微生物工程73泡沫.pptx

第六章第六章发酵工艺控发酵工艺控制制泡沫的影响泡沫的影响主要内容主要内容泡沫产生的原因泡沫产生的原因泡沫过多对发酵的危害泡沫过多对发酵的危害泡沫的消长规律泡沫的消长规律泡沫的消除和防止泡沫的消除和防止1、泡沫产生的原因、泡沫产生的原因充气产生泡沫充气产生泡沫微生物代谢气体形成泡沫微生物代谢气体形成泡沫泡沫的产生与培养基性质有关泡沫的产生与培养基性质有关 （蛋白质原料、蜜糖水解原料，淀粉水解不完全时（蛋白质原料、蜜糖水解原料，淀粉水解不完全时易发泡）易发泡）2、泡沫过多对发酵的危害、泡沫过多对发酵的危害使装量减少，或造成跑液，使产量降低；使装量减少，或造成跑液，使产量降低；通过轴封泄漏，污染设备增加染菌机会；通过轴封泄漏，污染设备，增加染菌机会；菌体粘附罐顶、罐壁，发酵液中菌体量减少；菌体粘附罐顶、罐壁，发酵液中菌体量减少；影响通气搅拌的进行，造成减产或菌体提前自溶；影响通气搅拌的进行，造成减产或菌体提前自溶；菌体提前自溶会促使更多泡沫形成，恶性循环；菌体提前自溶会促使更多泡沫形成，恶性循环；减风量，影响溶解氧浓度，影响生长、代谢；减风量，影响溶解氧浓度，影响生长、代谢；加消泡剂，给提取工艺带来困难。加消泡剂，给提取工艺带来困难。3、泡沫的消长规律、泡沫的消长规律通气和搅拌：通气和搅拌：随通气和搅拌增加而增加，搅拌比通气影响大；随通气和搅拌增加而增加，搅拌比通气影响大；培养基原料性质：培养基原料性质：蛋白胨、玉米浆、花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉等蛋白胨、玉米浆、花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉等蛋白质原料是主要发泡物质；蛋白质原料是主要发泡物质；培养基灭菌方法：培养基灭菌方法：温度过高，形成蛋白黑色素，温度过高，形成蛋白黑色素，5羟甲基糖醛，泡羟甲基糖醛，泡沫增多；沫增多；细胞代谢活动：细胞代谢活动：初期，高粘度、低张力，泡多；中期，粘度降、初期，高粘度、低张力，泡多；中期，粘度降、张力升，泡少；后期，自溶，泡上升。张力升，泡少；后期，自溶，泡上升。4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止消泡方法：消泡方法：改变培养基成份，减少通气，选育新生产种改变培养基成份，减少通气，选育新生产种化学法：添加消泡剂（油类等），应用面广化学法：添加消泡剂（油类等），应用面广机械法：靠机械强烈振动，压力的变化，使机械法：靠机械强烈振动，压力的变化，使 气泡破裂，或借助机械力将排出气气泡破裂，或借助机械力将排出气 体中的液体加以分离回收体中的液体加以分离回收4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止化学消泡法化学消泡法机理：由于消泡剂本身的表面张力较低，当其与气泡机理：由于消泡剂本身的表面张力较低，当其与气泡膜表面接触时，使气泡膜局部的表面张力降低，从而膜表面接触时，使气泡膜局部的表面张力降低，从而使气泡破裂。使气泡破裂。消泡剂的特点：是表面活性剂，具有一定的亲水性，消泡剂的特点：是表面活性剂，具有一定的亲水性，溶解度较小，无毒，不干扰溶氧、溶解度较小，无毒，不干扰溶氧、pH值等测定仪表的值等测定仪表的使用，来源广，价廉。使用，来源广，价廉。缺点：缺点：1、消耗多种油类或化工原料；、消耗多种油类或化工原料；2、使发酵液中氧的吸收减少、使发酵液中氧的吸收减少1/5-1/3。4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止工业上常用的消泡剂工业上常用的消泡剂天然油脂类天然油脂类高碳醇、脂肪酸和酯类高碳醇、脂肪酸和酯类聚醚类聚醚类硅酮类（聚硅油类）硅酮类（聚硅油类）消泡剂的增效消泡剂的增效增强消泡剂的散布：载体增效、乳化增效、增强消泡剂的散布：载体增效、乳化增效、并用增效并用增效4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止机械消泡机械消泡优点：节省原料、减少了染菌机会优点：节省原料、减少了染菌机会缺点：不能从根本上消除引起气泡的原因，缺点：不能从根本上消除引起气泡的原因，不如化学消泡迅速可靠，需设备，耗能。不如化学消泡迅速可靠，需设备，耗能。机械消泡装置的选择依据：机械消泡装置的选择依据：动力小、结构简单、坚固耐用、清洁（杀菌）动力小、结构简单、坚固耐用、清洁（杀菌）容易、维修（保养）费用少容易、维修（保养）费用少4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止机械消泡方法机械消泡方法罐内消泡：在发酵罐内消除泡沫罐内消泡：在发酵罐内消除泡沫耙式消泡桨、碟式消泡器等耙式消泡桨、碟式消泡器等罐外消泡：将泡沫引出发酵罐外，消泡后再罐外消泡：将泡沫引出发酵罐外，消泡后再 返回罐内返回罐内旋转叶片消泡器、离心式消泡器等旋转叶片消泡器、离心式消泡器等4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止耙式消泡桨耙式消泡桨4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止碟片式消泡器碟片式消泡器优点：消泡能力强，功耗小优点：消泡能力强，功耗小缺点：结构复杂，维护麻烦缺点：结构复杂，维护麻烦4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止旋转叶片罐外消泡旋转叶片罐外消泡4、泡沫的消除和防止、泡沫的消除和防止离心力罐外消泡离心力罐外消泡复习思考题复习思考题1、发酵过程中泡沫是如何产生的，与哪些因素、发酵过程中泡沫是如何产生的，与哪些因素有关？有关？2、如何预防泡沫的产生和消除发酵过程中泡沫、如何预防泡沫的产生和消除发酵过程中泡沫？