(Л(L
сwith
соwith
QDQD
;о Изобретение относитс к технике измерени содержани растворенных в жидкости газов, а именно к устрой , ствам дл определени этого содержа ни непосредственно в технологических аппаратах, например ферментерах , и может быть использовано в ме дицинской, пищев.ой, ферментной и микробиЬлогической промышленности. По основному авт. св. № 987463 известно устройство дл определени растворенных газов в жидкости, содержащее емкость с полупроницаемыми стенками, выполненную в виде гильзы и укрепленную на общем фланце с патрубком ввода инертного газа и направл ющими соплами, внутри гильзы плотно установлена трубка-коллек тор вывода газа с распределительным ребрами, расположенными вдоль образующих , а на торцовые поверхности ребер намотана Электрическа спи- раль, трубка-коллектор соединена с газоанализатором, заключенную в гер метичный корпус с системой трубопро водов дл прокачки жидкости гильзу, установленную на общем с основной .гильзой фланце, подсоединенную к патрубкам ввода инертного газа, св занную с газбанализатором. дополнительным патрубком, и систему регули ровани температуры, подключенную к гильзам l . Недостатком известного устройства вл етс значительный расход инертного газа при определении содержани растворенных газов в жидко ти при длительных измерени х в промьшшенных услови х ввиду того, что инертный газ из патрубка вывода, пройд газоанализатор, выбрасываетс в атмосферу. Кроме того использование, например , хромтографа в качестве газоанализатора значительно увеличивает весогабаритные характеристики всего устройства и вл етс неудобным дл промьшшенной эксплуатации. Цель изобретени - сокращение расхода инертного газа в процессе определени . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройствеJ содержащем емкость с полупроницаемыми стенка.ми выполненную в виде гильзы и укрепле ную на общем фланце с патрубком вво да инертного газа и направл ющими соплами, внутри гильзы плотно установлена трубка-коллектор вывода газа с распределительными ребрами, расположенными вдоль образующих, на торцовые поверхности ребер на ютана злектрическа спираль, причем трубка-коллектор соединена с газоанализатором , заключенную в герметичный корпус с системой трубопроводов дл прокачки жидкости гильзу, установленную на общем с основной гильзой фланце, подсоединенную к патрубкам ввода инертного газа, св занную с газоанализатором дополнительным патрубком , и систему регулировани температуры , подключённую к гильзам, выход газоанализатора подключен к входному патрубку через побудитель расхода и осушитель, образу замкнутый контур, снабженный вымораживател ми влаги, размещенными перед газоанализатором и после него, а газоанализатор выполнен в виде селективных датчиков с рабочими полупроницаемыми мембранами, заключенными в герметичный корпус. На чертеже изображено устройство дл определени растворенных газов в жидкости. Устройство дл определени содержани растворенных в жидкости газов содержит цилиндрическую трубку-коллектор 1 с ребрами 2, на торцы которых плотно одета гильза 3, например из силиконовой резины, фланец 4с соплами 5, патрубок 6 дл ввода инертного газа в трубку-коллектор t, патрубок 7 дл вывода газа из пшьзы и патрубок 8 дл ввода пара на стерилизацию. Патрубки 6 и 7 объединены с побудителем 9 в замкнутый контурi В замкнутый контур вмонтированы также вымораживатели 10 влаги и селективные датчики 11 и 12, регистрирзгющие парциальное давление, рабочими органами которых вл ютс полупроницаемые мембраны, заключенные в общий герметичный корпус 13. Устройство дополнительно снабжено гильзой 14, установленной на фланце 4 и закрепленной на выступающей части трубки коллектора 1 .Внутри гильзы 14 расположен патрубок ввода 6 и патрубок вывода 7 инертного газа.Кроме того , гильза 14 соединена с селективными датчиками П и 1 2 (газоанализатором) через дополнительный патрубок 15. Гильзы 3 и 14 снабжены системой, регулировани температуры, состо щей из датчиков 16 и 17 температуры, св занных с блоком сравнени 18. Блок сравнени 18 через функциональ ный усилитель 19 св зан с исполнительным механизмом 20 нагревател воды 21. Устройство работает следующим об разом. Гильзу 3 помещают в исследуемзто , жидкость (среду). Замкнутый контур перед каждым циклом ферментации заполн ют чистым инертным газом. Инер ный газ с помощью побудител 9 непрерывно циркулирует по патрубкам 6 и 7 внутри гильзы 3 и 14. Проход между ребрами 2 трубки-коллектора 1 обеих гильз, газ из среды ферментера 22 в гильзе 3 и газ из воды в гильзе 14 диффундирует через стенки гильз. При этом происходит насыщение инертного газа газами ферментера по мере роста культуры в аппарате . В насыщенном инертном газе, выхоД щем из патрубков 7 и 23 предва рительно с помощью вымораживателей 10 удал етс влага. Затем этот насы щенный инертный газ поступает в гер метичный корпус 13, где происходит помощью селективных датчиков 11 и 1 определение содержани растворенных в ферментере газов, например по параметру их парциального давлени . Fas диффундирует через мембраны, дат чиков и измен ет их электрический сигнал в зависимости от его парциального давлени . Датчики 16 и 17 фиксируют температуру в обоих гильзах . При отклонении температуры от заданной величины данные поступают в блок сравнени 18, затем через функциональный усилитель 19 - на на ; полнительный механизм 20 и нагреватель 21, который и уравнивает темпе ратуры в обеих гильзах, что обеспечивает одинаковый коэффициент диффу . зИи растворенных газов в воде и сус :пензии.; . Измерение этого парциального дав ; лени растворенных газов в культу ральной среде в ферментере происхо; дит до момента выравнивани его с парциальным давлением в замкнутом ; контуре инертного газа. В период измерени в системе соблюдаетс неравенство объемных растворов анализируемых газов в гильзе 3-й вмембранах датчиков 11 и 12 94 Дл селективного датчика с полупроницаемой мембраной соотношение (1) может быть записано как еп(г,/г2)1з ) п. iPrCo- 7 ) Sn, SL концентраци газа в ферментере; концентраци газа в электролите селективного датчика; селективности мембран гильзы и датчика; проницаемости гильзы И датчика; диаметр мембраны датчика ; толщина мембрайы датчика; внутренний и внешний ра диусы гипьзы; L - длина гильзы; - парциальное, давление контролируемого газа. Таким образом, характеристикагильз и мембран датчиков П.,&,D ,Si 8,,Пл,г ,Г2. может быть заранее выбрана . При этом устанавливаетс соотношение концеНтрационнь1х потенциалов в гильзе ив измер емом датчике . Так как Сф8, - парциальное давление в ферментере, CgSg - парциальное давление в растворе датчика , PjJ -парциальное давление газа в инертном газе. П2 ln()D2 57 8S L . Соотношение (3) справедливо па всех стади х роста микроорганизмов в ферментере и зависит от времени , так как ,P(C), (), Р Р| ( и может служить средством выбора йеобходимых селективных датчиков дл измерени парциального давлени . Предлагаемое устройство позвол ет т . « схще(тав1фо. СОКРАТИТЬ расход инертйого газа в процессе контрол при фермен тации так,например,оптико-акустический газоанализатор 0 -22-09 дл контрол СО и О требует непрерывного расхода инертного газа 450 см /нин. Кроме того, использование силиконовой гильзы лозвол ет существенно повысить температуру стелилизащйГаппарата (до 15Ь°С), тем самым значительно (до 1,5 раза) сократить.врем этого процесса ферментации в целом .The invention relates to a technique for measuring the content of gases dissolved in a liquid, namely, devices for determining this content directly in process apparatuses, for example, fermenters, and can be used in the medical, food processing, enzymatic and microbiological industries. According to the main author. St. No. 987463, a device for determining dissolved gases in a liquid, comprising a container with semipermeable walls, made in the form of a sleeve and mounted on a common flange with an inert gas inlet nozzle and guide nozzles, inside the sleeve is tightly installed a gas outlet collector with distribution ribs, located along the generators, and on the end surfaces of the ribs are wound an electric helix, the collector tube is connected to the gas analyzer, enclosed in a hermetic case with a pipe system for fluid pumping a liner mounted on a common flange with a primary liner, connected to inert gas inlet nozzles connected to a gas canister. an additional pipe, and a temperature control system connected to the sleeves l. A disadvantage of the known device is a significant consumption of inert gas when determining the content of dissolved gases in a liquid during long-term measurements under industrial conditions due to the fact that the inert gas from the outlet nozzle, having passed through the gas analyzer, is emitted into the atmosphere. In addition, the use of, for example, a chromtograph as a gas analyzer significantly increases the weight and size characteristics of the entire device and is inconvenient for industrial operation. The purpose of the invention is to reduce the consumption of inert gas during the determination process. This goal is achieved by the fact that a device containing a container with semipermeable walls, made in the form of a sleeve and fixed on a common flange with an inert gas inlet and guiding nozzles, tightly installed inside the sleeve a gas outlet tube with distribution fins located along the edges forming on the end surfaces on a Yutan electric spiral, the collector tube connected to the gas analyzer enclosed in a sealed enclosure with a piping system for pumping fluid a sleeve installed on a common flange with the main sleeve, connected to the inert gas inlet pipes connected to the gas analyzer by an additional pipe, and a temperature control system connected to the pipes, the gas analyzer output is connected to the inlet pipe through a flow booster and a drier to form a closed loop fitted with moisture freezers placed before and after the gas analyzer, and the gas analyzer is made in the form of selective sensors with working semipermeable membranes enclosed in a sealed enclosure. The drawing shows a device for determining dissolved gases in a liquid. A device for determining the content of gases dissolved in a liquid contains a cylindrical manifold tube 1 with ribs 2, the ends of which have a tight sleeve 3, for example made of silicone rubber, a flange 4c with nozzles 5, a nipple 6 for introducing inert gas into the t collector tube, nipple 7 to remove the gas from the pigs and the pipe 8 for the introduction of steam for sterilization. The nozzles 6 and 7 are combined with the booster 9 into a closed loop. The freezers 10 of moisture and selective sensors 11 and 12, registering the partial pressure, whose working bodies are semipermeable membranes enclosed in a common sealed housing 13, are also built into the closed loop. The device is additionally equipped with a sleeve 14 mounted on the flange 4 and fixed on the protruding part of the collector tube 1. Inside the sleeve 14 is located the inlet pipe 6 and the outlet pipe 7 of inert gas. In addition, the sleeve 14 is connected to the selective The sensors P and 1 2 (gas analyzer) are through an additional pipe 15. The sleeves 3 and 14 are equipped with a temperature control system consisting of temperature sensors 16 and 17 connected to the comparator unit 18. The comparator unit 18 is connected through a functional amplifier 19 with the actuator 20 of the water heater 21. The device operates as follows. The sleeve 3 is placed in the test fluid (medium). Before each fermentation cycle, the closed loop is filled with a pure inert gas. The iner gas via the booster 9 is continuously circulated through the pipes 6 and 7 inside the sleeve 3 and 14. The passage between the ribs 2 of the collector tube 1 of both sleeves, the gas from the fermenter 22 in the sleeve 3 and the gas from the water in the sleeve 14 diffuses through the walls of the sleeves . When this happens, the inert gas is saturated with the gases of the fermenter as the culture grows in the apparatus. In the saturated inert gas exiting the nozzles 7 and 23 preliminarily, moisture is removed by means of the freezers 10. Then this saturated inert gas enters the sealed enclosure 13, where, using selective sensors 11 and 1, the content of gases dissolved in the fermenter is determined, for example, by the parameter of their partial pressure. Fas diffuses through the membranes and sensors and changes their electrical signal depending on its partial pressure. The sensors 16 and 17 record the temperature in both sleeves. When the temperature deviates from a given value, the data enters the comparison unit 18, then through the functional amplifier 19 — on to; A complementary mechanism 20 and a heater 21, which equalizes the temperatures in both sleeves, which provides the same diffu coefficient. Dissolution of dissolved gases in water and sus: pensions .; . The measurement of this partial pressure; laziness of the dissolved gases in the culture medium in the fermenter is happening; dit until its leveling with partial pressure in a closed one; contour inert gas. During the measurement period, the system observes the inequality of the bulk solutions of the analyzed gases in the sleeve of the 3rd membrane of sensors 11 and 12 94. For a selective sensor with a semipermeable membrane, the ratio (1) can be written as en (g, / r2) 1h) n. IPrCo-7 A) Sn, SL gas concentration in the fermenter; gas concentration in the selective sensor electrolyte; liner and sensor membrane selectivity; permeability of liner and sensor; diameter of the sensor membrane; sensor membrane thickness; internal and external radii of hypogs; L is the length of the liner; - partial pressure of controlled gas. Thus, the characteristics of the sleeves and the membranes of the sensors P., & D, Si 8,, Pl, g, G2. can be preselected. This establishes the ratio of the end potentials in the sleeve to the measured sensor. Since Сф8, is the partial pressure in the fermenter, CgSg is the partial pressure in the sensor solution, PjJ is the partial pressure of gas in an inert gas. A2 ln () D2 57 8S L. Relation (3) is valid for all stages of microbial growth in the fermenter and depends on time, since, P (C), (), Р Р | (and can serve as a means of selecting the required selective sensors for measuring partial pressure. The proposed device allows it to be reduced (brand. TO REDUCE inert gas flow during the control of the fermentation process, for example, an optical-acoustic gas analyzer 0-22-09 to control CO and O requires a continuous consumption of 450 cm / n inert gas. In addition, the use of a silicone sleeve makes it possible to significantly increase the temperature of the apparatus (up to 15 ° C), thereby significantly (up to 1.5 times) to reduce. sa fermentation as a whole.