发酵罐内消泡及最近的消泡装置-黄殿杰

艇发酵罐内消泡及最近的消泡装置一、前言渗乡微生物培养及发酵中产生泡沫,不管是实验室、试验工厂或‘}几产工厂中都是冲午ha存在的现象,从事这方而研究不l一!生产的人员都有此体验。尤共象杭生素及l斯不铆}毛产,在强烈的通气搅扑厂进行好气性培芥时,发泡尤毯,常为此寻求对策而苦脑。山于发饱的障碍,罐内气相部分被泡沫占有,发酵醒的实际容觉(装料从)减少,无疑地使发酵罐的容积效率降低。山于强烈的通气搅拌,即使实际容一吸减少,泡沫层也上升,形成“跑液”现象。结果势必沽涅空气过滤器及罐外竹线,11于担心造成污染,不得不对通气搅拌加以限制。另外,还须考虑的是,山于泡沫造成产,}产.和微生物从培养液中跑掉。在清酒酿造方面,山于泡沫中保持的酵母数为醒中的6一1。倍,高袍时拟泡沫搅入更能促进发酵,这点大家都很清楚。在连续发酵时要维持稳定状态,必须保行Iil有体数;由于随抱沫带走的微生物很多,以致稳定状态难以维持。笔者等在从一lJi:山天然z洲二产菌体的研究中,对此问题也有过烦脑的体验。为消除此类障碍,高效地培养微生物进行发酵,许多人进行了有关发袍控制技术的研究,但足J曾.未获得满意的效果。即使消泡成功,也需高额运转费,给_l几艺和产品“{}李来妨碍,多难以适用于工业生产。关于泡沫的形成、性质等(强度、持续性)己见诸成书(例匆1M.J.Hall的卒越的总结),本文在展望发泡控制技术的同时,特就笔者最近研究的消泡装咒作一介绍。二、消泡方法多,从有关消泡方法的众多报告,}“石,消泡技术可分如下三类:(1)化学消抱法(2)热学消泡法(3)机械消泡法2一1化学消泡法化学消泡法即用添加消泡剂来消泡的方法,迄今仍广泛使用。山于可以使用易于得到的天然产物植物油等,.并研制了各种消泡剂,进行小规模简易试验,不必改造现有设备就可添加,而且.只要设置计测控制装置,就能实现自动控制。2一1一1消泡剂应具备的条件消袍剂的使用尚有种种的问题,应当具备的条件有以下儿点:姚(1)对微生物无毒性;(2)不应被微生物利川;(3)对供氧无不良形响;(4)具有热(杀l笔l)不立定性;(6)不会给后而_「二)犷带来妨碍;(6冲J沪::{户,无不良形!!l}!。此外最好是:(7)在低浓度下{:,芝示l佰矛舌性;(8)应能维持儿小时的活性;(9)价格便宜。囚而,从现有状况来石,要完全满足卜述条件石来不太可能。2一1一2添加及控制方法人工添加方法是实际中录简单的方法,由于发酵过程中发泡的情况有差异,须经常监视。马马虎虎的添加,恐怕会引起污染,应绝对避免。因为在发酵罐内安装及控制白动添加消抱剂的装置比较简单,所以现在主要采用自动控制方式。控制方法是在培养罐内插入一对泡沫检测电极,从培养液面上升的泡沫层与此电极一接触就接通电路,启动设咒在消抱液供给系统中的电磁式控制阀将消泡液注人培养罐。被消抱的泡层一脱离电极,电路就断开,电磁阀关上,停“二供给消泡液,如此进行一系列的控制。通常因在电路上采用传导系毒统,把发酵罐体作为电极之一,故罐内不必使用二个检测电极。消泡剂的添加方式,除混人培养液及通风空气外,还有使用毡芯法及喷射或滴加等方法。芯给法如图1所示。用消池剂饱和的毡芯保持与液面平行,泡沫在罐内上升,当触及毡芯时,消泡剂便流出,使袍沫消除。喷射法添加消袍剂,由于耗量大,现在几乎已不使用。用滴加法添加消泡剂是目前址常用的方法。图2所示即其一例。采用滴加方法的必要条件是检测出上升的抱沫,并随着抱沫脱离触点,电路能灵敏地开闭。否则便不能圆满地消除饱沫。此法的缺点是,山于消泡剂分布的滞后而使反应缓慢。为解决此问题,须在液而上设置搅拌浆叶或转枷掀电田气图1芯给法消抱剂添加装置盘,以促进消池剂的分散。另外,由于零碎的不良袍沫的残留,在用霉菌发酵时,菌丝体在检测电极处下垂为条状,这时会引起误动。气港了扛、l-”‹.女夕·伽。长3.莱浮.浴心。‘涌‘喂b.诸爱泌叮吃极图2汾嘴{l’-.<〕、译r,,消泡齐d添加系统图3防止误动的自动消泡装界;万图3所示为小畴等提出的设置有去头倒圆锥状筒体的消泡板,分散消泡液用的旋转锥体或由绝缘材料裹着的带挡板的检测电极等的培养罐可防止误动。2一2热学消泡法利用温度上升或下降即可消泡。许多泡沫由于温度上升,表面粘度下降,致使溶剂蒸发或形成泡沫的物质分解而被消除。另一方面,因温度降低,抱沫的表面弹性减弱或者冻结,抱沫失去稳定性而被消除。根据上述原理,采用在液面上设置加热线的方法,用加热线缠绕充满泡沫的玻璃管的方法,往与充满泡沫的管顶部相连的冷凝器内通人热水或蒸汽的方法,以及降低温度的方法等,均可消除泡沫。2一3机械消泡法机械消泡装置许多业已发表,但是与消抱剂并用的不少。Dawson认为理想的机械消泡装置应具备如下必要条件。‘(1)动力最小;(2)结构简单;(3)坚固耐用;(4)易于清洗杀菌;