DE2556072B2

DE2556072B2 - Kalorimetrische Sonde

Info

Publication number: DE2556072B2
Application number: DE2556072A
Authority: DE
Inventors: Bengt Spaanga Lindblad; Lars Jaerfaella Wegstedt
Original assignee: LKB-PRODUKTER BROMMA (SCHWEDEN) AB
Current assignee: LKB-PRODUKTER BROMMA (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1974-12-12
Filing date: 1975-12-12
Publication date: 1979-02-15
Also published as: JPS5188274A; GB1504556A; JPH0156377B2; FR2294437B3; US4054056A; DE2556072C3; FR2294437A1; SE381512B; DE2556072A1

Description

Eine kalorimetrische Sonde nach dem Oberbegriff des Anspruch t ist aus der Figur 1 der DE-OS 20 21 335 bekannt. Die bekannte Sonde besitzt nur ein Thermoelement, von dem die Lage der Bezugslötstelle nicht näher angegeben ist. Auch wird die bekannte Sonde nicht im Durchfluß betrieben. Die wesentlichen Vorteile ^r> der Durchflußkalorimetrie bestehen darin, daß das Durchflußkalorimeter für eine äußerst exakte Messung verwendet werden kann und daß es unabhängig ist vom Volumen des Fermentationsbehälters. Als nachteilig wirkt sich bei bekannten Durchflußkalorimetern aus, daß die Kultur ihren Stoffwechsel ändert und demzufolge auch ihre Wärmeentwicklung während des Transports durch die Meßzelle. Die aus den Figuren 3 und 4 der DE-OS 2021 335 bekannten Kalorimeter besitzen zwar zwei Thermoelemente und können im Durchfluß " betrieben werden, haben jedoch einen relativ langen Durchflußweg. Außerdem ist die Lage der Bezugslötstellen der Thermoelemente nicht näher angegeben. Dies ist jedoch von Bedeutung, da zur Erzielung einwandfreier Meßergebnisse an den Bezugslötstellen ^b0 der beiden Thermoelemente gleiche Temperaturbedingungen herrschen müssen. Auch bei dem aus der DE-OS 13 719 bekannten Zwillings-Kalorimeter besitzen die Durchflußzellen relativ lange Durchflußwege und die Lage der Bezugslötstellen der Thermoelemente ist ^hr> ebenfalls nicht angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine kalorimetrische Sonde der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Vergleichstemperatur für die Bezugslötstellen in einfacher Weise gewinnt.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dabei wird gewährleistet, daß die Bezugslötstellen durch ihre Ankoppelung an die Hülle auf der Temperatur der umgebenden Flüssigkeit liegen.

Diese Flüssigkeit stellt einen Körper großer Wärmekapazität und relativ konstanter Temperatur dar.

In vorteilhafter Weise läßt sich bei der Erfindung für die kalorimetrische Sonde ein kurzer Durchflußweg gewinnen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näber erläutert werden. Es zeigt

F i g. i schematisch einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer kalorimetrischen Sonde und

F i g. 2 einen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine kalorimetrische Sonde, welche in einen Flüssigkeitstank, der in der Figur im einzelnen nicht dargestellt ist, eingetaucht werden kann. Durch ein Prüfrohr 1 wird die Flüssigkeit im Flüssigkeitstank zum Durchfluß gebracht, wozu beispielsweise eine in der Figur nicht näher dargestellte Pumpe verwendet werden kann. Das Prüfrohr 1 ist mit einem Schutzmantel 6 umgeben, welcher beispielsweise aus rostfreiem Stahl bestehen kann. Innerhalb des Schutzmantels 6 sind in einem bestimmten Abstand voneinander zwei Thermoelemente 2 und 3 angeordnet und an ihren Meßstellen mit dem Prüfrohr 1 thermisch gekoppelt. Die Bezugslötstellen sind mit einem als Aluminiumzylinder 4 ausgebildeten Hohlkörper verbunden. Dieser Aluminiumzylinder 4 umgibt das Prüfrohr I und steht mit dem Schutzmantel 6 in Berührung, wobei jedoch ein schmaler isolierender Luftspalt 5 zwischen dem Zylinder und dem Prüfrohr belassen ist. Beide Thermoelemente 2 und 3 sind an einem Differentialverstärker 7 angeschlossen, dessen Ausgang mit einem Anzeigeinstrument 8 verbunden ist.

Die Arbeitsweise der vorbeschriebenen Kalorimetersonde ist die folgende:

Die Fermentationsflüssigkeit fließt von unten her durch das Prüfrohr und am ersten Thermoelement 2 wird die Temperaturdifferenz zwischen der Fermentationsflüssigkeit und dem umgebenden Aluminiumzylinder 4 gemessen. Die durch das Prüfrohr weiterfließende Fermentationsflüssigkeit ist, nachdem sie am ersten Thermoelement 2 vorbeigeflossen ist, thermisch isoliert von ihrer Umgebung aufgrund des Luftspaltes 5 zwischen dem Prüfrohr und dem umgebenden Hohlkörper. Die vom Mikroorganismus erzeugte Wärme kann sich nicht ausbreiten und wird die Temperatur der Fermentationsflüssigkeit anheben. Am nächsten Thermoelement 3 wird die Temperaturdifferenz zwischen der Fermentationsflüssigkeit und dem umgebenden Hohlkörper wiederum gemessen. Die von den beiden Thermoelementen kommenden Meßsignale werden im Differentialverstärker 7 verglichen und die Differenz zwischen diesen Signalen stellt einen Meßwert für den Temperaturanstieg der Flüssigkeit beim Durchfließen zwischen den beiden Meßpunkten dar. Auf diese Weise erhält man ein Meßergebnis für die Aktivität des Mikroorganismus.

Mit Hilfe der in F i g. 2 dargestellten Sonde kann eine Kompensation der Temperaturschwankungen des Flüs-

3 4

sigkeitsvolumens erzielt werden. In dieser Figur sind die der zwischen dem Rohr 9 und dem Schutzmantel 6 Teile, welche mit der Ausführungsform in F i g. 1 angeordnet ist, thermisch gekoppelt
gemeinsam sind, mit den gleichen Bezugszeichen Die Lage des Ringes 10 kann so gewählt werden, daß versehen. Beim Ausführungsbeispiel in F i g. 2 ist der Temperaturänderungen in der umgebenden Flüssigkeit dicke Aluminiumzylinder 4 ersetzt durch ein dünnes 5 die beiden Meßpunkte gleichzeitig erreichen. Beide Rohr 9, welches aus einem Material niedriger Meßstellen werden dann in gleicher Weise beeinflußt, Wärmekapazität und hoher thermischer Leitfähigkeit, unabhängig davon, welcher Teil des äußeren Schutzbeispielsweise Silber, besteht. Dieses Rohr ist mit dem mantels von einer Temperaturstörung erreicht wird,
umgebenden Schutzmantel 6 über einen Kontaktring 10,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kalorimetrische Sonde, welche in eine Wärme entwickelnde Flüssigkeit eintauchbar ist, mit einem beidseitig offenen Prüfrohr zur Aufnahme der Flüssigkeit, dessen Mantel von einer gegenüber dem Prüfrohr thermisch isolierten Hülle umgeben ist, und mit wenigstens einem Thermoelement, dessen Ausgangssignal einen Meßwert für die Wärmeentwicklung der in der Röhre befindlichen Flüssigkeit '« darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Flüssigkeit durchflossene Prüfrohr (1) mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Thermoelementen (2,3) versehen ist, deren Bezugslötstellen mit der Hülle (4, 6) thermisch gekoppelt sind.

2. Kalorimetrische Sonde nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem eine hohe Wärmekapazität aufweisenden Hohlkörper (4) und einen diesen umgebenden Schutzmantel (6) besteht, wobei die Bezugslötstellen mit dem Hohlkörper thermisch gekoppelt sind.

3. Kalorimetrische Sonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (4) aus Aluminium besteht. ^2r>

4. Kalorimetrische Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle aus einem Rohr (9) mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Silber, an das die Bezugslötstellen thermisch gekoppelt sind, und einem über einen Ring (10) mit ⁱ⁽⁾ dem Rohr (9) thermisch gekoppelten Schutzmantel (6) besteht.

5. Kalorimetrische Sonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) axial verschiebbar ist. '■