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1、微生物与发酵工艺第1页，共13页，编辑于2022年，星期六一、实验目的一、实验目的 1.1.熟悉熟悉5L5L发酵罐的结构和操作。发酵罐的结构和操作。2.2.掌握亚硫酸盐氧化法测定掌握亚硫酸盐氧化法测定K KL L。第2页，共13页，编辑于2022年，星期六 溶氧系数的测定方法有许多种，概括起来分溶氧系数的测定方法有许多种，概括起来分为三大类，即亚硫酸盐氧化法、动态法和稳态氧为三大类，即亚硫酸盐氧化法、动态法和稳态氧平衡法。本实验采用亚硫酸盐氧化法，以平衡法。本实验采用亚硫酸盐氧化法，以Cu2+作作为催化剂，溶解在水中的氧能立即氧化其中的亚硫为催化剂，溶解在水中的氧能立即氧化其中的亚硫酸根离子，
2、使之成为硫酸根离子。若反应器中装入酸根离子，使之成为硫酸根离子。若反应器中装入亚硫酸盐和少量催化剂铜离子亚硫酸盐和少量催化剂铜离子(0.5mol/LNa2SO3水溶水溶液，另加液，另加10-3mol/L的的CuSO4)，同时进行通风搅拌，同时进行通风搅拌，则反应器中氧的传递和反应过程可表示为：则反应器中氧的传递和反应过程可表示为：二、实验原理二、实验原理第3页，共13页，编辑于2022年，星期六 CuCu2+2+气相O O2 2 液相液相O O2 2+2SO+2SO3 32+2+2SO2SO4 42-2-未反应的未反应的SOSO3 32+2+I+I2 2+H+H2 2O SOO SO42-2-
3、+2HI 淀粉指示剂淀粉指示剂淀粉指示剂淀粉指示剂 未反应的I I2 2+2Na2 2S2O O3 3 Na2 2S S4 4O O6 6+2NaI+2NaI二、实验原理二、实验原理第4页，共13页，编辑于2022年，星期六 在常温下，亚硫酸根离子的氧化反应是很快的，其反应在常温下，亚硫酸根离子的氧化反应是很快的，其反应在常温下，亚硫酸根离子的氧化反应是很快的，其反应在常温下，亚硫酸根离子的氧化反应是很快的，其反应速度远大于氧的溶解速度，所以氧一经溶于液相就立即被氧速度远大于氧的溶解速度，所以氧一经溶于液相就立即被氧速度远大于氧的溶解速度，所以氧一经溶于液相就立即被氧速度远大于氧的溶解速度，所
4、以氧一经溶于液相就立即被氧化化化化(反应液中的氧浓度反应液中的氧浓度反应液中的氧浓度反应液中的氧浓度C C C CL0)L0)L0)L0)。这样溶氧速度就成了控制氧化反应的决定因素，通过测这样溶氧速度就成了控制氧化反应的决定因素，通过测这样溶氧速度就成了控制氧化反应的决定因素，通过测这样溶氧速度就成了控制氧化反应的决定因素，通过测定反应液中亚硫酸根离子浓度的变化即可测定出溶氧速度，定反应液中亚硫酸根离子浓度的变化即可测定出溶氧速度，定反应液中亚硫酸根离子浓度的变化即可测定出溶氧速度，定反应液中亚硫酸根离子浓度的变化即可测定出溶氧速度，进一步即可计算出溶氧系数。进一步即可计算出溶氧系数。进一步即
5、可计算出溶氧系数。进一步即可计算出溶氧系数。二、实验原理二、实验原理第5页，共13页，编辑于2022年，星期六1.0.1mol/L0.1mol/L硫代硫酸钠溶液硫代硫酸钠溶液1L 称取称取25g Na2 2S2 2OO3 35H5H2OO于于500mL烧杯中，加入烧杯中，加入300mL新煮新煮沸过的冷蒸馏水，待完全溶解后，加入沸过的冷蒸馏水，待完全溶解后，加入0.2g Na2 2CO3 3，然后用新煮沸过的蒸馏水稀释至，然后用新煮沸过的蒸馏水稀释至，然后用新煮沸过的蒸馏水稀释至，然后用新煮沸过的蒸馏水稀释至1000mL1000mL，保存于棕色瓶中，在暗处放置，保存于棕色瓶中，在暗处放置，保存于
6、棕色瓶中，在暗处放置，保存于棕色瓶中，在暗处放置，1010天左右后标定。天左右后标定。天左右后标定。天左右后标定。2.0.05mol/L2.0.05mol/L碘标准溶液碘标准溶液碘标准溶液碘标准溶液1L 1L 称取称取称取称取13g13g碘和碘和碘和碘和25g KI25g KI于于于于200mL200mL烧杯中，加少许蒸馏水，搅拌至碘全部溶解后，烧杯中，加少许蒸馏水，搅拌至碘全部溶解后，烧杯中，加少许蒸馏水，搅拌至碘全部溶解后，烧杯中，加少许蒸馏水，搅拌至碘全部溶解后，转入棕色瓶中，加水稀释至转入棕色瓶中，加水稀释至转入棕色瓶中，加水稀释至转入棕色瓶中，加水稀释至1000mL1000mL，塞紧
7、，摇匀后，塞紧，摇匀后，塞紧，摇匀后，塞紧，摇匀后放置过夜。放置过夜。放置过夜。放置过夜。三、实验材料三、实验材料第6页，共13页，编辑于2022年，星期六 3.0.2%3.0.2%3.0.2%3.0.2%淀粉指示剂淀粉指示剂淀粉指示剂淀粉指示剂100mL 100mL 100mL 100mL 称取称取称取称取0.2g0.2g可溶性淀粉，可溶性淀粉，可溶性淀粉，可溶性淀粉，用少量水调成糊状，溶于用少量水调成糊状，溶于用少量水调成糊状，溶于用少量水调成糊状，溶于100mL100mL沸水沸水(蒸馏水蒸馏水蒸馏水蒸馏水)中，继中，继中，继中，继续煮沸至溶液透明。冷却，贮于玻璃塞瓶中备用。续煮沸至溶液透
8、明。冷却，贮于玻璃塞瓶中备用。续煮沸至溶液透明。冷却，贮于玻璃塞瓶中备用。续煮沸至溶液透明。冷却，贮于玻璃塞瓶中备用。(新配制新配制新配制新配制)4.4.吸管（吸管（2 2、5 5 5 5、25mL25mL25mL25mL）、酸式滴定管、试管、）、酸式滴定管、试管、）、酸式滴定管、试管、）、酸式滴定管、试管、洗耳球、小漏斗、铁架台、洗耳球、小漏斗、铁架台、洗耳球、小漏斗、铁架台、洗耳球、小漏斗、铁架台、100mL100mL量筒、量筒、量筒、量筒、250mL250mL250mL250mL碘量瓶、碘量瓶、碘量瓶、碘量瓶、5L5L5L5L发酵罐发酵罐发酵罐发酵罐三、实验材料三、实验材料第7页，共13
9、页，编辑于2022年，星期六 1.1.1.1.于于5L5L发酵罐中装入发酵罐中装入0.5mol/L0.5mol/L亚硫酸钠溶液亚硫酸钠溶液3L3L，罐，罐温调至温调至2525，加入，加入1010-3-3mol/Lmol/Lmol/Lmol/L硫酸铜溶液硫酸铜溶液硫酸铜溶液硫酸铜溶液50mL50mL50mL50mL，开搅拌搅，开搅拌搅，开搅拌搅，开搅拌搅匀（转速匀（转速匀（转速匀（转速300rpm300rpm300rpm300rpm），待通气量稳定后（通气量），待通气量稳定后（通气量），待通气量稳定后（通气量），待通气量稳定后（通气量10L/min10L/min10L/min10L/min），）
10、，），），即可取样。即可取样。即可取样。即可取样。2.2.取样前先弃去取样前先弃去20mL20mL左右反应液，再用试管正式取左右反应液，再用试管正式取样并计时。样并计时。15min15min后取第二次样，再过后取第二次样，再过15min15min后取第三后取第三次样。次样。四、实验步骤四、实验步骤第8页，共13页，编辑于2022年，星期六3.移取移取2mL反应液于装有反应液于装有25mL 0.05mol/L碘标碘标准溶液的准溶液的250mL碘量瓶中，加预先煮沸冷却水碘量瓶中，加预先煮沸冷却水50mL，然后用，然后用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，再加入淡黄色，再
11、加入0.2%淀粉指示剂淀粉指示剂5mL，此时溶，此时溶液呈深蓝色，继续用液呈深蓝色，继续用0.1mol/L硫代硫酸钠溶液硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色刚好消失滴定至蓝色刚好消失。三、实验材料三、实验材料第9页，共13页，编辑于2022年，星期六1.1.结果分析与记录结果分析与记录OUR=(900VM)/(VOUR=(900VM)/(V0 0t)t)OUROUR：耗氧速率（：耗氧速率（mol/Lh）VV：两次取样滴定硫代硫酸钠溶液的体积差：两次取样滴定硫代硫酸钠溶液的体积差：两次取样滴定硫代硫酸钠溶液的体积差：两次取样滴定硫代硫酸钠溶液的体积差(mL(mL）V V0 0：取样分析液体积，：取样分析液体
12、积，：取样分析液体积，：取样分析液体积，V V0 0=2mL=2mLMM：硫代硫酸钠溶液浓度，：硫代硫酸钠溶液浓度，M=0.1mol/Lt t：两次取样间隔时间（：两次取样间隔时间（：两次取样间隔时间（：两次取样间隔时间（s s），），），），t=15min60s/min=900st=15min60s/min=900s KL=4.810=4.8103OUR(25)K KL L：液相体积氧传递系数（：液相体积氧传递系数（：液相体积氧传递系数（：液相体积氧传递系数（1/h1/h）五、结果与讨论五、结果与讨论第10页，共13页，编辑于2022年，星期六V V V V1 1 1 1=mL=mL=mL=
13、mLV V V V2 2 2 2=mL=mL=mL=mLV V V V3 3 3 3=mL=mL=mL=mLV/mLV/mLV/mLV/mLOUR/mol/LOUR/mol/LOUR/mol/LOUR/mol/L h h h hK K K KL L L L /1/h/1/h/1/h/1/hK K K KL L L L 平均值平均值平均值平均值/1/h/1/h/1/h/1/h第11页，共13页，编辑于2022年，星期六2.2.影响亚硫酸盐氧化法测定影响亚硫酸盐氧化法测定K KL L 值的因素有哪些值的因素有哪些？五、结果与讨论五、结果与讨论第12页，共13页，编辑于2022年，星期六第13页，共13页，编辑于2022年，星期六