发酵泡沫的控制

lwdfjw

一、泡沫的产生、性质及变化
4 C1 Q7 U& E; i* n
* q) F& r- _+ t! N% V# ^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。

1 U$ p8 X9 i) `7 E- P% t6 H5 l②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。

! N* I5 n& @% K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。
; ?8 [; L8 D7 {, F
% V- ^& f- N2 }8 L( v4 n) I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。
) Z, r, H8 V8 H% }+ a" t( a
二、泡沫对发酵的影响

发酵过程中产生过多持久的泡沫会给发酵带来很多不利：

7 Z$ x3 K4 x8 _( y/ z, t# ]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；
& w# @4 _! C$ u
* v  F8 r$ q4 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；

+ W2 F; |1 X$ B, a/ ^③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上，而失去作用；

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。
7 K; B/ t0 m) ~9 Q
: w) U! B9 m4 @9 @$ B8 }因此，在发酵过程中应控制泡沫的产生。
, R- u2 |* |7 |3 [( R/ d
+ {* i8 q  a1 `: O/ F6 C7 s三、泡沫的控制
% I" n1 [; F+ [; ?3 Q  ]2 ~
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。
! v* Y3 H7 d: M7 f
4 U. e) a" A' S  X（一）化学消泡

1.消泡剂选用依据：

; X7 C2 m8 @/ t  r  a/ t①表面活性剂，具有较低的表面张力（内聚力弱），消泡效果明显。

②对气-液界面的散布系数必须足够大，才能迅速消泡；
3 E' O# N3 v9 `# z% @
③无毒害性，且不影响发酵菌体；

④不干扰各种测量仪表的使用；
, v/ O" h/ {  `% ?6 {
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；
# r4 ^0 `# f( j
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；

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：
. q9 R: r& i+ Z* c
  C+ u- ~  L% \' ^5 u8 T( b! N# k! {①消泡剂 + 载体；

0 _( N5 {( I3 K4 |  j1 E6 @9 D) E②复合消泡剂；

③消泡剂 + 乳化剂
3 C4 W- `; E  V1 I5 ~0 ~" Z( _9 f, e
3 O" {& w5 j& u3 {2 k6 C- K（二）机械消泡

. A+ P* d/ w4 J% E; B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。
. i- h+ o+ _! |) v2 ]
1.消泡装置设计依据：
/ ^3 e& C5 e# H0 F
# `( J$ f: N- E5 r' J( ]9 w- T①动力小；②结构简单；③易清洁；④运行可靠；⑤维护费用低；

8 M. F) A( P! K( e3 `9 w2.机械消泡方式：罐内消泡；罐外消泡；

& ~2 q6 P3 V! Z" C0 M  p第四节  补料的控制
) y$ H1 \3 _/ R0 P
一、补料的意义、内容、原则

9 p5 q& ]9 h0 O& ?; P意义：补充菌体营养，延长发酵期（推迟自溶期），提高发酵产量；
5 d" \4 P& f% G- j" O  d- O! {" I+ B
- F; t3 S6 g' Z- O内容：补充C源、N源、无机盐、诱导酶的底物；
6 s2 K. P% x4 Y( w! ^
原则：根据菌体生长代谢规律；生产需要；
0 B' T: \8 d0 Y  e
（二）补料操作

时间：为达到生产目的，在需要时加入；
5 R1 e) P+ {% c1 l, a
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；

bayernno13

dddddddddddddddddddd

guowei927111

提高罐压，较少通气量。

shixue

提高罐压。。。。。