发酵技术中的泡沫的控制 1 泡沫的产生、性质及变化 形成条件： 气-液两相共存； 表面张力大的物质存在； 发酵过程中泡沫有两种类型： ❖ 一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大，与液体有较明显的界限，如发酵前期的泡沫； ❖ 另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫(fluid foam)，分散在发酵液中，比较稳定，与液体之间无明显的界限。 ❖ 实质：气溶胶构成的胶体系统，其分散相是空气和代谢气，连续相是发酵液，泡沫间隔着一层液膜而被彼此分开不相连通。 泡沫是热力学不稳定体系 热力学第二定律指出：自发过程，总是从自由能较高的状态向自由能较低的状态变化。起泡过程中自由能变化如下： △G=γ△A △G——自由能的变化 △A— — 表面积的变化 γ— — 比表面能 起泡时，液体表面积增加，△A 为正值，因而△G 为正值，也就是说，起泡过程不是自发过程。另一方面，泡沫的气液界面非常大。 例如：半径 1cm 厚 0.001cm 的一个气泡，内外两面的气液界面达 25cm2；可是，当其破灭为一个液滴后，表面积只有0.2cm2,相差上百倍。 泡沫破灭、合并的过程中，自由能减小的数值很大。因此泡沫的热力学不稳定体系，终归会变成具有较小表面积的无泡状态。 发酵过程泡沫产生的原因 （1）通气搅拌的强烈程度 发酵前期培养基成分丰富，易起泡。 采用较小通气量及搅拌转速，再逐步加大。 也可在基础料中加入消泡剂。 （2）培养基配比与原料组成 前期培养基营养丰富粘度大，产泡沫多而持久。 例：在50L 罐中投料 10L，成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等，搅拌 900 rpm，通气，泡沫生成量为培养基的2 倍。如培养基适当稀一些，接种量大一些，生长速度快些，前期就容易搅拌开。 （3）菌种、种子质量和接种量 菌种质量好，生长速度快，可溶性氮源较快被利用，泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量 （4）灭菌质量 培养基灭菌质量不好，糖氮被破坏，抑制微生物生长，使种子菌丝自溶，产生大量泡沫，加消泡剂也无效。 泡沫的形成一般有以下几种规律： ❖ 整个发酵过程中，泡沫保持恒定的水平； ❖ 发酵早期，起泡后稳定地下降，以后保持恒定； ❖ 发酵前期，泡沫稍微降低后又开始回升； ❖ 发酵开始起泡能力低，以后上升； 泡沫体系的三阶段变化 (1 )气泡大小分布的变化 液膜包裹的一个气泡，就像一个吹鼓了的气球。由于气球膜有收缩力，所以气球中压力大于...
