溶解氧电极是如何测量溶氧含量
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溶解氧电极是如何测量溶氧含量
溶解氧电极是如何测量溶氧含量的。溶解氧仪电极可以用来测量现场或实验室内被测样品水溶液内的溶氧含量。文章所说的溶氧含量指溶解在水溶液内的氧气的含量，氧气通过周围的空气、空气流动和光合作用溶解于水中。水中氧的含量主要取决于温度。温水的氧浓度要低于冷水。天然的溪水净化过程要求有恰当的氧含量供给有氧生命形态。如水中的氧含量低于5.0mg/L，水生物生存就有困难，浓度越低越困难。如氧含量低于1-2mg/L并持续几小时将导致水生物大批死亡。 溶氧电极用一薄膜将铂阴极， 银阳极，以及电解质与外界隔开，一般情况下阴极几乎是和这层膜直接接触的。氧以和其分压成正比的比率透过膜扩散，氧分压越大，透过膜的氧就越多。当溶解氧不断地透过膜渗入腔体，在阴极上还原而产生电流，此电流在仪表上显示出来。由于此电流和溶氧浓度直接成正比，因此校正仪表只需将测得的电流转换为浓度单位即可。 赛科环保的溶氧电极可广泛用于各种场合下的溶氧含量的测量，用来对氧含量会影响反应速度、流程效率或环境的流程进行监控，尤其是养殖水、光合作用和呼吸作用及现场测量，环境测试(湖、溪、海洋）、水/废水处理、葡萄酒生产等。在对溪水和湖水支持生物存活的能力进行评估时，要进行生化需氧量测试（BOD）在消耗氧气的含有有机物的样品水溶液变腐时对其进行测量并确定溶氧浓度和样品水溶液温度之间的关系。 溶氧浓度通常用mg/L（每升水的溶氧量）或ppm（百万分之几）。氧的浓度和分压之间的关系随着每份样品溶液盐度的不同而变化，因此多数的仪表制造商提供人工调节盐度来修正由离子浓度不同而造成的变化。对标准溶氧测量说，温度影响到氧的溶解度和扩散速度，因此必须进行温度补偿。有些溶解氧仪仪表将计算出的氧含量和观察到的浓度进行比较得出饱和度百分比（O2％ sat.） 溶解氧仪电极有两种方式，极谱式和原电池式。极谱式电极需仪表输入一电压对电极进行极化。由于外加电压可能要15分钟才能稳定，因此极谱式电极使用前通常要进行预热确保电极能妥当极化。原电池式的两个极由两种不同的能自发极化产生电压的金属构成。由于原电池式的电压是自发产生而不是外界提供的，因此原电池式电极使用时无需极谱式电极极化所需的&预热&。 水处理厂的实例：生化需氧量（BOD）测试 BOD测试一般用于污水处理厂，水处理厂需要知道微生物分解有机物质时从水中消耗的氧的量，这点很重要。该测试可使水处理厂确定水处理的效力或仍然存在的污染量。通过测量特定培养期起始及终止时溶解于样品内的氧的含量可以确定废水、排出液和污水的相对需氧量。可通过测出时间1的溶氧（T1），减去时间2的溶氧（T2）；将该数值乘以最终样品体积（VF）并除以最初样品体积（V）来计算出BOD。BOD (mg/L) = (T1&T2)VF/V。
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微信公众号一对抗菌素发酵有用的参数——溶解氧浓度(综述)--《抗菌素》1976年03期
对抗菌素发酵有用的参数——溶解氧浓度(综述)
【摘要】：正 在抗菌素工业生产上如何保证发酵中氧的供给,以满足生产菌对氧的需求,使氧的供、需这一对矛盾不成为发酵生产的限制因素是稳定和提高生产、降低成本的关键之一。因供氧不足而影响发酵产量的例子在抗菌素生产中是屡见不鲜的。但产量有时上不去也不一定就是氧的问题。在发酵中氧究竟够不够,即产量是否受到氧的限制,单凭通气量大小是难于确定的。同样的通气量在某种生产条件下是够的。换一种情况就可能变
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
在抗菌素工业生产上如何保证发酵中氧的供给,以满足生产菌对氧的需求,使氧的供、需这一对矛盾不成为发酵生产的限制因素是稳定和提高生产、降低成本的关键之一。因供氧不足而影响发酵产量的例子在抗菌素生产中是屡见不鲜的。但产量有时上不去也不一定就是氧的问题。在发酵中
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京公网安备75号& 好氧发酵过程中影响溶解氧的因素及如何提高溶解氧的浓度
好氧发酵过程中影响溶解氧的因素及如何提高溶解氧的浓度
摘 要：目的：提高发酵溶解氧的浓度。方法：本文通过分析影响溶解氧的因素探讨如何提高溶解氧的浓度。结论：对发酵罐结构进行合理的设计以及提高发酵工艺控制水平，将使溶解氧的浓度得到提高。
【题　名】好氧发酵过程中影响溶解氧的因素及如何提高溶解氧的浓度
【作　者】王霞 张世有
【机　构】哈药集团制药总厂,150086
【刊　名】黑龙江医药,
2005(4): 276-277
【关键词】好氧 发酵工艺 溶解氧 浓度 发酵罐
【文　摘】目的：提高发酵溶解氧的浓度。方法：本文通过分析影响溶解氧的因素探讨如何提高溶解氧的浓度。结论：对发酵罐结构进行合理的设计以及提高发酵工艺控制水平，将使溶解氧的浓度得到提高。
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总第133期　　　　　　　　　　　　　　　　71山东教育学院学报　　　　　　　　　　　　　　　　　度, 而且二氧化碳在水中的溶解度比氧高30倍, 在高的罐压下, 不利于液相中二氧化碳的排除, 从而影响菌体的生理代谢。因此, 在实际生产中, 增加罐压有一定的限度, 最好能控制在0. 1MPa 以下。此外, 对产值高、规模小的发酵在关键时刻可以通过富氧通气增加发酵罐内的氧分压, 但这种方法在大生产中既费事又不经济, 且纯氧易引起爆炸。局部氧的浓度过高还会产生新生氧O 、超氧化物基02-或羟基自由基OH -, 破坏细胞组分。2. 2　提高容积传递系数K L a 途径
从一定意义上讲, K L a 越大, 好氧生物反应器的传质性能越好。影响K L a 的因素可分为操作变量、反应液的理化性质和反应器的结构三个部分。操作变量包括温度、压力、通风量和转速(搅拌功率) 等; 发酵液的理化性质包括发酵液的粘度、表面张力、组成成分、流动状态、发酵类型等; 反应器的结构包括反应器的类型、反应器各部分尺寸的比例、空气分布器的型式等。因此, 改变容量传递系数K L a, 可以从改变上述三个方面入手, 但对于一定的发酵生产来讲, 微生物菌种和发酵液中培养基的组成是确定的, 液体的性质不能轻易改变。所以, 在生产实践中, 件和优化反应器的结构来提高K L a, 解氧浓度。2. 2. 1　, 将由分布管, 使空气与醪液充分混合, 从而增大汽液相的有效接触面积, 延长气泡在液体中的停留时间, 增加气液传质效果, 促使氧在醪液中溶解, 以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气。微生物在呼吸时, 只能利用溶解于培养基中的氧。气泡只有通过搅拌将其打碎, 均匀地溶解于培养基内, 一部分氧分子才能透过微生物细胞膜进入细胞内被利用。发酵液中的气泡愈小, 单位体积内气泡与发酵液的接触面积就愈大, 液体中的溶氧速率也愈快。溶氧大小主要是由通气量与搅拌两大因素决定的, 研究表明, 增加搅拌转速比增加通气量效果更为显著。在一定限度的通气量范围内, K L a 随通气量的增加而增加。如果超过这一限度, 搅拌器就不能有效地将空气泡分散到液体中, 而在大量空气泡中空转, 发生“过载”现象。此时叶轮不能分散空气, 气流形成大的气泡, 沿轴的周围逸出。这时搅拌功率会大大下降, K L a 也不能再增加。因此盲目增加通气量不一定就能增加溶氧, 反而会增加空气过滤器的负担和染菌的可能。当然搅拌功率也不是越大越好, 过于激烈的搅拌, 会产生很大的剪切力, 导致微生物菌种和产物的失活。另外, 搅拌功率过大, 也会导致系统运行不经济, 造成资源浪费。
例如在雷斯青霉发酵实验中[2]41-44, 分别通过改变通气量和搅拌速度来调节发酵时的溶解氧, 考察溶氧调控方式对转化的影响, 结果发现, 随着通气量和搅拌速度的提高, 最高转化率提高, 同时达到最高转化率的时间缩短, 但搅拌速度过高时, 转化率反而降低。发酵后期镜检发现, 此时菌球已被打碎、菌丝断裂, 可见过高的搅拌速度造成的剪切力对菌体造成了破坏, 从而影响了转化率。王方
等[3]7-10利用拟无枝酸菌ST27100转化洛伐他汀为无锡他汀的发酵实验中, 考察搅拌转速对溶氧和转化率的影响时发现, 当搅拌转速由100r/min 增至300r/min 时, 虽然搅拌剪切力逐渐增大, 但氧的供应也更充足, 使底物转化率升高, 说明在这一阶段, 溶氧起主导作用; 而搅拌转速由300r/min 增至400r/min 时, 溶氧最低保持在35%, 但是转化率反而降低, 说明在这一阶段, 供氧量已经能够满足菌体生长的需求, 但是由于强剪切作用, 使菌体受损, 造成菌体生长缓慢, 影响底物转化。2. 2. 2　通气装置的型式对发酵溶氧的影响
通气装置的作用是吹入无菌空气, 并将空气分布均匀。当通风量在0. 02～0. 5m l/s 时, 气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比, 即喷口直径愈小, 气泡直径也愈小, 氧的传质系数愈大。但实际生产中通风量均超过上述范围, 此时气泡直径与喷口直径无关, 大。、、, 、()
, [4]41-46, 此装置安装, 空气从喷嘴高速喷出, 在混合器中与在负压和卷吸作用下吸入的液体混合后以自由射流方式射入罐中液层, 上升气泡再遇搅拌器, 被再次分散后, 进入发酵罐上部空间放空。该装置使气、液两相混合物产生与机械搅拌器方向一致的径向全循环的喷射旋流运动, 其气泡直径随着通气量的增大或喷嘴推动力的增加而减小, 容积传质系数提高。2. 2. 3　搅拌器的型式对发酵溶氧的影响
发酵罐中的机械搅拌器大致可分为轴向和径向推进两种型式。在传统的发酵罐中, 经常使用的是最典型的Rusht on 涡轮, 其结构比较简单, 通常是一个圆盘上面带有六个直叶叶片, 也称为六直叶圆盘涡轮。由于圆盘的存在, 可防止气体沿轴向短路, 迫使气体进入桨叶端部的高剪切区。理论和实践都证明圆盘涡轮径流型搅拌器能对进入发酵罐的空气进行很好的分散, 所以做底层搅拌非常合适。叶轮的型式除了应用较好的箭叶、平直叶, 近年来又有新开发的半圆管式和前抛物线式等, 较典型的美国凯米尼尔(CHE M I N EER ) 公司的凹面叶盘式搅拌器CD -6, 该搅拌器具有强大的气体处理能力。据文献报道, 在高能量搅拌和高气体流率情况下, 在单位体积和气体表观速度相同的条件下, 用C D -6搅拌器比用常规的平叶盘式搅拌器传质系数可增加近一倍, 同时CD -6搅拌器比平叶盘式搅拌器处理气体的能力能提高46%。但随着现代发酵工业的进展, 发酵罐的容积越来越大。如果在一个大型发酵罐(&
100m ) 中采用全径向流搅拌器组合, 圆盘就会把罐内发酵液分成以其为界的上下多个循环区, 虽然罐内安装的挡板能够帮助液体形成一定的二次循环流, 但通常情况下, 区间混合时间为区内混合时间的10倍以上, 结果使全罐的混合变得更加困难。另外. 圆盘涡轮浆的叶轮区剪切作用最强, 在叶轮附近形成富氧区, 溶氧水平超过菌体呼吸频率所需
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