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泡沫體系的建立[ 03-09 08:05 ]

實際工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中泡沫產(chǎn)生是很復雜的，從上面的研究我們也發(fā)現(xiàn)其中的影響因素也很多，而在做這個試驗的主要目的是測試新式機械消泡裝置的性能，從而得到一種消泡效果好的形式來為實際生產(chǎn)服務，所以在泡沫體系建立時考慮較多是既能建立一個穩(wěn)定的泡沫產(chǎn)生體系，又能減少上面所研究的因素對試驗的影響，最終確定建立一個模擬體系來代替實際的發(fā)酵生產(chǎn)過程。在研究這個模擬體系時，一共選用了三種體系:洗滌劑一水、未煮熟的小麥粉溶液和煮熟的小麥粉溶液。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)前兩種體系產(chǎn)生的泡沫由于密度小或者不穩(wěn)定等因素不符合試驗的要求，而第三種體系效果好，

發(fā)酵液滅菌方法和操作[ 03-08 10:05 ]

發(fā)酵液的滅菌方法也會改變培養(yǎng)基的性質(zhì)，從而影響培養(yǎng)基的起泡能力，滅菌的時間越長，培養(yǎng)基的泡沫壽命也越長。滅菌時間與泡沫壽命的關(guān)系如圖3-4所示。

發(fā)酵液本身性質(zhì)的變化[ 03-08 09:05 ]

發(fā)酵過程中，發(fā)酵液的性質(zhì)隨著微生物新陳代謝活動的變化而改變，影響泡沫的消長。以霉菌發(fā)酵過程為例，發(fā)酵初期泡沫的穩(wěn)定性與高的表面粘度及低的表面張力有關(guān)。隨著發(fā)酵的進行，表面粘度下降，表面張力上升，泡沫壽命逐漸的縮短。這說明霉菌在代謝過程中，各種細胞外酶如蛋白酶、淀粉酶等作用下，把造成泡沫穩(wěn)定的物質(zhì)如蛋白質(zhì)等逐步降解利用，結(jié)果使液體粘度降低泡沫減少。另外菌的繁殖，尤其是菌體本身也具有穩(wěn)定泡沫的作用。菌體在發(fā)酵后期的自溶導致發(fā)酵液中可溶性蛋白質(zhì)的增加，又有利于泡沫的產(chǎn)生。發(fā)酵液的變化與泡沫之間的關(guān)系如圖3-3所示。

發(fā)酵液的配比及組成[ 03-08 08:05 ]

泡沫產(chǎn)生還與發(fā)酵液中所含有物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)，如蛋白質(zhì)、小麥粉、玉米漿，花生餅粉，黃豆餅粉，酵母粉等蛋白質(zhì)原料是主要的起泡因素，其起泡能力隨品種、產(chǎn)地、儲存加工條件等因素的不同而不同，并且與發(fā)酵液的配比有關(guān)。糖類物質(zhì)雖然本身起泡能力很差，但是如果發(fā)酵液中含有濃度較高的糖類物質(zhì)時就會增加發(fā)酵液的粘度，從而有利于泡沫的穩(wěn)定。不同發(fā)酵液的配比及組成對泡沫的影響如圖3-2所示。

通氣量與攪拌的強度[ 03-07 10:05 ]

大多數(shù)發(fā)酵過程都是好氧型的發(fā)酵過程，在發(fā)酵過程中需要不斷的向發(fā)酵液中提供氧氣。一般是以無菌空氣作為氧源，被通入發(fā)酵系統(tǒng)。溶氧一般在一定的菌種和工藝條件下，主要受到設備通氣量和攪拌強度的控制。通氣量提高、攪拌轉(zhuǎn)速加快可以提高發(fā)酵過程的溶氧效率。而且通氣量對于好氣性菌體的生長和質(zhì)量也有很重要的影響，有些菌種的通氣量甚至可能影響到它們的代謝途徑。例如青霉素的菌種在培養(yǎng)時必須通過足夠的空氣，否則就會影響他們的數(shù)量和活力，從而減少發(fā)酵液的產(chǎn)率。從另一方面看，通氣量和攪拌強度與發(fā)酵過程中泡沫的產(chǎn)生也有重大的關(guān)系。增大通氣量與提

影響泡沫生產(chǎn)的因素[ 03-07 09:05 ]

在實際發(fā)酵生產(chǎn)中泡沫的產(chǎn)生是復雜的，影響因素也很多，但是并不是說泡沫產(chǎn)生會是隨機的，我們就沒有辦法進行控制，恰恰相反通過不斷的研究我們發(fā)現(xiàn)在發(fā)酵生產(chǎn)過程中，泡沫的生成與消亡是有一定規(guī)律的，并受許多因素控制，我們可以改變這些因素來實現(xiàn)對泡沫的控制。

錐形式消泡器試驗的儀器[ 03-07 08:05 ]

(1)電動機:為試驗提供動力的裝置，采用Y8024型電動機，轉(zhuǎn)速為1390rpm，功率為1.5kw。(2)變頻器:調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的控制元件，可以對電動機進行無級變速。選用FVR2.2E9S-4JE型富士變頻器。(3)氣體分布器:在發(fā)酵生產(chǎn)中空氣分布裝置的作用是吹入無菌空氣，并使空氣均勻分布。分布裝置的形式有單管及環(huán)形管等。常用的是單管式，管口正對罐底中央，與罐底的距離約40mm，這樣的空氣分散效果較好。距離過大，分散效果較差，這可根據(jù)溶氧情況適當調(diào)整?？諝庥煞植脊車姵錾仙龝r，被攪拌器打碎成小氣泡，并與醒液充分混合，增加了

錐孔消泡器的試驗設計[ 03-06 10:34 ]

本試驗設計的目的是:一、測試錐孔式機械消泡裝置的消泡能力，二、通過對不同形式的消泡槳消泡能力的比較，找出一種消泡效果最好的形式。測試消泡裝置消泡能力好壞主要從消泡時間的長短來進行考慮。消泡時間主要包括兩種，一種是在一定轉(zhuǎn)速和通氣量下，泡沫高度上升一定高度所用的時間;另一種是消泡槳消去一定高度泡沫所用的時間。為了可以能清楚的觀測泡沫生成和消去的情況，將罐體做成透明狀，選用有機玻璃筒作為罐體的主要構(gòu)成部分，并在罐體上標上刻度，這樣可以清楚的觀察泡沫生成和消去的高度，并且同時用秒表記錄下相應的時間。本次試驗是在外徑500

影響消泡槳消泡性能的因素[ 03-06 09:58 ]

影響錐孔式消泡槳消泡性能的因素分析起來主要有四個方面，它們是錐殼的錐度、錐殼在消泡槳上的排列、消泡槳的轉(zhuǎn)速和消泡槳上的錐殼掃過的有效面積。試驗將從這四個方面出發(fā)，測量出消泡槳在不同條件下工作時的數(shù)據(jù)，并分析出這四個因素與消泡槳消泡性能之間的關(guān)系。

消泡原理分析[ 03-06 09:45 ]

錐孔式消泡槳是機械式消泡的一種。機械式消泡是利用壓力的變化或者機械力使泡沫破裂來實現(xiàn)消泡的目的，而課題中所要研究的錐孔式消泡槳就具有這樣兩種消泡方式。消泡槳沒有被泡沫淹沒時，消泡槳依靠轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生強烈的撞擊力和剪切力，依靠這兩種力，可以達到消泡目的。當產(chǎn)生的大量泡沫將消泡槳淹沒時，泡沫就會從消泡槳上的錐孔中穿過，從而會產(chǎn)生壓力的變化，這樣就可以使氣泡破裂實現(xiàn)消泡的目的。

常用機械消泡形式[ 03-05 10:05 ]

常用的機械消泡裝置可以分為罐內(nèi)消泡裝置和罐外消泡裝置。罐內(nèi)消泡裝置最簡單的是在攪拌軸上加一個消泡槳，通過轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的剪切力打碎泡沫，也有利用泡沫旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力破泡的形式。罐外消泡裝置是將泡沫引到罐外，依靠噴嘴產(chǎn)生的加速作用或者離心力來消除泡沫。罐內(nèi)消泡的結(jié)構(gòu)形式主要有耙式、旋轉(zhuǎn)圓盤式、沖擊反射板式等，罐外消泡裝置主要有旋轉(zhuǎn)葉片式、離心力式、旋風分離器、轉(zhuǎn)向板式等。下面對幾種常用方式進行簡要的介紹:(1)耙式消泡槳:固定在攪拌軸上，安裝在液面略上部位，隨攪拌軸一起轉(zhuǎn)動，利用耙齒將泡沫打碎，這種形式結(jié)構(gòu)最為簡單，但是消

機械消泡器的概述[ 03-05 09:05 ]

機械消泡是通過機械力所引起的強烈震動或者壓力的不斷變化，促使泡沫破裂，以達到消泡的目的。理想的生物反應器應該具有優(yōu)化的系統(tǒng)，在完成氣體及微生物分散的同時，盡量的減少能耗以及對發(fā)酵過程的影響，而機械消泡裝置設計的出發(fā)點就是通過增加一些簡單的設備，消耗很少的能量，來完成消泡的目的。機械消泡不需要或者少量再向生物反應器中加入化學消泡劑，這樣就可以節(jié)省原材料，減少染菌的機會，并且降低了培養(yǎng)液的復雜性，這有利于后期有效物質(zhì)的處理和提取。機械消泡裝置可以重復使用，使用過程中耗能也比較少，像耙式消泡槳，只是將消泡槳裝在攪拌軸上，

化學消泡的原理[ 03-05 08:00 ]

化學消泡是指向發(fā)酵液中流加一定量的消泡劑，利用消泡劑的特殊性質(zhì)消除泡沫的方法。一切能破壞泡沫穩(wěn)定存在因素的化學試劑都可以作為消泡劑。消泡劑的化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，消泡的機理也不同?；瘜W消泡的機理通常有以下幾種:(1)降低泡沫的機械強度。當泡沫表面存在極性的雙電層時，可以加一種帶有相反電荷的表面活性劑，消除這種雙電層，以降低泡沫的機械強度。(2)降低液膜表面粘度。當泡沫的液膜具有較大的表面粘度時，可以加入分子內(nèi)聚力較小的物質(zhì)，以降低液膜的表面粘度，從而使泡沫的液膜中的液體流失，導致泡沫破裂，達到消泡的目的。

泡沫的危害[ 03-04 10:05 ]

在深層液體發(fā)酵過程中，由于通風和攪拌的原因，加之培養(yǎng)基中的糖、蛋白質(zhì)和代謝產(chǎn)物等穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)存在，使發(fā)酵過程中產(chǎn)生一定的泡沫，這是正?，F(xiàn)象。但是，如果泡沫過多，特別是通風量較大的發(fā)酵，在菌體生長期和產(chǎn)物合成期，泡沫更為嚴重，給發(fā)酵帶來許多不利的影響。這些不利因素包括:(1)使反應器的裝填系數(shù)減少。正常的發(fā)酵罐裝料系數(shù)在60-70%，余下的空間就是為了容納泡沫，這一個空間也只能夠容納培養(yǎng)基中10%的發(fā)泡物質(zhì)產(chǎn)生的泡沫。對于許多酶制劑的發(fā)酵，發(fā)酵罐的裝料系數(shù)更少，只有50%左右。降低了發(fā)酵罐的裝料系數(shù)，就意味著設備利

影響泡沫生產(chǎn)的因素[ 03-04 09:05 ]

液體的起泡能力與泡沫的穩(wěn)定性是兩個不同的概念。起泡能力是指液體在外界條件作用下生成泡沫的難易程度。表面張力越低越有利于起泡。泡沫的穩(wěn)定性是指泡沫生成以后的持久性，與液膜的性質(zhì)和氣體透過液膜的擴散有關(guān)。1表面張力泡沫生成時，伴隨著液體表面積的增加，體系的能量(表面能)也相應增加;泡沫破壞時，體系的能量也相應下降。因此，從能量觀點來看，低表面張力對于泡沫的形成是有利的，因為生成一定表面積的泡沫時，可以少做功。2液體粘度液體粘度影響液膜的排液過程。由于液膜是由雙層表面活性劑中央一層溶液構(gòu)成，若液體本身粘度大，既使液膜中的

泡沫自然衰變的機理[ 03-04 08:05 ]

目前認為，泡沫衰變的機理是:(1)泡沫中液體的流失;(2)氣體透過液膜擴散。1泡沫中液體的流失泡沫中液體的流失是氣泡相互擠壓和重力作用的結(jié)果。氣泡的擠壓主要源于曲面壓力，在各個氣泡交界處的液膜是彎曲的，并且存在著壓力差，這個差值可以用Laplace公式描述，即(其中，△P為彎曲表面的附加壓力;林為液體的表面張力;R為液膜的曲率半徑)由于這個差值的存在，液膜中的液體就會不斷的向邊界處流動，從而促使液膜不斷的變薄，當厚度降低到臨界值的時候，氣泡就會破裂。2氣體透過液膜擴散無論用什么方法產(chǎn)生的泡沫，其大小總是不均勻的。根

泡沫的分類[ 03-03 10:05 ]

泡沫的分類方法很多，特別是由于研究目的的不同，分類的方法往往也會有很大的差別。下面介紹一些常用的分類方法。(1)按照泡沫存在時間的長短，可以把泡沫分為“穩(wěn)定性泡沫”和“非穩(wěn)定性泡沫”。當然，這里的“穩(wěn)定”與“非穩(wěn)定”只是相對的概念，并無嚴格的時間界限。(2)按照組成泡沫氣液的比例分類，如果泡沫體系氣體含量大于50%，則為“干泡沫’，;如果泡沫體系的液體含量大于50%，則為“濕泡沫&rd

泡沫的性質(zhì)[ 03-03 09:05 ]

對于泡沫性質(zhì)的討論其實就是對泡沫液膜性質(zhì)的分析,液膜的性質(zhì)是決定泡沫各種性質(zhì)的主要依據(jù)。泡沫是一個不穩(wěn)定的體系,液膜中的液體是流動的,這會引起液膜厚度的不斷變化,當液膜的厚度降低到臨界值是就會使氣泡破裂。泡沫中液膜的液體流失是重力和氣泡相互擠壓的結(jié)果。氣泡的擠壓力源于液體分子相互吸引(即范德華力)和曲面壓力。在泡沫中氣體的壓力是均等的,但是液膜中有界面曲率,在平面狀液體內(nèi)的壓力大于彎曲面內(nèi)的液面壓力。如圖1-3表示有三個氣泡的液面分界平面示意圖,B部分的液體總是向A部分流動,使液膜不斷變薄,由于阻力存在,液膜達到一

泡沫的行形成[ 03-03 08:05 ]

單一組分的液體一般是不能形成泡沫的,只能形成短暫的氣泡。例如向蒸餾水中吹氣,可以產(chǎn)生氣泡,但是這種氣泡存在的時間是很短的,當氣泡離開水面馬上就會破裂。其他的純?nèi)芤喝缫掖?、苯?也不能形成泡沫。要想形成存在時間較長的泡沫,液體至少要有兩種以上的組分。加入表面活性劑的水溶液就是一種典型的易產(chǎn)生泡沫的體系。蛋白質(zhì)、糖以及其他一些水溶性高分子溶液,也易產(chǎn)生穩(wěn)定持久的泡沫,例如發(fā)酵液體系。這種含有多種有機質(zhì)的混合物在發(fā)酵生產(chǎn)過程中很容易形成泡沫。在發(fā)酵生產(chǎn)過程中泡沫生成的原因主要有兩個方面。第一,由外界引入。發(fā)酵生產(chǎn)過程大部

泡沫的定義[ 03-02 10:05 ]

對于泡沫的定義,各國研究者說法不一。本世紀六十年代初,美國膠體化學家L.I.Osipow認為:由于泡沫的液體壁厚薄不同,泡沫的比重,高可接近液體、低可近于氣體。七十年代以來,對泡沫的定義突出強調(diào)了氣體與液體的比例,美國道康寧公司(Dow Corning CO.)的R.F.Smith認為:泡沫是體積密度接近氣體,而不接近液體的“氣液”分散體。日本有人提出泡沫是大量氣體在少量液體中的分散體。對不互相影響的、分散在液體中的球狀氣泡組成的體系,稱之為“氣體乳液”,并指出減少&