DD256867A1

DD256867A1 - ARRANGEMENT FOR MEASURING PARTICLE CONCENTRATION IN LIQUIDS

Info

Publication number: DD256867A1
Application number: DD29874086A
Authority: DD
Inventors: Peter Goedecke; Hans-Josef Gassmann
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-05-25

Abstract

Die Anordnung bezieht sich auf die Messung von Biomassekonzentrationen in Fermentoren. Erfindungsgemaess ist in einem Fluessigkeitsbehaelter, der eine Messsonde mit einer offenen optischen Messkammer fuer die Bestimmung der Biomassekonzentration enthaelt, die Messsonde von einem Rohr umgeben, das auf dem Behaelterboden steht und unten seitlich eine Oeffnung hat und oben ebenfalls offen ist. Dadurch wird infolge des Kamineffektes die Messsonde von unten nach oben umstroemt, wodurch stoerende Gasblasen, die die Messung der Partikelkonzentration erheblich verfaelschen, weitestgehend von der Messsonde ferngehalten werden. FigurThe arrangement relates to the measurement of biomass concentrations in fermentors. According to the invention, in a fluid container containing a measuring probe with an open optical measuring chamber for determining the biomass concentration, the measuring probe is surrounded by a tube which stands on the container bottom and has an opening at the bottom and is also open at the top. As a result of the chimney effect, the probe umstroemt from bottom to top, whereby disturbing gas bubbles, which significantly falsify the measurement of the particle concentration, are kept as far as possible from the probe. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Messung von Biomassekonzentrationen in Fermentoren. Sie kann aber auch ganz allgemein für die Messung von Partikelkonzentrationen angewendet werden.The invention relates to the measurement of biomass concentrations in fermentors. But it can also be applied in general for the measurement of particle concentrations.

Characteristic of the known technical solutions

Neben bekannten Verfahren zur Bestimmung der Partikelkonzentration in Flüssigkeiten, bei denen die Intensität eines Transmissionslichtstromes und/oder eines Streulichtstromes gemessen wird und die den Nachteil haben, daß sie nicht selektiv sind hinsichtlich der zu messenden Partikel und oftmals auftretender Gasblasen, ist eine Anordnung bekannt (DD-WP 231 573), mit der eine selektive Messung möglich ist. Bei dieser Anordnung wird eine definierte Schicht des zu untersuchenden Mediums von einem Lichtstrom durchstrahlt. Der Lichtstrom wird nach dem Durchtritt durch die zu untersuchende Schicht differentiell, d.h. Punkt für Punkt auf ihren für die zu untersuchenden Partikel, z. B. für Mikroorganismen typischen Grau- bzw. Farbwert untersucht. Die dünne Schicht des zu untersuchenden Mediums wird dadurch erzielt, daß in bestimmten Zeitabständen eine Probe angesaugt und gegen ein Fenster gespritzt wird und der sich beim Herunterlaufen bildende dünne Film als zu untersuchende Schicht dient.In addition to known methods for determining the particle concentration in liquids, in which the intensity of a transmitted luminous flux and / or a scattered light stream is measured and have the disadvantage that they are not selective with respect to the particles to be measured and often occurring gas bubbles, an arrangement is known (DD -WP 231 573), with which a selective measurement is possible. In this arrangement, a defined layer of the medium to be examined is irradiated by a luminous flux. The luminous flux becomes differential after passing through the layer to be examined, i. Point by point on their for the particles to be examined, z. B. for microorganisms typical gray or color value examined. The thin layer of the medium to be examined is obtained by sucking a sample at certain time intervals and spraying it against a window, and the thin film forming during the downflow serves as the layer to be examined.

Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß eine gesonderte Meßkammer erforderlich ist, die eine kontinuierliche Messung erschwert. Zusätzlich sind hierfür Verschlüsse und Steuerelemente sowie ein kompliziert gestaltetes, kommerziell nicht erhältliches Lichtleitkabel erforderlich.The disadvantage of this arrangement is that a separate measuring chamber is required, which makes continuous measurement difficult. In addition, this requires closures and controls as well as a complicated designed, commercially not available fiber optic cable.

Für die Bestimmung von freiem Chlor in Wasser ist bereits eine fotometrische Anordnung bekannt (DD-WP 212810), bei der in einer offenen Meßkammer eine Lichtquelle und eine Lichtempfänger angeordnet sind die kontinuierlich von der Partikelsuspension umspült werden. Der Aufwand für eine solche Anordnung ist relativ gering. Nachteilig bei dieser Anordnung ist wiederum, daß Blasen, deren Abmessungen in der Größenordnung der Partikel liegen, das Meßsignal mit einem additiven Anteil überlagern, da sie von dem Lichtempfänger nicht unterschieden werden können. Solche einfachen Meßanordnungen wurden deshalb bisher nicht in Fermentoren angewendet, weil dort in die zu untersuchenden Suspensionen ein Gas eingeleitet wird, wobei gleichzeitig in der Suspension gerührt wird. Dadurch entstehen Gasblasen, deren Größenverteilung von einer Vielzahl von Parametern abhängt, die nicht alle meßtechnisch erfaßt werden können. Der additive Anteil läßt sich elektronisch nicht eliminieren.For the determination of free chlorine in water, a photometric arrangement is already known (DD-WP 212810), in which in an open measuring chamber, a light source and a light receiver are arranged, which are continuously washed by the particle suspension. The cost of such an arrangement is relatively low. A disadvantage of this arrangement, in turn, that bubbles whose dimensions are of the order of the particles, superimpose the measurement signal with an additive component, since they can not be distinguished from the light receiver. Such simple measuring arrangements have therefore far not been used in fermentors, because there is introduced into the suspensions to be examined, a gas, being stirred simultaneously in the suspension. This results in gas bubbles whose size distribution depends on a variety of parameters that can not all be detected by measurement. The additive component can not be eliminated electronically.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Partikelkonzentration in einer Flüssigkeit mit geringem Aufwand und geringem Meßfehler zuerfassen.The aim of the invention is to detect the particle concentration in a liquid with little effort and low measurement error.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gasblasen in einer offenen Meßkammer, die kontinuierlich von Flüssigkeit durchströmt wird, weitestgehend zu eliminieren.The invention has for its object to eliminate gas bubbles in an open measuring chamber, which is continuously traversed by liquid, as far as possible.

Erfindungsgemäß wird das bei einer Anordnung, bei der in einem Flüssigkeitsbehälter oberhalb des Behälterbodenseine IVFeßsonde mit einer offenen Meßkammer, in der sich ein Lichtemitter und ein Lichtempfänger befinden, angeordnet ist, dadurch erreicht, daß die Meßsonde von einem auf dem Behälterboden stehenden Rohr umgeben ist, das unten eine Öffnung hat, die im Strömungsschjtten liegt, und oben offen ist.According to the invention this is achieved in an arrangement in which a IVFeßsonde with an open measuring chamber in which a light emitter and a light receiver are located in a liquid container above the container bottom, is achieved in that the measuring probe is surrounded by a standing on the container bottom tube which has an opening at the bottom, which is located in the Strömschjtten, and is open at the top.

Bei dieser Anordnung wird also die Flüssigkeit aufgrund des Kamineffektes von unten nach oben an der Meßsonde vorbeigeführt. Die aufgrund des eingeleiteten Gases und des Rührens entstehenden Gasblasen erreichen in der Regel nicht den Gehäuseboden, so daß die von dort in das Rohr eintretende Flüssigkeit weitestgehend blasenfrei ist.In this arrangement, therefore, the liquid is passed by the chimney effect from bottom to top of the probe. The resulting due to the introduced gas and the stirring gas bubbles usually do not reach the housing bottom, so that the liquid entering from there into the tube is largely free of bubbles.

embodiment

Die Erfindung soll in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung erläutert werden.The invention will be explained in an embodiment with reference to a drawing.

Auf einem Gefäßboden 1 ist ein Rohr 2 angeordnet, das am unteren Ende eine Öffnung 3 aufweist, die im Strömungsschatten liegt. In das Rohr ragt von unten eine Meßsonde 4, die eine offene Meßkammer 5 hat. In der offenen Meßkammer sind ein Infrarotemitter 6 und ein Infrarotempfänger 7 angeordnet.On a vessel bottom 1, a tube 2 is arranged, which has an opening 3 at the lower end, which lies in the flow shadow. In the tube protrudes from below a measuring probe 4, which has an open measuring chamber 5. In the open measuring chamber, an infrared emitter 6 and an infrared receiver 7 are arranged.

Durch diese Anordnung kommt es zu einem Kamineffekt, der bewirkt, daß indem Rohr eine vertikale Strömung von unten nach oben entsteht. Da die Suspension am Gefäßboden nahezu blasenfrei ist, gelangen nur wenige Gasblasen in die Meßkammer, so daß der Meßfehler entscheidend reduziert wird.By this arrangement, there is a chimney effect, which causes the tube vertical flow from bottom to top. Since the suspension at the bottom of the vessel is virtually free of bubbles, only a few gas bubbles enter the measuring chamber, so that the measurement error is significantly reduced.

Claims

Arrangement for measuring the particle concentration in liquids, in which a measuring probe with an open measuring chamber, in which a light emitter and a light receiver are located, is arranged in a liquid container above the housing bottom, characterized in that the measuring probe is surrounded by a tube standing on the box bottom is, which has an opening at the bottom, which lies in the flow shadow, and is open at the top.

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