发酵罐溶氧速率测定实验

1、发酵罐溶氧速率测定实验一、实验目的了解机械搅拌通风式发酵罐的搅拌功率、 搅拌转速及通风量三者之间的关系 及其对溶氧速率的影响。学习测量液体中溶解氧的方法。二、实验任务1、测定不同风量、不同转速下的溶氧速率及功率消耗2、研究风量、转速及功率消耗对溶氧速率的影响三、实验装置本实验装置的主要组成局部是一台小型机械搅拌通风式反响器发酵罐 ， 总容积5 L,装有两档六弯叶涡轮搅拌器。搅拌器可无级变速，这是通过调压变 压器改变输入搅拌电机的电压实现的， 其实际转速由转速数字显示仪配合光电转 速传感器测量和显示，所消耗功率由电流表和电压表显示。四、实验原理及方法好气性微生物在深层液体中培养是利用溶解状态的氧

2、， 所以反响器的溶氧速 率是标志该反响器性能的一个重要参数。通常，在恒定搅拌转速时，风量增大， 溶氧速率应增大， 风量一定时， 搅拌转速的改变能改变气泡的分散度， 亦即改变 气- 液两相接触界面和接触时间，液体中含气量的变化会引起液体密度的变化， 从而使搅拌功率发生变化。本实验是测取常压状态下， 不同风量、不同转速时的溶氧速率及其功率消耗， 具体步骤如下：1、向反响器内注入 3.5L 自来水， 在慢速搅拌下参加 1.07g 硫酸铜作催化剂， 加 入 0.4g 无水亚硫酸钠以除去水中的氧。2、当溶氧值降至 0时，通入空气，保持低通风量一段时间，以确保无水亚硫 酸钠反响完全。在溶氧值升至 12%左

3、右，调准所要求的风量及搅拌转速、记录此 时的搅拌功率。3、液体中溶氧值开始升高后，用秒表记录溶氧值升至20%、30%、40%、50%、 60%所需要的时间。4、 当溶氧值大于60%后，停止通风，搅拌器维持低速搅拌，重新参加0.4g无 水亚硫酸钠去氧，然后重复2、3步骤，测取另一组数据。五、实验结果由溶氧浓度12%开始计时1、搅拌转速为100r/min时，其电流恒为0.13A，电压为15V,其他各项数据为：表通风量60150210300溶氧浓度L / h%氧2087704345饱3019714110195和40325222172150时50473319250216间6066644365s2、搅拌

4、转速为150r/min时，其电流恒为0.13A，电压为20V,其他各项数据为:表二：溶氧浓通风量度%60150210300氧20110585439饱3024614212293和40388232200152时50539332280214间60124503905s3、搅拌转速为200r/min时，其电流恒为0.13A，电压为25V,其他各项数据为:表三：通、风量60150210300溶氧浓L / h度0氧2069464129饱301491049268和40234168150108时50326234208156间604385270214s六、数据整理及分析由于机器原因，在溶氧率的测定时，数字会产生跳

5、动，以致在第2,第3组数据的20俪60%勺测定时刻产生误差，甚至漏测，所以选择了 30%50%勺数据， 较为准确。氧饱和时间=时刻(50%) 时刻(30%)发酵罐的电流不变，以调节电压改变转速，所以由以上数据得出下表四：60功率电压/V141924电流/A氧饱和时间/s276293177150功率电压/V141924电流/A氧饱和时间/s178190130210功率电压/V141924电流/A氧饱和时间/s149158116300功率电压/V141924电流/A氧饱和时间/s12112188本实验的测取是在常压状态下，而在标准大气压下 20C时氧在纯水中的饱 和溶解度是mg/L,因此根据氧溶解

6、度从30%上升到50%时候的氧的溶解量可计 算出功率转速风量各因素与溶氧的关系表五。表五：功率转速风量与溶氧的关系L*h 八、溶氧10015020060功率/W溶氧速率/mg*L-1*h-1150功率/W溶氧速率/mg*L-1*h-1210功率/W溶氧速率/mg*L-1*h-1300功率/W溶氧速率/mg*L-1*h-1七结果讨论1作出功率、转速、风量与溶氧速度的关系曲线图，并分析讨论各参数对溶氧速 率的影响，在本实验条件下，哪个因素对溶氧速率的影响较为显著。答：以下三图为功率、转速、风量与溶氧速度的关系曲线图：转速与溶氧速率的关系曲线图十旳L/h-150L/h* 210L/h300L/hTq

7、*蛊也#迪帕烛转速/ tr/min)从上图可以得出：总体上，溶氧速率与转速成正比，随着转速的增加溶氧速率增大功率与溶氧速率的关系曲线图EOL/h210L/1-1: 300L/h从上图可以得出：溶氧速率与功率成正比，虽然溶氧速率中间有所降低，但 总体上随着功率的增加溶氧速率增大。通風量与溶氧速率的关系曲线圏80100r*min-l20 lBOrmin-1200tr+min1Q7o590 110 130 150 170 190 210 230 250 270 290 310通凤量/(Lh-l)从上图可以得出：在同一转速下，溶氧速率与通风量成正比，随着通风量的增加 溶氧速率增大，且增大的幅度较为明显。因此，通过对以上三图的比拟可以得出：在本实验条件下，通风量对溶氧速 率的影响较为显著。2假设试验介质不用水，而是实际生产中的发酵液。在相同的操作条件下，你认为 溶氧速率如何变化为什么答：实际生产中溶氧速率将降低。因为在发酵