合肥大学（合肥学院）：《发酵工程与设备》课程教学资源（PPT课件）第七章 生物反应中的物质传递

第七章 生物反应中的物质传递 微生物反应过程传质的几种水平 ◼ 胞内传质 ◼ 细胞膜－胞外传质 ◼ 超细胞传质

第七章 生物反应中的物质传递 微生物反应过程传质的几种水平 ◼ 胞内传质 ◼ 细胞膜－胞外传质 ◼ 超细胞传质

◼ 对于需氧的微生物反应，还存在一个氧 从气相通过扩散进入液相，进而又经扩 散进入絮凝体内部供给细胞进行呼吸的 传递过程

◼ 对于需氧的微生物反应，还存在一个氧 从气相通过扩散进入液相，进而又经扩 散进入絮凝体内部供给细胞进行呼吸的 传递过程

氧在传递过程中存在的传递阻力

氧在传递过程中存在的传递阻力

① 氧从气相主体扩散到气－液界面的阻力R1 ② 通过气－液界面的阻力R2 ③ 通过气泡外测的滞流液膜，到达液相主体的阻力R3 ④ 液相主体中的传递阻力R4 ⑤ 通过细胞或细胞团外的滞流液膜，到达细胞团与液 体界面的阻力R5 ⑥ 通过液体与细胞团之间界面的阻力R6 ⑦ 细胞团内在细胞与细胞之间的介质中的扩散阻力R7 ⑧ 进入细胞的阻力R8

① 氧从气相主体扩散到气－液界面的阻力R1 ② 通过气－液界面的阻力R2 ③ 通过气泡外测的滞流液膜，到达液相主体的阻力R3 ④ 液相主体中的传递阻力R4 ⑤ 通过细胞或细胞团外的滞流液膜，到达细胞团与液 体界面的阻力R5 ⑥ 通过液体与细胞团之间界面的阻力R6 ⑦ 细胞团内在细胞与细胞之间的介质中的扩散阻力R7 ⑧ 进入细胞的阻力R8

①～④项属供氧方面的阻力； ⑤～⑧项为耗氧方面的阻力。 当单个细胞以游离状态悬浮于液体中时 第⑦项阻力消失

①～④项属供氧方面的阻力； ⑤～⑧项为耗氧方面的阻力。 当单个细胞以游离状态悬浮于液体中时 第⑦项阻力消失

微生物反应是在液相中伴随着微生物生长发生 的反应。如果参与反应的底物以不同于液相的 其它相加入时，整个反应体系便成为非均相体 系。微生物反应体系中可找到气－液、固－液、 液－液等体系的物质传递实例

微生物反应是在液相中伴随着微生物生长发生 的反应。如果参与反应的底物以不同于液相的 其它相加入时，整个反应体系便成为非均相体 系。微生物反应体系中可找到气－液、固－液、 液－液等体系的物质传递实例

第一节 微生物的氧消耗速度 与氧需求 一、溶解氧 溶解氧是直接影响微生物的环境因素。 DO直接参与微生物消耗底物以及菌体生 长所必要的代谢反应，应该把溶解氧看 作是一种营养源（底物）

第一节 微生物的氧消耗速度 与氧需求 一、溶解氧 溶解氧是直接影响微生物的环境因素。 DO直接参与微生物消耗底物以及菌体生 长所必要的代谢反应，应该把溶解氧看 作是一种营养源（底物）

氧属于难溶性气体，其溶解度在10ppm以 下，气相中氧分压 的影响服从亨利 定律（Henry’s law） 为与 平衡时的氧溶解度 H－亨利常数，   * DO O2 P O2 P

氧属于难溶性气体，其溶解度在10ppm以 下，气相中氧分压 的影响服从亨利 定律（Henry’s law） 为与 平衡时的氧溶解度 H－亨利常数，   * DO O2 P O2 P

下图表示与1atm空气（空气+饱和水蒸汽） 相平衡的纯水中的DO与H和温度的关系

下图表示与1atm空气（空气+饱和水蒸汽） 相平衡的纯水中的DO与H和温度的关系

盐类效应 :气体在盐水溶液中的溶解度 比在纯水中的要小 。用Setchnow式 表示： ( ) －盐类效应系数，因盐及温度而变化 －盐溶液的离子强度 、 －氧在盐水溶液及纯水中的溶解度 s w w s k I C C log C C = −k I

盐类效应 :气体在盐水溶液中的溶解度 比在纯水中的要小 。用Setchnow式 表示： ( ) －盐类效应系数，因盐及温度而变化 －盐溶液的离子强度 、 －氧在盐水溶液及纯水中的溶解度 s w w s k I C C log C C = −k I