当气液传递过程为稳态 时,总的传递速率与通过 气,液膜和气液界面等 串连各步的氧传递速率 相等。 Jg=Jl=J kg (p-pi )=kl (Ci -C)=KL (C*-C)=KG(p-p*) 描述单相某一组分传质: Fick公式J=-Ddc/dx, 对稳态的片状层,传质流 J=D⊿C/d,而此公式适合于 双膜理论的扩散过程。 由双膜理论的(2)可知:pi=HCi,(Henry定律) ,p*=HC, p=HC*
当气液传递过程为稳态 时,总的传递速率与通过 气,液膜和气液界面等 串连各步的氧传递速率 相等。 Jg=Jl=J kg (p-pi )=kl (Ci -C)=KL (C*-C)=KG(p-p*) 描述单相某一组分传质: Fick公式J=-Ddc/dx, 对稳态的片状层,传质流 J=D⊿C/d,而此公式适合于 双膜理论的扩散过程。 由双膜理论的(2)可知:pi=HCi,(Henry定律) ,p*=HC, p=HC*
1/ KL = (C*-C)/J=(C*-Ci )/J+(Ci -C)/J 1/ KL =1/(Hkg )+1/kl 同理: 1/ KG =1/kg+H/kl 对于氧气来说,H很大,因此就有1/(Hkg )远远小于 1/kl,即1/ KL ≈1/kl,说明液膜阻力占传质过程阻力 的主导地位。由于液相中的C和C*易测定或推算, 因此,以(C*-C)为推动力表示的传质通量J普遍。 J=KL (C*-C) J表示的是单位界面上单位时间的传氧量,由于界面面 积的大小无法求得,因此常以单位体积中的气液两相中 的总界面(a)表示体积传氧速率OTR。 OTR =Ja=KLa(C*-C),式中, OTR为体积传氧速率 (kmol/m3 ), Kla为体积传氧系数(h -1 ,or s-1 ),反映了发酵 罐内氧传递能力的一个重要参数
1/ KL = (C*-C)/J=(C*-Ci )/J+(Ci -C)/J 1/ KL =1/(Hkg )+1/kl 同理: 1/ KG =1/kg+H/kl 对于氧气来说,H很大,因此就有1/(Hkg )远远小于 1/kl,即1/ KL ≈1/kl,说明液膜阻力占传质过程阻力 的主导地位。由于液相中的C和C*易测定或推算, 因此,以(C*-C)为推动力表示的传质通量J普遍。 J=KL (C*-C) J表示的是单位界面上单位时间的传氧量,由于界面面 积的大小无法求得,因此常以单位体积中的气液两相中 的总界面(a)表示体积传氧速率OTR。 OTR =Ja=KLa(C*-C),式中, OTR为体积传氧速率 (kmol/m3 ), Kla为体积传氧系数(h -1 ,or s-1 ),反映了发酵 罐内氧传递能力的一个重要参数
4.2.2 液——固相间的氧传递 当氧的传递达到稳态时,通过细胞或细胞团外液膜的 传递速率为OTR=KLCαc (CL -CC) 式中: αc液固比表面积,m2 /m3 ; CC细胞或细胞团表 面氧浓度,mol/m3 , CL液相主体氧浓度,mol/m3 . 设细胞或细胞团为球形,即有NSh=2+α1NRe·NSc α3 α2 NSh为Sherwood 准数, NSh =(KLCdp )/DL NRe为Renolds准数, NRe=(dpωρL)/μL NSc为Schmidt准数, NSc = μL /(DLρL); 式中dp—颗 粒直径,m; DL—氧在液相中的分子扩散系数, m2 /s; ω —固液相对运动速度,m/s; μL —液体黏 度,Pa.s; ρL—液体密度,kg/m3 ; α1、 α2、 α3 —常 数
4.2.2 液——固相间的氧传递 当氧的传递达到稳态时,通过细胞或细胞团外液膜的 传递速率为OTR=KLCαc (CL -CC) 式中: αc液固比表面积,m2 /m3 ; CC细胞或细胞团表 面氧浓度,mol/m3 , CL液相主体氧浓度,mol/m3 . 设细胞或细胞团为球形,即有NSh=2+α1NRe·NSc α3 α2 NSh为Sherwood 准数, NSh =(KLCdp )/DL NRe为Renolds准数, NRe=(dpωρL)/μL NSc为Schmidt准数, NSc = μL /(DLρL); 式中dp—颗 粒直径,m; DL—氧在液相中的分子扩散系数, m2 /s; ω —固液相对运动速度,m/s; μL —液体黏 度,Pa.s; ρL—液体密度,kg/m3 ; α1、 α2、 α3 —常 数
因为细胞密度和液体密度及其相近, 因而,相对运 动速度ω接近于零,即有NSh=2 ∵NSh =(KLCdp )/DL ∴KLC=2DL/dp 又∵OTR=KLCαc (CL-CC) ∴(OTR)m=KLCαcCL =2(DL /dp )n α CL; 式中, (OTR)m —最大氧传递速率, mol/m3 .s; n — —单位体积培养液中细胞个数;α —每个细胞的表 面积m2
因为细胞密度和液体密度及其相近, 因而,相对运 动速度ω接近于零,即有NSh=2 ∵NSh =(KLCdp )/DL ∴KLC=2DL/dp 又∵OTR=KLCαc (CL-CC) ∴(OTR)m=KLCαcCL =2(DL /dp )n α CL; 式中, (OTR)m —最大氧传递速率, mol/m3 .s; n — —单位体积培养液中细胞个数;α —每个细胞的表 面积m2
◆kLa的测定方法 ◇亚硫酸盐氧化法 ◇ 取样极谱法 ◇物料衡算法 ◇排气法 ◇复膜电极法 ◆溶氧的测定方法 ◇化学法 ◇极谱法 ◇复膜氧电极法 ◇压力法
◆kLa的测定方法 ◇亚硫酸盐氧化法 ◇ 取样极谱法 ◇物料衡算法 ◇排气法 ◇复膜电极法 ◆溶氧的测定方法 ◇化学法 ◇极谱法 ◇复膜氧电极法 ◇压力法