发酵泡沫的控制

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一、泡沫的产生、性质及变化

# m& Z; V; C4 W. A4 v0 U- I产生原因：①外界引入，在通气过程中，伴随机械搅拌、空气被分成细小的气泡，从溶氧的角度讲，气泡越细越好，使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换，这些气泡升到发酵液面形成泡沫。
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# A& Q3 k# h" U, p5 p# j. U( P" }②由发酵液内部产生微生物在进行发酵活动时，往往产生一些气体，如CO2，这些代谢气体凝结形成气泡，冒出到发酵液面，成为发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量越多。
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$ `# x: p- g& m- D1 _性质：泡沫实际上是气溶胶构成的胶体系统，其分散相是空气和代谢气，连续相是发酵液，泡沫间隔着一层液膜而被彼此分开不相连通。
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发酵过程中泡沫的变化：这种变化是指在发酵过程中，发酵液面的泡沫聚集的量的变化。根据泡沫产生的原因，我们总结出泡沫变化的规律：从通气搅拌方面来看，通气量越大，搅拌越剧烈，则产生的泡沫越多；从发酵液的性质来看，培养基中蛋白质含量越多，发酵液的粘度，浓度越大，则生成的泡沫稳定性就越高。从菌体方面来看：菌体旺盛生长时，产生的泡沫多，当发酵液中营养基质被菌体大量消耗时，浓度下降，则气泡的稳定性也减弱，在发酵后期，伴随菌体的自溶，使发酵液中蛋白质浓度又上升，则发酵液的起泡性又增强。因此，发酵周期中，各阶段泡沫的产生是多种因素综合作用的结果，各时期变化较大，应具体分析。

二、泡沫对发酵的影响
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3 R2 Z, R( O7 k发酵过程中产生过多持久的泡沫会给发酵带来很多不利：

, x; U+ j3 v; `& F! ]0 W; w- \①减少发酵的有效容积，若不加控制，过多的泡沫通过排气管溢出，造成发酵液流失；
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②过多的泡沫可能从罐顶的轴封渗出罐外，这就增加了染菌的机会；
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& m8 a7 T0 b0 c  c" Q③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上，而失去作用；

2 F- x' X$ s$ g4 o  b④泡沫严重时，影响通气搅拌的正常进行，妨碍代谢气的排出，对菌体呼吸造成影响，甚至使菌体代谢异常，影响生产率。

因此，在发酵过程中应控制泡沫的产生。
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' R8 |4 _; m# X6 [$ ~9 S: V/ l三、泡沫的控制
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$ C. p' C9 }1 c5 A$ _泡沫控制的目的在于打碎泡沫液膜，使气相和液相分离。因此，可以通过化学方法，降低泡沫液膜的表面张力，使泡沫破灭，也可利用物理方法，使泡沫液膜的某些部分局部受力，打破液膜原来的受力平衡而破裂。

% p5 Q, U8 ~7 M! b（一）化学消泡

9 |! t% f; O, B4 e1.消泡剂选用依据：
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①表面活性剂，具有较低的表面张力（内聚力弱），消泡效果明显。

, R3 G! m  R* R6 l( ]3 ]②对气-液界面的散布系数必须足够大，才能迅速消泡；

6 t9 Z5 P0 j" H3 ]3 A) g③无毒害性，且不影响发酵菌体；
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/ r# P" l+ n- U* q④不干扰各种测量仪表的使用；

⑤在水中的溶解度较小，以保持持久的消泡性能；

⑥来源方便，使用成本低；

5 ]( t7 Z: s+ f, ~/ ?/ x$ _, `常用的一些消泡剂：①天然油脂；②高碳醇、脂肪酸和酯类；③聚醚类；④硅酮类；
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) A5 Q& _8 o2 y- H6 {5 G2.应用：在消泡剂的使用时主要是让其有足够的分散性能，除用机械方式协助其扩散外，还用载体以助其分散，具体使用有以下几种形式：

# A4 q% K; ?( j2 W①消泡剂 + 载体；
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②复合消泡剂；
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& I7 X4 I9 Y2 ]$ o③消泡剂 + 乳化剂

（二）机械消泡
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化学消泡最显著的缺点是影响氧气的溶解，使其减少1/3～1/5，这对微生物供氧极为不利；机械消泡能克服这一缺点，但其应用效果不如化学消泡迅速可靠，不能从根本上消除引起稳定泡沫的因素。

1.消泡装置设计依据：

①动力小；②结构简单；③易清洁；④运行可靠；⑤维护费用低；

2.机械消泡方式：罐内消泡；罐外消泡；

" q+ A, @& b6 g) A) Z第四节  补料的控制
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* @' M* [% R2 g% L, f一、补料的意义、内容、原则

意义：补充菌体营养，延长发酵期（推迟自溶期），提高发酵产量；

+ P5 |' P9 Q& ^内容：补充C源、N源、无机盐、诱导酶的底物；

; e2 c' X8 w/ p; ?' h原则：根据菌体生长代谢规律；生产需要；
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0 M2 E/ K/ X% e+ x' r（二）补料操作

时间：为达到生产目的，在需要时加入；
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7 K0 T' ^0 V; f) j方式：以不引起发酵液成分剧烈波动为前提；

补量：加入与消耗平衡；

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提高罐压，较少通气量。

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提高罐压。。。。。