發(fā)酵與釀造工程學(xué)基礎(chǔ)及主要設(shè)備-資料下載頁
2024-09-15 11:34本頁面
【正文】 面下泡沫，又稱流態(tài)泡沫，分布在醪液中，氣液界面不明顯，體系穩(wěn)定； （一）泡沫形成的原因 因為泡沫是氣體在液體中的粗分散體，產(chǎn)生泡沫的首要條件是氣體和液體發(fā)生接觸。而且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。 含助泡劑 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。對純凈液體來說，這第三種物質(zhì)是助泡劑。當形成氣泡時，液體中出現(xiàn)氣液界面，這些助泡劑就會形成定向吸附層。與液體親和性弱的一端朝著氣泡內(nèi)部，與液體親和性強的一端伸向液相，這樣的定向吸附層起到穩(wěn)定泡沫的作用。 起泡速度高于破泡速度 起泡的難易，取決于液體的成分及所經(jīng)受的條件；破泡的難易取決于氣泡和泡破滅后形成的液滴在表面自由能上的差別；同時還取決于泡沫破裂過程進行得多快這一速度因素。 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。 （ 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，前期難以攪拌。 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，前期就容易攪拌。 （ 3）菌種、種子質(zhì)量和接種量 菌種質(zhì)量好，生長速度快，可溶性氮源較快被利用，泡沫產(chǎn)生幾率也就少。菌種生長慢的可以加大接種量 （ 4）滅菌質(zhì)量 培養(yǎng)基滅菌質(zhì)量不好，糖氮被破壞，抑制微生物生長，使種子菌絲自溶，產(chǎn)生大量泡沫，加消泡劑也無效。 （二）泡沫的危害 降低生產(chǎn)能力 在發(fā)酵罐中，為了容納泡沫，防止溢出而降低裝量 引起原料浪費 如果設(shè)備容積不能留有容納泡沫的余地，氣泡會引起原料流失，造成浪費。 影響菌的呼吸 如果氣泡穩(wěn)定，不破碎，那么隨著微生物的呼吸，氣泡中充滿二氧化碳，而且又不能與空氣中氧進行交換，這樣就影響了菌的呼吸。 引起染菌 由于泡沫增多而引起逃液，于是在排氣管中粘上培養(yǎng)基，就會長菌。隨著時間延長，雜菌會長入發(fā)酵罐而造成染菌。大量泡沫由罐頂進一步滲到軸封，軸封處的潤滑油可起點消泡作用，從軸封處落下的泡沫往往引起雜菌污染。 （三）發(fā)酵過程泡沫的變化 在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)液的性質(zhì)隨微生物的代謝活動而不斷變化，影響了泡沫的消長。發(fā)酵初期隨著霉菌產(chǎn)生的蛋白酶 /淀粉酶的增多及其對碳、氮源的利用，造成泡沫穩(wěn)定的蛋白質(zhì)分解，培養(yǎng)液粘度降低，促進表面張力降低，泡沫減少。另外，菌體也有穩(wěn)定泡沫的作用。在發(fā)酵后期菌體自溶，可溶性蛋白質(zhì)濃度增加，又促使泡沫上升。 （四）發(fā)酵過程泡沫控制的方法 ?原理：靠機械力引起強烈振動或者壓力變化，促使泡沫破裂，或借機械力將排出氣體中的液體加以分離回收。 ?方法：罐內(nèi)消沫法；罐外消沫法。 ?優(yōu)點：不需要引進外界物質(zhì)、節(jié)省原材料、減少污染機會 ?缺點：不能從根本眾消除引起穩(wěn)定泡沫的因素。 機理：消泡劑為表面活性劑，其具有相對低的表面張力，加入后造成起泡局部表面張力降低，起泡的受力平衡被打破，被打破。 當泡沫的液膜具有較大的表面粘度時，可以加入某些分子內(nèi)聚力較小的物質(zhì)，以降低液膜的表面粘度，使液膜的液體流失，導(dǎo)致泡沫破裂。 選擇消泡劑的依據(jù)： ? 對發(fā)酵過程無毒，對人、畜無害和不影響酶的生物合成。 ? 消泡作用迅速，效果高和持久性能好 ? 能耐高壓蒸氣滅菌而不變性，在滅菌溫庫下對設(shè)備無腐蝕性或不形成腐蝕性產(chǎn)物。 ? 不影響以后的提取過程。 ? 消泡劑的來源多，價格低，添加裝置簡單。 ? 不干擾分析系統(tǒng)，如溶解氧、 pH測定儀的探頭。 ? 最好還能做到不影響氧的傳遞。 消泡劑的種類和性能： ? 天然油脂：常用的有玉米油、米糠油、豆油、棉子油、魚油及豬油等。 ? 聚醚類：在生產(chǎn)上應(yīng)用較多的是聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯氧丙烯甘油 (又稱泡敵 )。 ? 高級醇類 十八醇是較常用的一種，可以單獨或與載體 — 起使用。據(jù)報導(dǎo)，它與冷榨豬油一起控制青霉素發(fā)酵的泡沫，效果較好。聚二酵具有消沫效果持久的特點，尤其適用于霉菌發(fā)酵。 ? 硅酮類 硅酮類消沫劑主要是聚二甲基硅氧烷及其衍生物。 七、發(fā)酵終點的判斷 ? 1. 發(fā)酵過程的優(yōu)化主要指標有： ? ① 產(chǎn)物得率最大（或產(chǎn)量最大）， ? ② 生長得率最大， ? ③ 成本最低， ? ④ 產(chǎn)品質(zhì)量最好 ? ⑤ 經(jīng)濟效益最大等 ?2. 發(fā)酵終止時間的確定是以上指標的綜合考慮，生產(chǎn)力高成本低利潤大為準則確定放罐時間。 ?3. 放罐的指標參數(shù) :產(chǎn)物含量，菌絲形態(tài)，pH值，醪液的外觀色彩，粘度等
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1