《表4 反应器内的气体收集效果》

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《模拟胃肠道反应器的参数建立与冷模实验研究》

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内层软管挤压排出内部气体后，内部液体液面与U形管内液面同处于A—A'平面（图2）。因为U形管内水的阻隔，外部空气不会进入反应器，保证了厌氧环境。若发酵产生尾气，随着软管的挤压会被及时排出并收集。表4展示的是不同体积的空气的气体停留时间和体积回收率。其中，体积回收率均高于80%。而且随着注入空气体积的增加，气体的停留时间减小，体积回收率增加，一次性收集51ml空气的体积损失率小于5%。这是因为气体体积大，受夹套水挤压后产生的压力相对大，利于排出。正因为气体需要一定的压力才能通过防水透气膜，当反应器内气体的压力不足以通过防水透气膜时，就滞留在反应器内，这是导致回收率损失的主要原因。Chiu等[30]的实验表明，以37.5 g/L的菊粉添加浓度在体外发酵粪菌，12 h内产气量达30～40 ml，24h内产气量达40～50 ml。此产气量处于反应器可测量范围内且体积回收率高，这有利于保证结果的准确性。反应器在各气体收集体积下的回收率重复性好，也为利用回收系数校正气体回收率提供了便利。通常，厌氧生物反应器通过持续通入N2维持厌氧，导致无法计量微生物产气量。Minekus等[8]采用液封的形式使反应器保持厌氧，但引入了一较大体积的液柱，与反应器内部液体连通却无法有效混合，形成“死区”；尾气需从此液柱溢出才能被收集。通过引入尾气收集装置，避免了混合“死区”的出现，缩短了尾气排出路径，从而保证尾气的准确计量。