文档介绍：泡沫的定义:一般来说泡沫是气体在液体
中的粗分散体,属于气液非均相体系
泡沫的控制
一、泡沫形成的原因
气液接触
因为泡沫是气体在液体中的粗分散体,产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。气液接触大致有以下两类情况:
A、气体从外部进入液体,如搅拌液体时混入气体
B、气体从液体内部产生。气体从液体内部产生时,形成的泡沫一般气泡较小、较稳定。
1、通气搅拌的强烈程度
通气大、搅拌强烈可使泡沫增多,因此在发酵前期由于培养基营养成分消耗少,培养基成分丰富,易起泡。应先开小通气量,再逐步加大。搅拌转速也如此。也可在基础料中加入消泡剂。
2、培养基配比与原料组成
培养基营养丰富,粘度大,产生泡沫多而持久,前期难开搅拌。
例:在50L罐中投料10L,成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等,搅拌900 rpm,通气,泡沫生成量为培养基的2倍。如培养基适当稀一些,接种量大一些,生长速度快些,前期就容易开搅拌。
3、菌种、种子质量和接种量
菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量
4、灭菌质量
培养基灭菌质量不好,糖氮被破坏,抑制微生物生长,使种子菌丝自溶,产生大量泡沫,加消泡剂也无效。
二、起泡的危害
1、降低生产能力
在发酵罐中,为了容纳泡沫,防止溢出而降低装量。
2、引起原料浪费
如果设备容积不能留有容纳泡沫的余地,气泡会引起原料流失,造成浪费。
3、影响菌的呼吸
如果气泡稳定,不破碎,那么随着微生物的呼吸,气泡中充满二氧化碳,而且又不能与空气中氧进行交换,这样就影响了菌的呼吸。
4、引起染菌
由于泡沫增多而引起逃液,于是在排气管中粘上培养基,就会长菌。随着时间延长,杂菌会长入发酵罐而造成染菌。大量泡沫由罐顶进一步渗到轴封,轴封处的润滑油可起点消泡作用,从轴封处落下的泡沫往往引起杂菌污染。
三、泡沫体系的三阶段变化
即使外观看来平静、比较稳定的泡沫体系,泡沫液也在不断地下落、蒸发,不断进行着下述三阶段的变化
1、气泡大小分布的变化
液膜包裹的一个气泡,就像一个吹鼓了的气球。由于气球膜有收缩力,所以气球中压力大于气球外的压力;同样气泡膜有表面张力,气泡中压力大于气泡外的压力。气泡大小的再分布,就是由气泡膜内气体的压力变化引起的。
2、气泡液膜变薄
取一杯泡沫,放置一段时间,就会在杯底部出现一些液体,而逐渐形成液相及液面上的泡沫相这样具有界面的两层。底部出现的液体一部分是泡沫破灭形成的,一部分是气泡膜变薄,排出液体形成的。
泡沫生成初期,泡沫液还比较厚,以后因蒸发排液而变薄,泡沫液会受重力的影响向下排液,泡沫液随时间延续而变薄。
3、泡沫破灭
泡沫由于排液,液量过少,表面张力降低,液膜会急剧变薄,最后液膜会变得十分脆弱,以至分子的热运动都可以引起气泡破裂。因此只要泡沫液变薄到一定程度,泡沫即瞬间破灭。
泡沫层内部的小气泡破灭后,虽一时还不能导致气液分离,只是合并成大气泡,但排液过程使泡膜液量大幅度减少,使合并成的大气泡快速地破灭,最后泡沫体系崩溃,气液分离。