Способ определения концентрациижидких углеводородов

 

(72) Автор изобретения

Н, В, Седых

Ленинградский ветеринарный институт (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ KOHUEHTPAUHH

ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Изобретение относится к микробиоло.гии, точнее к промышленному синтезу белка из углеводородов нефти и контролю жидких углеводородов в процессе биосинтеза.

Известен способ определения концентЮ рации неполярных соединений, в частнос ти жидких углеводородов, основанный на измерении электропроводн ости (1).

Известный способ заключается в определении электропроводности срецы, заклю10 ченной между двумя электродами, к которым подключен вторичный измерительный прибор, например омметр.

Если среда простая по строению, то измеренное значение электропроводности пересчитывается в концентрацию.

Если среда сложная, то измеренное значение электропроводности перевоцится в концентрацию посрецством градуировочного графика, предварительно постро20 енного для этих целей.

Однако для сложных сред, в частности суспензии микроорганизмов, точность

2 определения концентрации является низ» кой, ввиду двухзначной, а иногда и много значной зависимости электропроводности от концентраций составляющих компоне« тов.

Наиболее близким техническим реше нием является способ, заключающийся в нагревании анализируемой среаСп íà S+

+1СРС (g t ), измерении при этом прира» щения электропровоцности (й ) и оп ределении температурного коэффициента электропроводности (д. ), по значению которого судят о концентрации. Темрвратурный коэффициент связывается с удаль ной электропроводностью (P ),. следующим образом: — — И l. д1

Однако этот способ имеет ограничен» ное применение и не может быть исполь зован для определения концентрации жиц» ких углеввдородов в промышленных условиях биосинтеза ввиду невозможности по технологическим и экономическим сообра

819667

4 ности и соответственно температурного коэффициента, а также значения этих величин, нахоцим концентрацию жидких углеводородов в среце по прецварительно .построенному градуировочному графику.

Qns повторения измерений необхо димо лишь подогреть электроды цо температуры среды в ферментаторе или несколько выше (на 3+5 С).

1о Пример . йля измерений электропроводности использовались полые электроды иэ нержавеющей стали площадью

20 см Через внутреннюю полость электродов прокачивалась вода от термостатов. йля измерения температурного коэффициента электропроводности электроцы охлаждались до +3 С от термостата с холоцной водой, а при регенерации электродов их подключали к термостату с горячей водой (+40 С). Электроды подключали к вторичному измерительному прибору типа Е7-8

Измерения велись на критической частоте ионной релаксации 10 Гц.

Qna построения калибровочного графи25 ка использовались смеси жидких углево дородов в солоцовой водной суспенэии дрожжей, составленные так, чтобы углевоцороцов было: 20,0; 15,0; 10,0;

8,0; 7,0; 5,0; 3,0; 2,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,1; 0,05 г/л;

Для получения семейства калибровочных кривых вица (4 ) время (С ) для разных aL, где С - концентрация углеводородов, а - время от начала измерений цо скачка .электропроводности; менялась и концентрация дрожжей.

После построения семейства калибровочных кривых проводились испытания данного метода по величине электропроводности; в соответствии с прототипом

40 и химическим гостированным способом анализа.

50

10,1

10,2

55 1

9,5

9,4

8,3

8,5 жениям нагревать или охлаждать HB

5+10 С среды в промышленных ферментаторах.

Ileum изобретения является повышение точности определения концентрации жидких углеводородов.

Поставленная цель достигается посредством измерения электропровоцности и ее температурного коэффициента, причем концентрация углеводородрв определяется по времени появления скачкообразного снижения на 2+4 порядка температурного коэффициента электропровоцности, определяемого с помошью двух одинаковой плошаци металлических электродов, охлаждаемых на 7-12 С ниже точки твердения о жицких углеводороцов, причем измерения электропроводности ведутся на критичес» кой частоте ионной релаксации носителей

1 зарядов, лежащей в интервале от 10 до

10 Гц.

Охлаждаемые ниже точки отвердевания жидких углеводородов электроды, помещенные B ферментатор, где идет микробиологический синтез, в течение -нескольких минут, в зависимости от концентрации углеводородов, покрываются. тонкой пленкой тверцых углевоцородов (эффект парафинизации), В момент полного покры-. тия пленкой твердых углеводородов, которая является хорошим изолятором, измеренное ранее значение удельной электропровоцности (p ) скачком снизится HB несколько порядков (or 2 до 4 в зависимости от плошади электродов и исходной электропровоцноси и). Это происходит потому, что электроды, помещенные в хо. рошо электропроводящую среду, окажутся изолированными от нее тверцой пленкой углеводородов (парафинов). Вследствие этого (эффекта парафинизации) резко падает на несколько порядков измеряемая электропроводность, получаемое прираще- ние которой д р используется в расчетах значения температурного коэффициента электропроводностй. () по известной формуле, приведенной выше. В втой формуле принимаем за (gp ) уцельную электропровоцность срецы, найденную вще не покрытыми пленкой твердых углеводородов электродами. За р берем величину сни жения удельной электропроводности среды вследствие полного покрытия элект родов твердой пленкой углевсдороцов, значение Ь1 соответствует разности температур между измеряемой средой и охлажденными электродами.

Определив время появления скачкообразного снижения удельной теплопроводРезультаты определения привецены в таблице..

Продолжение таблицы

7,0

7,0

6,3

6,2

5,0

4,0

3,9

2,2

2,4

1,7

1,6

0,9

0,9

Составитель М. Кривенко

Редактор О. Филиппова Текред Я.Ковалева Корректор Л. гавай:

Заказ 1256/21 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

¹¹ оп- Найденное значение коицентра» ределе- ции (С), г/л

Найденные значения концентраций углеводородов coBTIBQ810T с данными химичес кого анализа (по ГОСТУ), однако последний требует дискретнык взятий проб и длительнык определений..

Изобретение позволяет непрерывно и непосредственно в фермянтаторе определять концентрацию в 10 - 15 раэ быст-. рее гостчрованного способа. Сравнивая данные изобретения с известными (цо значениям удельной электропроводности), видно, что точность способа на порядок выше известного.

Таким образом, способ повышает точность измерений в среднем на порядок; осуществляет определения непосредственно в ферментаторак, где осуществляется лиосинтеэ микроорганизмов на жидкик углеводородак, Кроме того, для реализации способе используется простой, надежный в работе

819667 6 и стерилиэуемый датчик и серийно вы, .пускаемый вторичный прибор.

Все это позволяет автоматизировать процесс промышленного биосинтеэа микро» организмов. Повышение точности контроля углеводородов позволит оптимизиро» вать условия роста, что приведет к увеличению выхода конечного продукта био синтеза. Кроме того, более точный учет

10 углеводородов, особенно остаточных, поэ вопит повысить качество продукции мик» робного биосинтеэа.

15 Формула из обре тени я. Способ определения концентрации жидких углеводородоь, заключающийся. в измерении электропроводности и темпе

20 ратурного коэффициента углеводов с по мощью двух электродов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше ния точности определения, электроды охлаждают.на 7 12 С ниже точки твер» о

2S дения жидких углеводородов, а концепт рацию жидкик углеводородов определяют по времени изменения температурного коэффициента, электропроводности на

2-4 порядка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Духин С. С. Электропроводность и электрокинетические свойства дисперс

,ных систем. Киев, Наукова йумка", 1975, с. 153.

2. Авторское свидетельство СССР № 313149, кл. G 01 М 27/02, 1971

40 (прототип)