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解析发酵设施中KLa、OUR、OTR、DO参数间关系
点击次数:12378 发布日期:2018-5-20  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负

目前常用的KLA测定方法有直接法、动态法与亚硫酸钠氧化法。本文重点介绍利用亚硫酸钠模拟细胞耗氧,结合连续培养的稳态,简便快捷地进行了KLA值的测定。

 在催化剂钴或铜离子离子存在时,亚硫酸钠能迅速被氧化为硫酸钠。利用这个特点,在反应器连续通气搅拌的条件下,可将亚硫酸钠以一定速度连续注入反应器中,此时耗氧率可以通过注入亚硫酸钠的速率计算得到

 随耗氧剂的不断加入,反应器中的溶解氧被消耗,溶氧值下降,从而形成反应器内液相的传氧推动力。处于连续培养稳态时,反应液中的溶 氧浓度恒定不变,即dc/dt为零,所以此时供氧与耗氧相等。从而经过公式转变,得到KLa的计算公式:

实验条件

检测雷竞技怎么样及设备:百仑雷竞技下载不了10L玻璃发酵罐,溶氧电极、蠕动泵、溢流装置、温控系统及记录系统等组装成实验系统。通过调节搅拌转速和通气量,提供不同的供氧条件。分别加入用蒸馏水现配的0.05mol/l亚硫酸钠溶液做耗氧剂,由溶氧电极监测反应液中溶氧浓度变化情况,以溢流管维持恒定的反应液体积。由于温度会影响检测结果,因此全程保证温度一致。

操作方法

实验时先在反应器中加入一定量的7L蒸馏水,然后向反应器中加入5ml,1mol/l CuSO4溶液,连续通气15min,使反应液中溶解氧达到饱和状态。校正溶氧电极输出为100%,并自动记录。 将新配制的亚硫酸钠溶液经蠕动泵加入反应器,通气量经流量计阀门调节,搅拌转速在100~800rpm间调节。根据供氧能力的差别,相应改变蠕动泵的转速,使每个操作条件下,均能达到稳态。待溶氧浓度恒定后,记录C/C*值。

动态计算KLa的方法

 OTR是发酵中设施供氧的能力或者状态,OUR是细胞摄氧的水平或状态。因此OTR相当于KLa与C*-C的积。所以当DO上升时,代表OTR大于OUR,反应亦然。

 当尾气氧含量可以检测时,便可以通过空气流量,空气氧含量及尾气氧含量等指标进行质量守恒,便可以计算出OUR。dc/dt可以通过溶氧的变化进行计算得到。比如在1小时内,DO从70%,降低到60%,那么通过计算10%DO相当于的氧浓度变化,可以计算出。C*-C也可以通过35%DO(60%和70%的均值为65%,与100%的差值是35%)相当于的氧浓度变化得到。这样便可以动态的计算出KLa,那么OTR,就可以通过KLa和C*-C得到。

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