shí)間連續(xù) 4～ 10min，到時(shí)停止通氣和攪拌，準(zhǔn)確記錄氧化時(shí)間。 ◇ 但某些少量的醇、酮和酯反而會使 KLa 值提高 如將 20 ppm的這類物質(zhì)加入水中，能使 KLa 值增加 50～ 100%。 ◇ 但三者之間存在著相互關(guān)系，增加風(fēng)量雖然能增加溶氧，但在轉(zhuǎn)數(shù)不變的情況下會降低攪拌功率，溶氧又會隨之降低 。 ◇ 若攪拌器之間相互位置不恰當(dāng)，則流型和空氣分布情況將發(fā)生變化，就會引起溶氧系數(shù)的大幅度降低。 其它因素 影響發(fā)酵罐溶氧的主要因素是：單位體積液體的攪拌功率P/V，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)和空氣的截面流速。且多孔鼓泡器易堵。 ◆ 發(fā)酵過程中添加糖、花生餅粉等營養(yǎng)物質(zhì)、前體或無菌水、消泡劑等均可改變培養(yǎng)液的理化性質(zhì)；在生產(chǎn)上也可利用這些手段來改善發(fā)酵液的物理性質(zhì)。 培養(yǎng)液的物理性質(zhì) ◆ 在發(fā)酵過程中，菌本身的繁殖及其代謝可引起發(fā)酵液物理性質(zhì)的不斷變化，如改變培養(yǎng)液的表面張力、黏度和離子濃度等；而這些變化會影響氣體的溶解度、發(fā)酵液中氣泡的直徑和穩(wěn)定性及其合并為大氣泡的速度等。 當(dāng)空氣速度超過“過載”速度后， K La 并不隨之而增加。 Vs為氣流的直線速度；其指數(shù) ?約為 ～ ，隨攪拌器型式而異。 但過高的攪拌速度不但浪費(fèi)動力，還會損傷菌體，引起菌體自溶及減產(chǎn)等。min 1/h mg/L 4) 減少菌絲結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，降低細(xì)胞壁表面的液膜阻力，改變細(xì)胞對氧和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，同時(shí)降低細(xì)胞周圍“廢物”和“廢氣”的濃度，有利于微生物的代謝。 2）使液體形成渦流，從而延長氣泡在液體中的停留時(shí)間。另外，減少空氣流量本身會使 KLa下降。 一、 影響氧傳遞推動力的因素 要提高推動力，只能設(shè)法提高 C*或減少 CL 提高氧飽和濃度（ C*） 要提高 C*，可降低培養(yǎng)溫度、提高氧分壓和降低培養(yǎng)基濃度等。V a s 。 發(fā)酵液的流變類型也可發(fā)生變化。 放線菌搖瓶發(fā)酵菌絲球 霉菌、放線菌的菌絲體在發(fā)酵中雖不呈典型的顆粒狀，但錯(cuò)綜復(fù)雜交織的網(wǎng)狀菌絲叢和松散結(jié)構(gòu)的菌絲球狀體可看作是固形物。 產(chǎn)生菌 產(chǎn)物 流變學(xué)性質(zhì) 產(chǎn)黃青霉 青霉素 擬塑性 盾殼霉 甾類羥化 平漢塑性 諾爾斯氏鏈霉菌 制霉菌素 牛頓型 雪白鏈霉菌 新生霉素 平漢塑性 灰色鏈霉菌 鏈霉素 平漢塑性 內(nèi)孢霉 葡萄糖糖化酶 平漢塑性 部分絲狀菌發(fā)酵液的流變學(xué)性質(zhì) 二、發(fā)酵液的流變學(xué) 不同的發(fā)酵液可呈不同的流體類型 發(fā)酵液，特別是含有固形物數(shù)量較多的發(fā)酵液，往往表現(xiàn)為非牛頓流體特性。 ?a = ? / ? 平漢塑性流體、擬塑性流體和凱松流體的表觀黏度隨切變率的增大而減小；漲塑性流體的表觀黏度則隨切變率的增大而增大。 凱松 (Casson)流體 ◆ 其流變特性可表示為： ?1/2 = ?C1/2 + KC ?1/2 ?C1/2 — 屈服應(yīng)力， Pa KC — 凱松黏度 , Pa1/2 〃 s 1/2 有研究表明青霉素發(fā)酵液為凱松流體 ◆ 剪應(yīng)力與剪切速率的關(guān)系表現(xiàn)為一 不通過原點(diǎn)的曲線 。 ? = ?0 + ?? ?0 — 屈服應(yīng)力 (在縱軸上的截距 ) ， Pa ? — 剛性系數(shù)， Pa 平漢（ bingham）塑性流體 ◆ 主要特征是當(dāng)剪應(yīng)力小于屈服應(yīng)力時(shí)，液體不發(fā)生流動，只有當(dāng)剪應(yīng)力超過屈服應(yīng)力時(shí)才發(fā)生流動。 ? = K ? n ◆ 其流變特性可表示為： n ＞ 1 值越大，非牛頓特性就越顯著。 漲塑性（ dilatant）流體 ◆ 主要特征是黏度隨著剪應(yīng)速率的增加而增高。 ? = K ? n ◆ 其流變特性可表示為： 0＜ n＜ 1 ◆ 擬塑性流體，在不同攪拌轉(zhuǎn)速下，所顯示出的黏度不同；在同一攪拌轉(zhuǎn)速下，培養(yǎng)液中的剪應(yīng)速率隨著離開攪拌渦輪的徑向距離，按指數(shù)倍數(shù)降低，故離開渦輪的徑向距離越遠(yuǎn)，黏度越高。 K— 均勻度常數(shù)（稠度系數(shù)）， Pa 平漢塑性流體 擬塑性流體 漲塑性流體 凱松流體 3）根據(jù)剪應(yīng)力與切變率間的關(guān)系，分為： 擬塑性（ pseudoplastic）流體 ◆ 主要特征是黏度隨著剪應(yīng)速率的增高而降低。 也即意味著發(fā)酵罐中攪拌轉(zhuǎn)速的快慢對黏度沒有影響，且在發(fā)酵罐的全培養(yǎng)液中的任何局部的黏度相同。 其中與上板接觸的流體層以與上板相同的速度一起運(yùn)動，與下板接觸的流體則保持
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1