生物反应中物质传递

1、第2页/共43页第3页/共43页第4页/共43页第5页/共43页第6页/共43页*2DOHPO*DO2OP2OP第7页/共43页第8页/共43页及温度而变化盐类效应系数，因盐盐溶液的离子强度中的溶解度氧在盐水溶液及纯水、swswkICCIkCClog第9页/共43页pCOxBsA2）的需氧量（与、代谢产物燃烧为）干菌体（建议采用值因菌体组成而变化，）的需氧量（与、干燥菌体燃烧为）的需氧量（，则燃烧成为（如果底物含有与底物燃烧为gNHOHCOgCggOBgNHOHCOgBgNHNOHCOgA3222322322133. 111第10页/共43页XPCBYAXOYSXOX/221第11页/共43页

2、222*1OOXOmYQ222*0OXOXOYYm（氧菌体得率最大值），则BYAQSXO/2max/max2BYAQSXO，第12页/共43页）（hlgOrO22XQrOO22氧比消耗速率2OQ第13页/共43页第14页/共43页第15页/共43页DOcriDODOKDOQQmOOmax222OtQdtDOd0max0ln2DODOtKQtDODOtmOt2OQ第16页/共43页criDO第17页/共43页第18页/共43页第19页/共43页第20页/共43页CCkppkNiLiGippCCihmkmolmhmkmolkatmhmkmolkhmkmolNLG或液膜传质系数）气膜传质系数（）传氧

3、速率（3222第21页/共43页CCKppKNLG*相浓度相平衡的氧的液压强与气体主流中氧的分相平衡的氧的分压强度与液体主流中溶氧浓pCCp*HCp HCp *hmKatmhmkmolKLG力的总传质系数以氧的浓度差为推动）力的总传质系数（以氧的分压差为推动2第22页/共43页LGiiiiLkHkNCCHNppNCCNCCNCCK111*LKLGkk 和LGkHk11LLKk CCkNL*第23页/共43页）数（为推动力的体积溶氧系以体积溶氧速率hCCakhmKmolNCCakNLvLv/1*3*aa第24页/共43页CCtDNiL2液态的扩散系数气液接触时间LDt第25页/共43页akL第2

4、6页/共43页第27页/共43页）（mmdSGShGcr8 . 031. 03131）（mmdSGShGcr5 . 242. 02131第28页/共43页LGLDdkSh 23LGLGGrdGLLLcDS第29页/共43页iGudHa6wwauhhhHiiGiiiGiGdndnd23aa第30页/共43页第31页/共43页42232224SONaOSONaCuSO 322264223224223242222OSNaONaIOSNaIOSNaHISONaISONaOH则：第32页/共43页）（或）（hlmolOmtVVMNmlmolOmtVVMNvv212212460min10004滴定所用毫升

5、数的差数两次取样液体用数取样的搅拌时间的摩尔浓度32212322OSNaVVmlmtOSNaM第33页/共43页kLaCCakNLv*lmmolC21. 0*CakNLvhNNakvvL1108 . 421. 03第34页/共43页ePbPb22OHOHOe221222第35页/共43页 0apAg表面，氧的分压在aLmmmLLOppKppkppkn002bpkmm)(sec)(sec22332pcmHgcmSTPOcmcmcmHgcm）体积（空气压强所能透过氧的）在半透膜上每）单位面积（单位时间（）半透膜的厚度（膜透过氧的能力（标准状况下），半透在cmbpcmHgcmOcmSTPSTPpm)

6、(sec230aopp第36页/共43页mLmkkkK11110)(mLkk mkK 0LmOpkn2CpL）阴极表面积（当量库仑法拉弟常数，电子数，每分子氧还原所得的）库仑）或（2965004sec2cmAFnnAnAnFiOCpniLO2，且为直线关系Ci 第37页/共43页2应用溶氧电极测定akLakLXQCCakdtdCOL2*21CXQdtdCakCOLdtdCXQO221221ttOCCXdtQdC12212ttCCXQO1212ttCCdtdC第38页/共43页连续培养时，也可求 值稳态时 可由通气进出口的氧分压差求得：akLXQCCakdtdCOL2*XQakCCOL21*0d

7、tdCXQO2）（hlmolOtPppVfXQCCO24 .226273273760212）培养液体积（）空气的供给速度（压进气和排气中氧的分、lVlfppCCmin21）空气温度（）空气压力（。CtmmHgP第39页/共43页3、根据电极显示值求C值当总压为1bar，温度为20时，将水蒸汽分压忽略，则 相应的浓度可根据Henry定律计算： 21. 022222空气中氧的摩尔分数水蒸汽压总压空气空气OOHOOHOYTfpPYpPpbarpO205. 021. 01034. 2122barpO21. 02*22OOXpH iOCCX液相中氧的摩尔分数*255.55181000水的（摩尔）浓度iC

8、第40页/共43页温度T=30时水中氧的亨利常数液相氧的饱和浓度值 将电极显示值E(%饱和)换算成氧浓度为若E=100，则 41081. 430(）THlMolC4*1042. 2）（lmgElmgElMolECEC077. 010321042. 21001042. 2100100344*lmgCO8max24*1081. 455.5521. 0C第41页/共43页iNTD,akLakL第42页/共43页akLakL第43页/共43页第8页/共43页）数（为推动力的体积溶氧系以体积溶氧速率hCCakhmKmolNCCakNLvLv/1*3*aa第24页/共43页CCtDNiL2液态的扩散系数气

9、液接触时间LDt第25页/共43页）（mmdSGShGcr8 . 031. 03131）（mmdSGShGcr5 . 242. 02131第28页/共43页）（mmdSGShGcr8 . 031. 03131）（mmdSGShGcr5 . 242. 02131第28页/共43页 0apAg表面，氧的分压在aLmmmLLOppKppkppkn002bpkmm)(sec)(sec22332pcmHgcmSTPOcmcmcmHgcm）体积（空气压强所能透过氧的）在半透膜上每）单位面积（单位时间（）半透膜的厚度（膜透过氧的能力（标准状况下），半透在cmbpcmHgcmOcmSTPSTPpm)(sec230aopp第36页/共43页连续培养时，也可求 值稳态时 可由通气进出口的氧分压差求得：akLXQCCakdtdCOL2*XQakCCOL21*0dtdCXQO2）（hlmolOtPppVfXQCCO24 .226273273760212）培养液体积（）空气的供给速度（压进气和排气中氧的分、lVlfppCCmin21）空气温度（）空气压力（。CtmmHgP第39页/共43页3、根据电极显示值求C值当总压为1bar，温度为20时，将水蒸汽分压忽略，则 相应