發(fā)酵消泡ppt課件(已修改)
2025-05-18 18:05 本頁面
【正文】 第四章 發(fā)酵過程控制 第五節(jié) 發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 第五節(jié) 發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 一、泡沫形成的基本理論 泡沫的定義：一般來說： 泡沫是氣體在液體中的粗分散體，屬于氣液非均相體系 美國道康寧公司對泡沫這樣定義： 體積密度接近氣體，而不接近液體的“氣 /液”分散體。 發(fā)酵過程起泡的利弊：氣體分散、增加氣液接觸面積，但過多的泡沫是有害的 發(fā)酵過程控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 泡沫的形成 泡沫是氣體分散在少量液體中的膠體體系，泡沫是由許多氣泡堆積在一起形成的，在氣泡間有一層液膜隔開彼此不連通，泡沫形成的必要條件是： 1)氣、液二相共存 2)有表面活性物 （表面張力大的物質(zhì)）存在， 單組份純液體一般不形成泡沫 湖北工業(yè)大學生物工程學院 無論哪個 體系 ， 自由能總是趨向于最小的方向移動 ，對單元成分的體系來說，其自由能變化可由下式表示，當溫度與氣壓一定時： ：自由能變化（爾格） ：液體的表面張力（達因 /厘米） ：表面積的變化 A??? ?????A?湖北工業(yè)大學生物工程學院 從上式看來 ， 當液體表面積增加時 ， 表面能也增加 ，而體系總是趨于能量最小的方向移動 ， 表面增加就使體系成為不穩(wěn)定因素 ， 泡沫就是這樣一個不穩(wěn)定體系 ， 因此 純水時形成的泡沫很快被破滅 , 要使體系穩(wěn)定 ， 體系中必須增加一種穩(wěn)定劑 . 培養(yǎng)基的物理化學性質(zhì)對泡沫形成的表面現(xiàn)象起決定性的作用 。 當氣體通過純水 (水的表面張力為 )的氣 — 液相的界面時 ， 平衡發(fā)生改變 ， 氣泡只能維持幾分之一秒 ， 其穩(wěn)定性等于零 ， 這是由于能學上的不穩(wěn)定性和圍繞氣泡的液膜強度很低所致 。 湖北工業(yè)大學生物工程學院 （一）泡沫形成的原因 氣液接觸 產(chǎn)生泡沫的首要條件是氣體和液體發(fā)生接觸。只有氣體與液體連續(xù)、充分地接觸才會產(chǎn)生過量的泡沫。氣液接觸大致有以下兩類情況： （ 1）氣體從外部進入液體，如攪拌液體時混入氣體 （ 2）氣體從液體內(nèi)部產(chǎn)生。氣體從液體內(nèi)部產(chǎn)生時，形成的泡沫一般氣泡較小、較穩(wěn)定。 發(fā)酵過程控制 ?發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 含助泡劑 搖蕩純?nèi)軇┎黄鹋?，如蒸餾水，只有搖蕩某種溶液才會起泡。 在純凈的氣體、純凈的液體之外，必須存在第三種物質(zhì)，才能產(chǎn)生氣泡。 發(fā)酵過程控制 ?發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 起泡速度高于破泡速度 高起泡的液體，產(chǎn)生的泡沫不一定穩(wěn)定。體系的起泡程度是起泡難易和泡沫穩(wěn)定性兩個因素的綜合效果。 泡沫產(chǎn)生速度小于泡沫破滅速度，則泡沫不斷減少，最終呈不起泡狀態(tài)； 泡沫產(chǎn)生速度等于泡沫破滅速度，則泡沫數(shù)量將維持在某一平衡狀態(tài)； 泡沫產(chǎn)生速度高于泡沫破滅速度，泡沫量將不斷增加。 發(fā)酵過程控制 ?發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 發(fā)酵過程泡沫產(chǎn)生的原因 （ 1）通氣攪拌的強烈程度 通氣大、攪拌強烈可使泡沫增多，因此在發(fā)酵前期由于培養(yǎng)基營養(yǎng)成分消耗少，培養(yǎng)基成分豐富，易起泡。應(yīng)先開小通氣量，再逐步加大。攪拌轉(zhuǎn)速也如此。也可在基礎(chǔ)料中加入消泡劑。 發(fā)酵過程控制 ?發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 （ 2）培養(yǎng)基配比與原料組成 培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，黏度大，產(chǎn)生泡沫多而持久，前期難開攪拌。 例：在 50L罐中投料 10L，成分為淀粉水解糖、豆餅水解液、玉米漿等，攪拌 900 rpm，通氣，泡沫生成量為培養(yǎng)基的 2倍。如培養(yǎng)基適當稀一些，接種量大一些，生長速度快些，前期就容易開攪拌。 發(fā)酵過程控制 ?發(fā)酵過程泡沫的形成與控制 湖北工業(yè)大學生物工程學院 （
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