消泡技术研究

1、机械搅拌式发酵罐中的消泡技术研究与探讨机械搅拌式发酵罐中的消泡技术研究与探讨姓名：齐雁斌姓名：齐雁斌 学号：学号：624081703018624081703018 班级：生物化工班级：生物化工目录目录微生物发酵是一种复杂的生化过程，在这个生产工艺过程中会有很多因素需要进行调控，例如培养基、灭菌时间、温度、pH值、氧气的补给等，泡沫的控制也是其中重要的一项。泡沫是大量气体分散在液体中的分散体系，其分散相是气体，连续相是发酵液旧J。大量泡沫的产生会对工艺生产造成巨大的危害，如减少生产能力、影响产品质量、影响生产的正常进行等，这就需要人们通过各种方法来消除泡沫，常用的方式有2种：一种是化学消泡，一种

2、是机械消泡。 发酵生产过程大部分都是好氧性的，在其发酵过程中需要不断地向发酵罐里通人无菌空气，伴随着机械搅拌，空气会被分成许多细小的气泡，从溶氧的角度来讲，气泡越细溶氧的效果就越好，因为气泡直径越小，气液接触的比表面积就越大，但是这些气泡上升到发酵液液面上会很容易形成泡沫。一、泡沫产生的原因一、泡沫产生的原因 微生物在进行发酵活动时，往往会代谢产生出许多的气体，这些代谢气体凝结形成气泡，上升到发酵液面，形成发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量就越多。因此，可以通过化学方法，降低泡沫液膜的表面张力或黏度HJ，使泡沫破灭也可利用机械消泡的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

3、平衡而破裂。泡沫控制的目的是如何使泡沫中的气泡破裂，使气相和液相分离二、化学消泡法二、化学消泡法化学消泡是指向发酵液中流加一定量的消泡剂，利用消泡剂的特殊性质消除泡沫的方法。根据消泡剂种类的不同，化学消泡的机理通常有以下几种分法1、降低泡沫的机械强度2、降低液膜表面黏度降低泡沫的机械强度。当泡沫表面存在极性的双电层时，可以加一种带有相反电荷的表面活性剂，消除这种双电层，降低泡沫的机械强度。降低液膜表面黏度。当泡沫的液膜具有较大的表面黏度时，可以加入分子内聚力较小的物质，以降低液膜表面黏度，从而使泡沫液膜中的液体流失，导致泡沫破裂，达到消泡的目的。1、消泡剂简述消泡剂特点：消泡剂具有消泡效果好，

4、使用方便的优点。与机械消泡相比作用迅速，用量少，效果好，并能抑制泡沫的生成。但是使用消泡剂会增加染菌几率，而且过多使用还会降低溶液PH 值，使发酵液溶氧能力下降。消泡剂的作用效果除了与自身的性质有关外，还与发泡介质有密切的关系，也就是说消泡剂具有很强的选择性。因此，根据不同的发酵过程，选择合适的消泡剂也是很重要的。如果消泡剂选择不当，不仅不能很好的完成消泡的目的，而且还会干扰微生物的生长繁殖或者影响代谢产物的积累。通过机械搅拌，使消泡剂更易于分散在反应液中将消泡剂与载体一起使用，使消泡剂溶于或分散于载体中。多种消泡剂并用，可增强消泡作用。使用乳化剂增强消泡剂的消泡作用，如消泡剂聚氧丙烯甘油用吐

5、温-80为乳化剂增效作用可提高l-2倍。消泡剂分类消泡剂分类三、机械消泡法简述三、机械消泡法简述1、机械消泡原理：机械消泡是通过机械力所引起的强烈震动或者压力的不断变化，促使泡沫破裂，以达到消泡的目的。理想的生物反应器应该具有优化的系统，在完成气体及微生物分散的同时，尽量地减少能耗以及对发酵过程的影响，而机械消泡装置设计的出发点就是通过增加一些简单的设备，消耗很少的能量，来达到消泡的目的。2、机械消泡特点：机械消泡很少再向生物反应器中加化学消泡剂，这可以节省原材料，减少染菌的机会，并且降低培养液的复杂性，还有利于后期有效物质的处理和提取。机械消泡装置可以重复使用，且耗能比较少。机械消泡效果往往

6、不是很好在泡沫量大时需与消泡剂合用。机械消泡装置分类机械消泡装置分类常见的消泡装置常见的消泡装置1、耙式消泡桨：固定在搅拌轴上，安装在液面略上部位，随搅拌轴一起转动，利用耙齿将泡沫打碎，这种结构形式最为简单，但是消泡效果也很有限，对于流状泡沫更是没有作用，主要作为一种辅助形式存在，与消泡剂配合使用。2、旋转圆板式消泡装置：设在发酵罐内的气相中，与发酵液的液面保持平行。圆板旋转的同时将槽内发酵液注人圆板的中央，通过离心力将破碎成微小泡沫散向槽壁，达到消泡的目的。这种结构形式简单，可以很好地消除发酵液中的细小泡沫，对于容易形成流状泡沫的发酵过程比较适合，但是需要增加动力装置。3、转叶片机械消泡装置

7、：将泡沫引出罐外，利用装置中的旋转叶片所产生的冲击力冲击力和剪切力剪切力进行消泡。它是一种典型的罐外消泡装置，当发酵过程会产生大量泡沫时可以采用这种形式，它可提高发酵罐的利用率，提高装料系数，缺点是需要增加额外的装置，会增加染菌机率，相应地就会增加成本。4、变径孔式消泡桨：消泡桨安装在发酵液液面略上的搅拌轴上，依靠原来电机提供动力。变径孔式消泡桨主要是依靠泡沫通过变径孔时所产生的压力变化压力变化以及转动时所产生的剪切力剪切力来消除泡沫。实验表明，这种形式的消泡桨具有结构简单和耗能低的特点，同时消泡效果好，在线速度超过5 ms时可以迅速将泡沫消除。5、离心力消泡装置：将泡沫注入用网眼及筛目较大的筛子做成的筐中，通过旋转产生的离心力将泡沫分散，从而达到消泡的目