发酵泡沫的控制

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一、泡沫的产生、性质及变化

# ], c8 o  z' y* s" y. ^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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7 |, r* V+ a3 W: s; q8 V6 f②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。

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。

& h4 t, z8 `+ A) ^& `6 R: _% k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。

8 [% S9 m+ S7 {0 C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：

9 n# X2 D$ r' m  Q6 Q! Z5 z①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；

: R3 C0 M7 M1 P5 T9 m+ E②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；

③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上，而失去作用；

, s( C% [5 i$ {5 F+ M  C8 \, z* R④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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三、泡沫的控制
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2 _+ N8 a' Q' ~+ w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。

' S& a. P6 H: }/ w（一）化学消泡

1.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。

+ F* ], S# }: W' q( f/ k" N: |②对气-液界面的散布系数必须足够大，才能迅速消泡；
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5 |7 I1 V/ F' E* d③无毒害性，且不影响发酵菌体；

/ F$ P' z3 Y. f4 X: {④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；
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⑥来源方便，使用成本低；

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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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：

①消泡剂 + 载体；

②复合消泡剂；
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9 y: X/ \4 v6 N: ~; Y③消泡剂 + 乳化剂
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（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。
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1.消泡装置设计依据：
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( L/ ~5 B8 Z' j/ x% G; {4 {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；
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, Y; }# s0 w; b( k! r第四节  补料的控制

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；

内容：补充C源、N源、无机盐、诱导酶的底物；
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原则：根据菌体生长代谢规律；生产需要；

（二）补料操作
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时间：为达到生产目的，在需要时加入；
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$ @. N+ @: y2 W8 M: @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。。。。。