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涂易乐(R)消泡剂在发酵工业中的应用

涂易乐(R)消泡剂在发酵工业中的应用

技术中心

(天津ag环亚娱乐化学科技发展有限公司,天津,301727

摘要:在发酵领域,泡沫一直是影响发酵效率的重要因素。本文将重点讨论如何有效消除发酵过程中的泡沫,降低装料系数,提高发酵效率。本文中,通过模拟味精发酵过程的发泡环境,为发酵工业提供适宜的消泡剂产品。

关键词:发酵工业;消泡剂

The Applications of Toynol (R)Defoaming Agent in Industrial Fermentation

Technology Department

(Tianjin Saifei Chemical Science and Technology Co., Ltd ,Tianjin 301727, China)

Abstract: In industrial fermentation, the technical persons was puzzled by the foam problems. In this paper, how to effectively eliminate the foam was discussed. And the foam environment of monosodium glutamate fermentation process has been designed in order to illustrate the defoamer structure which is suitable to this field.

Key Word: Defoamer; Industrial fermentation; 

前言

发酵工业所使用的微生物菌种一般为好氧菌种。在生产过程中,为取得良好的发酵效果,需要在搅拌条件下鼓风通入大量的无菌空气。此时,发酵液中存在的糖、蛋白质等易起泡物质则会在这种机械条件下产生大量的泡沫。另一方面,由于菌种的呼吸作用,在发酵液中也会产生许多均匀细小的稳定泡沫。这些气泡的存在会大大影响发酵的效率。如果泡沫控制不当,大量的泡沫就会外溢对生产工艺造成一系列的巨大危害:大量逃液,降低装料系数,增大染菌的风险,原材料的浪费以及产物的损失等

在工业发酵中,消除泡沫的方法有物理消泡法和化学消泡法。物理消泡法(如机械消泡器、超声波等)主要是通过机械剪切力和压力的变化,促使泡沫破裂,或借助机械力将排出气体中的液体加以分离回收,从而达到消泡的作用。化学消泡法则是通过使用化学消泡剂来达到消泡的效果。在工业中,物理消泡法常常起辅助消泡作用或者运用于化学消泡剂禁用的生产中。而化学消泡法由于消泡剂来源广泛、价格低廉、并且消泡效果良好在实际生产中广泛使用。

用于发酵工业的消泡剂多种多样。早期发酵中主要使用天然油脂,但其易氧化且酸值偏高,后期逐步被化学消泡剂所取代,如聚醚类、高级醇类和硅酮类消泡剂。高碳醇类消泡剂广泛应用于真菌的发酵生产,硅酮类消泡剂则适用于细菌的发酵。我公司推出的DF系列与Foamic系列消泡剂涵盖了以上消泡剂类型。实验证明,我公司推出的消泡剂具有良好的破泡性能,持久的抑泡效果,同时在发酵液中兼容性好,无不良影响。

实验部分

1.实验原料

培养液、植物油消泡剂(市售)、有机硅消泡剂(市售)、DF-220Foamic 025Foamic 028

2. 实验仪器

1L量筒、气泵、秒表

3.实验步骤及记录

⑴培养液

以某味精厂发酵罐培养基做发酵液,其中发酵条件为pH6.7-7.0,温度35-36℃。培养基成分见下表1

1 发酵培养基的组分

原料

质量分数%

水解糖

2.5

尿素

0.6

玉米浆

0.6

磷酸二氢钾

0.17

氯化钾

0.03

硫酸镁

0.06

硫酸锰

0.002

 泡沫消除评价实验

在1L量筒中加入100mL培养液为发泡液,水浴加热至所需温度,并通入空气鼓泡;当泡沫达到500mL时,用胶头滴管滴加一定量的消泡剂,记录泡沫完全消除时,消泡剂的用量。待泡沫消尽后,持续鼓泡,记录泡沫再次达到500mL时所需时间,时间越长,抑泡效果越好。

结果与讨论

将几种消泡剂进行对比,结果如表2所示

2 消泡剂的性能对比

消泡剂名称

消泡时间/s

抑泡时间/min

消泡剂用量/μL

植物油消泡剂(市售)

178

18

810

有机硅消泡剂(市售)

12

61

220

DF-220(自有)

85

21

400

Foamic-025(自有)

73

32

400

Foamic-028(自有)

97

61

300

通过表2可以看出,我公司推出的消泡剂在用量较少的情况下消泡效果良好。其中,DF-220为聚醚类消泡剂,Foamic025Foamic028为有机高分子聚合物类消泡剂。这些消泡剂均不含不利于降解的物质。

在发酵工业中,消泡剂在投入发酵罐前须进行高温消毒处理。机硅消泡剂虽表现出优异的消泡效果,但在高温条件下会出现分层破乳等现象,影响其消泡性能,且降解后有硅元素残留,很难从发酵液中分离出来,降低了产品的纯度。

综合考虑以上因素,在发酵行业消泡过程中,采用聚醚类消泡剂或聚醚改性类消泡剂,具有消泡速度快、抑泡效果好,且兼容性良好等特点,同能够提高产能和发酵单位,对成品无影响。因此采用聚醚型或其衍生物型消泡剂对发酵工业是一种较好的选择。

参考文献

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[2] 谢举文,发酵行业消泡剂的运用[J].辽宁化工,2011,402):96-97.

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[5] 储炬,李友荣,现代工业发酵调控学[M].北京:化学工业出版社,2002.

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