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        生物發酵過程的消泡方式

        文章出處:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.leinshell.com責任編輯:江蘇鳳谷節能科技有限公司 www.leinshell.com人氣:-發表時間:2018-04-02 08:00【

        好氧生物發酵過程大多是伴隨通氣而進行的。通入的空氣與培養基中表面活性物質的結合往往會導致泡沫的產生而難以破滅。雖然泡沫在食品技術、醫藥、化妝品、海洋技術、環境技術和消防等領域發揮著重要作用,但是在生物發酵過程中,泡沫的產生會造成發酵產品丟失、菌種染菌、污染傳感器、減少工作體積和環境污染等危害。所以消除發酵過程中多余泡沫的工作就顯得尤為重要。目前工業生產中的消泡方式主要有化學消泡法、物理消泡法和機械消泡法。其中化學消泡劑的種類極為繁多,效率很高,因而在發酵生產中應用最為廣泛。而機械消泡器以其綠色無毒和有利于生產等優勢也廣泛應用于食品發酵產業。

        1、     生物發酵過程泡沫產生的原因

        泡沫的產生通常是由氣液接觸而導致,一般在純溶劑的液體中由通氣而導致起泡的持續時間很短,所以不需要外加的消泡手段。但當溶劑中有一種或一種以上的表面活性劑存在的話,泡沫的持續時間就會較長。生物發酵很多情況下都是好氧發酵,所以通氣是必不可少的環節,因為發酵培養基本身就含有許多表面活性物質,如表面活性蛋白類、油類(磷酸鹽、脂肪胺鹽等)、脂肪酸、酯類、聚二乙醇和硅氧烷、醇類、亞硫酸鹽和磺酸鹽等。再加上發酵過程中菌種又會產生一些表面活性物質,從而導致生物發酵的泡沫相當多。雖然氣泡在溶液中的活動可以增加溶液的溶氧,為菌體提供足夠的氧氣,但是這些氣泡浮出液面后會因表面活性劑的作用而難以自身破滅,積聚增多后就會導致包括上述問題在內的多種危害,所以需增加額外的消泡手段來維持發酵過程的正常進行,如添加化學消泡劑或安裝機械消泡器等。

        2、     物理消泡法

        國內外研究者對消泡方法都進行比較詳細的概述。主要可分為三類:物理消泡法、化學消泡法和機械消泡法。物理消泡方法包括高低溫消泡、聲波消泡和液體噴灑消泡。高低溫消泡是利用泡沫在高溫或低溫條件下不穩定而達到消泡的目的。聲波消泡四是利用聲波使泡沫內的物質分子振動,再加上聲波對泡沫表面的聲壓作用使泡沫破碎,其可分為機械聲波消泡和超聲波消泡。液體噴灑消泡是利用液體對泡沫表面的沖擊力來破泡。物理消泡方法對發酵過程及產品毫無任何影響,可以作為化學消泡劑的理想替代方法。但是物理消泡方法要么消泡裝置很貴,要么效率較低,因而至今仍未得以廣泛應用。

        3、     化學消泡法

        化學方法主要是運用各種化學或者生物消泡劑來消除表面活性劑以達到消泡的目的。其機理主要有:消泡劑降低泡沫的機械強度,同時降低液膜表面黏度,兩方面的作用再加上其他的一些相對較小作用因素的相互作用,足可以消除泡沫。這種方法較為簡單方便,消泡劑種類繁多,消泡效率極高,是目前應用最為廣泛的消泡方式。


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