TA的每日心情 | 郁闷 前天 10:53 |
---|
签到天数: 1989 天 连续签到: 1 天 [LV.Master]伴坛终老
|

一、泡沫的产生、性质及变化
- Q% \' W+ M8 h% J' r! @* V _) T% \
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。
3 S4 r1 G7 ]3 G: a4 m) R/ X4 H, l* Q# |6 g
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。
; x$ @; ~/ r9 g7 Z; O
2 o7 \& h- e( T1 X/ q9 M! g0 L$ G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。% p% O: \, ]4 O8 _) V8 |
' T5 ?1 l! ^" H" a( B3 [
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。' m. l$ G. W5 n+ E
! Y* [$ G+ Q y+ X3 ^' w1 F# l
二、泡沫对发酵的影响 }( R/ d# \& F% j/ X; _
3 a8 H6 t- I# |( B( F7 A1 r0 S
发酵过程中产生过多持久的泡沫会给发酵带来很多不利:
5 F- k. Z* v, R8 Z, O' j9 k& m) N0 }
8 n2 [1 U' d. z1 W5 @% y9 ]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;
- h, E6 E) a% ^* D. ]8 l
" j# I! E/ K; w4 T8 c! v4 {4 U②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;- z' v! K1 ]% j, R- l: L2 K; y0 F
! C# z! }# D" b. O③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上,而失去作用;
: h! Y6 z- U. ]6 t$ D$ i p" _" C% K4 o7 P
④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。
+ F, M9 @1 u7 @9 `. s) r& e3 F9 e3 a0 d" p. o
因此,在发酵过程中应控制泡沫的产生。2 K/ D4 L0 H1 f+ n9 C
3 E5 S2 M; v, W8 P3 }- W5 Y0 y三、泡沫的控制
( F: D7 v, y+ D' a: t5 K4 T
! d9 S$ H7 V, U+ Q: X+ Z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。' @- ?6 N8 y5 C
2 M) X# }; X$ _* D6 t! J
(一)化学消泡+ {$ D0 ~1 i; \3 M7 @
, W% N$ j/ O; w0 r1.消泡剂选用依据:
4 ~: d+ u8 D# t. [6 g1 ~9 R5 K5 S. P( |# O/ i: q6 X
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。
* _- J7 ~* W( `# |
S0 M% z' o8 B' E+ O②对气-液界面的散布系数必须足够大,才能迅速消泡;8 m- Y6 l5 f. {6 |* s0 c
3 D/ Y1 e* O5 Z' T# e5 l2 k* n③无毒害性,且不影响发酵菌体;
2 A8 P7 _) C. L8 }/ [
+ d5 R# t c; b7 v/ b% Y5 g: b④不干扰各种测量仪表的使用;
) r- m& ]' `8 t
" M! v4 r$ X* A8 {: w- ~⑤在水中的溶解度较小,以保持持久的消泡性能;
7 T. P: M9 C: R7 j. C+ V% l) F6 r$ W" N3 K! J0 d
⑥来源方便,使用成本低;
6 b6 | a) l# W8 a+ N% M% V7 j! d
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;
' [* C" N- ~* E" J; w! ?) m$ W3 B6 c4 {) ]7 L/ a, E
2.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:
+ c" a, }+ ?0 B* I0 R5 t: J$ \9 [1 W
①消泡剂 + 载体;
a" `% k) X3 H. f F6 o, A# B7 p' J. q
! m5 F; F3 e6 c& U②复合消泡剂;0 ?' o& _8 b6 n; \( r$ o, W
0 {1 J+ w6 P/ p R" F③消泡剂 + 乳化剂
, V/ y, v% y8 s* P9 |; z2 C: g: H1 i3 \* |
(二)机械消泡
# {+ c! }; Z, e7 E% Q! V
; D4 Z- [# ~/ q2 K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。" T) C1 c- R' n0 h8 u, Q( f3 q
# |& l$ q" g' b$ e8 y) `- r: F
1.消泡装置设计依据:# }$ U# g9 N! ?/ |
$ G+ K3 |) _; b D9 p
①动力小;②结构简单;③易清洁;④运行可靠;⑤维护费用低;' i$ F7 ~8 G5 y0 ]9 L; u
; E2 V- q3 ^% [- J' x2 \
2.机械消泡方式:罐内消泡;罐外消泡;1 c1 K, {5 @$ F- K: T
+ `+ M0 G$ V+ ^% ?第四节 补料的控制
8 g7 w" g( J7 v1 E6 x9 D# E
9 P. V: Q0 O8 _9 F一、补料的意义、内容、原则
- U9 G8 H! {! b; Z# i
( g+ b, Q4 B# F" X* x4 L意义:补充菌体营养,延长发酵期(推迟自溶期),提高发酵产量;8 x: l% Q. P' `; p; c
2 p4 {! M, y0 y+ ~内容:补充C源、N源、无机盐、诱导酶的底物;& G$ K+ F2 X" N- b8 L) }
" g+ y* ]$ U6 w3 u6 o( M( l- O8 P+ Z原则:根据菌体生长代谢规律;生产需要;
. \1 p* B; ~; i; H" L; P4 i
3 l; r; I; e; V3 e+ b(二)补料操作
?, [# y3 l4 Y4 a" f* m8 C# K
* ^9 m0 ?9 e2 U( u时间:为达到生产目的,在需要时加入;- Y) a4 I0 u2 u0 l D2 D- u
; A! X' O- j$ K9 G
方式:以不引起发酵液成分剧烈波动为前提;
: ~. d" w/ S9 h2 r6 V* Y ^$ y) w/ ?% `6 \1 X
补量:加入与消耗平衡; |
|