第五章泡沫的控制6.ppt

（3）高碳醇 高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是有效的消泡剂。七十年代初前苏联学者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验，提出醇的消泡作用，与其在起泡液中的溶解度及扩散程度有关。C7~C9的醇是最有效的消泡剂。 C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%的水乳液，即是水体系的消泡剂。 还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用，后者还可作为前体。 （4）硅酮类 最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。它表面能低，表面张力也较低，在水及一般油中的溶解度低且活性高。它的主链为硅氧键，为非极性分子。与极性溶剂水不亲和，与一般油的亲和性也很小。它挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且毒性小。纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。可能是由于它与水有高的界面张力，铺展系数低，不易分散在发泡介质上。因此将硅油混入SiO2气溶胶，所构成的复合物，即将疏水处理后的SiO2气溶胶混入二甲基硅油中，经一定温度、一定时间处理，就可制得。 也有在硅油和SiO2气溶胶的复合物中添加一种或两种乳化剂，加热溶匀，与增稠剂水溶液混合后乳化。乳化剂有甘油单硬脂酸酯，聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯（Tween60）、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯（Tween80）、山梨糖醇单硬脂酸酯（Spen60）、山梨糖醇三硬脂酸酯（Spen65）。增稠剂有羧甲基纤维素钠盐。这类消泡剂广泛用于抗生素发酵及食品工业。 值得注意的是：消泡剂有选择性。消泡剂用多了有毒性，而且还影响通气和气体分散，因此要少量地加。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 第五章 发酵过程的控制 第一节 发酵过程控制的目的、研究的方法和层次 第二节 发酵过程的中间分析 第三节 氧的供需及对发酵的影响 第四节 温度变化及其控制 第五节 发酵过程的pH控制 第六节 发酵过程泡沫的形成与控制 第七节 染菌与灭菌 第六节 发酵过程泡沫的形成与控制 泡沫产生的原因 泡沫对发酵过程的影响 泡沫的消除和控制 一、发酵过程泡沫产生的原因 （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，黏度大，胶体多，产生泡沫多而持久，前期难开搅拌。 蛋白质（胶体）原料，如蛋白胨、玉米浆、黄豆粉、酵母粉等是起泡的主要因素； 糖蜜发泡能力更强；多糖水解不完全，产生糊精，也容易引起泡沫。 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。 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。 只有含有助泡的表面活性剂，才能形成稳定的泡沫， 所以应当首先研究表面活性剂与液膜的关系 引起危害，需要消除的，只是稳定的泡沫。泡沫 的稳定性受液体、气体许多性质的影响。 表面活性剂示意图 亲水基 疏水基 如图所示，表面活性剂是由疏水基与亲水基构成的化合物，在水中，表面活性剂的分子不停地转动在以下两种情况下泡沫才能比较稳定，停留时间比较长。 当表面活性剂的亲水基留在水相，疏水基伸到气相中，形成定向吸附层 当表面活性剂的疏水基在水相中互相靠在一起，减少疏水基与水的接触，形成“胶束”。 胶束 定向吸附层 溶液中当表面活性剂的浓度低于临界胶束浓度时，以第一种情况为主；表面活性剂浓度高于临界胶束浓度时出现第二种情况。在泡沫不断增加时，表面活性剂会从胶束中不断转移到新产生的气液界面上 在液相中因为水分子之间的吸引力大于水对表面活性剂的吸引力，表面活性剂的疏水部分被水分子之间的吸引力挤出溶液，到达气液界面。这就是表面活性剂易于在泡沫上形成定向吸附层的原因。 表面活性剂为什么会定向排列在表面？ 二、泡沫对发酵过程的影响 1、降低生产能力 在发酵罐中，为了容纳泡沫，防