用天然油脂类消泡剂来解决油脂类型的泡沫问题
发酵过程泡沫的控制
泡沫对发酵的影响与控制摘要：泡沫对发酵过程产生多种不利因素，是影响发酵过程重要主要因素之一，本文主要就泡沫的性质，以及泡沫消除的方式进行论述。
并阐述了消泡技术发展的趋势，以及新型的化学消泡技术。
关键词：发酵、泡沫、消泡剂、活性剂一、泡沫产生的原因泡沫是气体在液体中的粗分散体，产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。
而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。
，按产生原因可以大致分为两类：①外界引入，在通气过程中，伴随机械搅拌、空气被分成细小的气泡，从溶氧的角度讲，气泡越细越好，使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换，这些气泡升到发酵液面时无法及时消除而形成泡沫。
②由发酵液内部产生微生物在进行发酵活动时，往往产生一些气体，如CO2，这些代谢气体凝结形成气泡，冒出到发酵液面，成为发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量越多。
培养基配比与原料组成以及性质对泡沫也有很大的影响。
培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫就多而持久二、泡沫的性质：泡沫是气体被分散在少量液体中的胶体体系。
泡沫间被一层液膜隔开而彼此不相连通。
发酵过程中所遇到的泡沫，其分散相是无菌空气和代谢气体，连续相是发酵液影响泡沫稳定性的因素1、泡径大小通常情况下大泡易于破灭，寿命较长的都是小泡，另一方面，气泡只有上升到液面才能够在破灭之后减少泡沫体积，所以气泡越小，上升速度越慢。
小气泡上升慢，给表面活性剂的吸附提供充足的时间，增加了稳定性。
、2、溶液所含助泡物的类型和浓度（1）降低表面张力降低表面张力会降低相邻气泡间的压差。
压差小，小泡并入大泡的速度就慢，泡沫的稳定性就好。
（2）增加泡沫弹性泡沫液具有可以伸缩的称为“吉布斯弹性”的性质，对于泡沫稳定性来说表面活性剂使液膜具有“吉布斯弹性”比降低表面张力更重要吉布斯曾对泡沫液弹性做如下定义：E=2AσE——膜弹性A——膜面积σ——表面张力（3）助泡剂浓度3，发酵液的粘度某些溶液，如蛋白质溶液，虽然表面张力不低，但因粘度很高，所产生的泡沫非常稳定。
微生物工程思考题
微生物工程指导1、什么是微生物工程？它是由哪四大技术结合发展起来？(1)微生物工程：利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系。
(2)传统发酵，DNA重组，细胞融合，分子修饰与改造2、微生物反应过程的特点（与化学工程相比）(1)优点：（与化学工程相比）①生产过程通常在常温常压下进行，操作条件温和②原料以碳水化合物为主，不含有毒物质。
③能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位反应，如氧化、还原、官能团导入等。
④生产产品的生物体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质；⑤通过微生物菌种改良，能够利用原有设备使生产飞跃上升。
(2)发酵过程中尚存在的问题：①底物不能完全转化成目的产物，副产物的产生不可避免，因而造成提取和精制困难②微生物反应是活细胞的反应，产物的获得除受环境因素影响外，也受细胞内因素的影响，且菌体易发生变异。
③原料是农副产品，虽然价廉，但质量波动较大。
④生产前准备工作量大，花费高，相对化学反应而言，反应器效率低。
⑤发酵废水常具有较高的BOD 和COD，需处理后排放。
3、微生物工程的发展经历哪几个阶段？(1)传统的微生物发酵技术——天然发酵(2)第一代微生物发酵技术——纯培养技术(3)第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术(4)第三代发酵技术——微生物工程4、微生物工程产品类型有哪些？(1)微生物菌体的发酵(2)微生物酶发酵(3)微生物代谢产物发酵(4)微生物的生物转化(5)微生物特殊机能的利用5、作为发酵工业用的微生物菌种应符合哪些要求？(1)能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高。
(2)可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高。
(3)根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变株或野生菌株。
(4)选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体(5)菌种纯，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性(6)菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全6、微生物工程工业生产水平取决于哪些因素？(1)生产菌种的性能(2)发酵和提取工艺条件(3)生产设备7、微生物菌种分离与筛选工作程序分哪几步？样品采集→增殖培养→纯种分离→生产性能测定8、微生物菌种选育的方法有哪些？(1)自然选育(2)诱变育种(3)杂交育种(有性、准性)(4)原生质体融合育种(5)基因工程育种9、菌种保藏方法中，常用于产孢子和芽孢的保藏的方法是哪一个？现逐渐被哪一种方法取代？沙土管保藏法，现被真空冷冻干燥法取代10、微生物酶活性调节的方式有哪些？(1)共价修饰(2)变(别)构效应(3)缔合与解离(4)竞争性抑制11、酶合成调节的类型有哪些？(1)诱导（2）阻遏<末端产物阻遏，分解代谢产物阻遏>12、了解酶合成调节的分子机制（乳糖操纵子和色氨酸操纵子）13、了解分支生物合成途径的调节类型(1)同工酶调节：某一分支途径中的第一步反应可由多种酶催化，但这些酶受不同的终产物的反馈调节.(2)协同反馈调节: 需有一种以上终产物的过量存在方有明显的效果。
7发酵工艺控制(第4节-泡沫控制)【发酵工程】
发酵液性质随菌代谢不断变化，是泡沫消长的重要因素。
举例： 霉菌发酵前期，泡沫很稳定，因发酵液黏度高和表面
张力低。随着蛋白酶、淀粉酶的增多及碳、氮源的利用， 蛋白质降解，发酵液黏度 降低和表面张力上升，泡 沫在减少。
菌体也有稳定泡沫的升。
三、 泡沫的控制
消沫装置可安装在罐内或罐外。
罐内法：可在搅拌轴上方安装消沫桨，形式多样， 泡沫借旋风离心场作用被压碎，也可将少量消泡剂加 到消沫转子上以增强消沫效果。
罐外法：是将泡沫引出罐外，通过喷嘴的加速作用或 离心力粉碎泡沫。
离心式消泡器 ：
是一种离心式气液分离装置。装于排气口上，夹带 液沫的气流以切线方向进入分离器中，由于离心力的作 用，液滴被甩向器壁，经回流管返回发酵罐，气体则自 中间管排出。
②、增加了菌群的非均一性：
由于泡沫高低的变化和处在不同生长周期的微 生物随泡沫漂浮，或黏附在罐壁上，使这部分菌有时在 气相环境中生长，引起菌的分化，甚至自溶，从而影响 了菌群的整体效果。
③、增加了污染杂菌的机会，发酵液溅到轴封 处，容易染菌。
④、大量起泡，控制不及时，会引起逃液，招 致产物的流失。
举例：
土霉素发酵中用泡敌、植物油和水按(2～3)：(5～ 6)：30的比例配成乳化液，消沫效果很好，不仅节约了 消沫剂和油的用量，还可在发酵全程使用。
消沫作用的持久性与本身的性能、加入量、加入时 机有关。
举例： 青霉素发酵中曾采用滴加玉米油的方式，防止了泡沫
用量0.03％左右，消沫能力比植物油大10倍以上。
泡敌亲水性好，在发泡介质中易铺展，消沫能力强， 但其溶解度也大，消沫活性维持时间较短。在黏稠发酵 液中使用效果比在稀薄发酵液中更好。
3、高级醇：
十八醇是高级醇类中常用的一种，可单独或与载体一 起使用。它与冷榨猪油一起能有效控制青霉素发酵的泡沫。
氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产
生物素的来源：氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料 有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等，通常选取 几种混合使用。例如，许多工厂选择纯生物素、玉米浆、 糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺 不同，所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg， 麸皮含生物素300μg/kg，甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单 周期长，占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点（pH4-4.5) 育晶（2h）
盐酸
菌体及细小的 谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨 酸阳离子，并可用热碱液洗脱下来，收集谷氨酸 洗脱流分，经冷却、加盐酸调pH 3.0～3.2进行结 晶，之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形； 革兰氏阳性菌，无鞭毛，无芽孢；不能运动； 需氧性的微生物； 生物素缺陷型； 脲酶强阳性； 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等；
发酵中菌体发生明显形态变化，同时细胞膜渗透性改变； 二氧化碳固定反应酶系强； 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱； α-酮戊二酸氧化能力微弱； 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌，因此谷氨酸发酵前期要 求一定量的有机氮，通常在基础培养基中加入适 量的有机氮，在发酵过程中流加尿素、液氨或氨 水来补充无机氮。
（3）无机盐
磷酸盐 ：工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐，也可用磷酸。 过高：代谢转向合成缬氨酸。 过低：菌体生长缓慢。
产黄青霉生产青霉素的流程及原理
产黄青霉生产青霉素的流程及原理青霉素的根本构造是6-氨基青霉酸,青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁，而人类只有细胞膜无细胞壁，故对人类的毒性较小，除能引起严重的过敏反响外，在一般用量下，其毒性不甚明显，但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶，易被其破坏，且其抗菌谱较窄，主要对革兰氏阳性菌有效。
菌种青霉素生产菌株一般为产黄青霉，根据深层培养中菌丝体的形态，分为球状菌和丝状菌。
在发酵过程中，产黄青霉的生长发育可分为六个阶段。
1. 分生孢子的I期；2. 菌丝繁殖，原生质嗜碱性很强，有类脂肪小颗粒产生为II期；3. 原生质嗜碱性仍很强，形成脂肪粒，积累贮藏物为III期；4. 原生质嗜碱性很弱，脂肪粒减少，形成中、小空泡为IV期；5. 脂肪粒消失，形成大空泡为V期；6. 细胞内看不到颗粒，并有个别自溶细胞出现为VI期；工艺流程1.丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管〔25°C，孢子培养，7天〕——斜面母瓶〔25°C，孢子培养，7天〕——大米孢子〔26°C，种子培养56h,1:1.5vvm〕——一级种子培养液〔27°C，种子培养，24h,1:1.5vvm〕——二级种子培养液〔27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm〕——发酵液。
2.球状菌二级发酵工艺流程冷冻管〔25°C，孢子培养，6~8天〕——亲米〔25°C，孢子培养，8~10天〕——生产米〔28°C，孢子培养，56~60h,1:1.5vvm〕——种子培养液〔26~25-24°C，发酵，7天，1：0.8vvm〕——发酵液。
培养基1. 碳源产黄青霉菌可利用的碳源有乳糖、蕉糖、葡萄糖等。
目前生产上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液(DE 值50% 以上) 进展流加。
2. 氮源氮源常选用玉米浆、精制棉籽饼粉、麸皮，并补加无机氮源〔硫酸氨、氨水或尿素〕。
消泡剂的成分分析
消泡剂的成分分析消泡剂，又称为除泡剂或破泡剂。
其主要成分：天然油脂（即豆油、玉米油等）、聚醚类消泡剂、高碳醇、硅类、聚醚改性硅、新型自乳化消泡剂、聚硅氧烷消泡剂等。
消泡剂的种类很多，硅醚共聚类，有机硅氧烷、聚醚、硅和油复合、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。
在工业生产的过程中会产生许多影响生产的泡沫，需要添加消泡剂。
广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗、污水处理等行业生产过程中产生的有害泡沫。
主要适用于线路板(PCB)流程、化工、电镀、印染、造纸、医药、水性油墨、陶瓷分切、钢板的清洗、铝业的加工、各种污水处理以及各种工业等水体系方面的消泡和抑泡。
为了消除传统消泡剂这种不可避免的弊病，出现了分子级消泡剂，这类消泡剂由特殊的矿物油及特殊的分子级消泡物质组成，整个分子呈类似于网状的超分支结构，具有多个锚定点，同时具有一定的自乳化作用，无需另外添加乳化剂，不会出现因乳化剂脱离而造成的缩孔现象。
近来消泡剂的研究主要集中在有机硅化合物与表面活性剂的复配、聚醚与有机硅的复配、水溶性或油溶性聚醚与含硅聚醚的复配等复配型消泡剂上，复配是消泡剂的发展趋势之一。
就目前消泡剂而言，聚醚类与有机硅类消泡剂的性能最为优良，对这两类消泡剂的改性与新品种的开发研究也比较活跃。
北京清析技术研究院在华北、华南、华中、华东、西北等地区，建立12大分院及配套实验室，秉承母校校训，以严谨、求实的工作态度，为数千家企业客户提供产品研发、成分分析、材料检测、工业诊断、模拟测试、大型仪器测试、可靠性验证等专业技术服务，还为全国范围内的公安局、法院、检察院、律师事务所、司法鉴定中心、医院、高等院校、中国科学院提供专业技术服务。
经过几十年的团队技术积累，北京清析技术研究院下设环境检测事业部、食品保健品检测事业部、药品化妆品检测事业部、失效分析事业部、公检法服务事业部、高校科研服务事业部、成分分析/配方分析事业部、生物医药事业部等10大部门。
几种常见的消泡剂种类
消泡剂的详细分类(作者：中和润消泡剂)在工业生产的过程中会产生许多有害泡沫，需要添加消泡剂。
消泡剂的种类很多，有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的，具有消泡速度更快，抑泡时间更长，适用介质范围更广，甚至苛刻介质环境如高温、强酸和强碱的特点。
广泛应用于清除胶乳、纺织上浆、食品发酵、生物医药、涂料、石油化工、造纸、工业清洗等行业生产过程中产生的有害泡沫。
1、天然油脂(即豆油、玉米油等)优点：来源容易，价格低，使用简单;缺点：如贮存不好，易变质，使酸值增高。
2、高碳醇高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子，在水体系里是有效的消泡剂。
七十年代初前苏联学者在阴离子、阳离子、非离子型表面活性剂的水溶液中试验，提出醇的消泡作用，与其在起泡液中的溶解度及扩散程度有关。
C7~C9的醇是最有效的消泡剂。
C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%的水乳液，即是水体系的消泡剂。
还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用，后者还可作为前体。
3、聚醚类消泡剂种类挺多，主要有以下几种：a.GP型消泡剂以甘油为起始剂，由环氧丙烷，或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚合而制成的GP型的消泡剂亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，所以宜使用在稀薄的发酵液中。
它的抑泡能力比消泡能力优越，适宜在基础培养基中加入，以抑制整个发酵过程的泡沫产生。
b.GPE型消泡剂即泡敌在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷，成为链端是亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫。
按照环氧乙烷加成量为10%，20%，……50%分别称为GPE10，GPE20，……GPE50。
GPE型消泡剂亲水性较好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但溶解度也较大，消泡活性维持时间短，因此用在粘稠发酵液中效果较好。
c.GPES型消泡剂：有一种新的聚醚类消泡剂，在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，当中间隔有亲水链的嵌段共聚物。
天然油脂类消泡剂
天然油脂类消泡剂作者:中联邦天然油脂类消泡剂的特点：天然油脂类消泡剂是一种液体油性强效消泡剂，专门设计用于各种油水体系，具有突出的消抑泡、特别在油性体系分散性良好，在高温200度以上、20%左右的酸碱体系控泡理想。
在水性体系要求高速搅拌添加本消泡剂，本消泡剂最大特点是在体系里起到控泡作用，不受PH的影响。
1、消泡、抑泡力强，用量少，不影响起泡体系的基本性质。
2、耐热性好，化学性稳定，无腐蚀、无毒、无不良副作用、不燃、不爆。
3、其性能可与进口产品相媲美，而价格更具明显之优势。
天然油脂类消泡剂的技术参数：型号…………………………………B-0941/0942/0943外观…………………………………半透明/乳状液体/乳白液体密度 (1)粘度（25）…………………………3000mpa.s活性物含量（%）…………………100%注：本数据表所列数值只描述了本产品典型的性质，不代表规格范围。
天然油脂类消泡剂的应用场合：天然油脂类消泡剂用于各种油水体系消泡，如合成树脂、粘合剂、胶粘剂、减水剂、亚磷酸酯、化工合成、钻井泥浆、气体处理、原油蒸馏、泥青装置、油气分离、润滑油、液压油，200度以上高温、强酸、强碱体系消泡、控泡、脱泡、抑泡。
天然油脂类消泡剂的使用方法：推荐用量：油性消泡剂按配方总量计，建议用量为0.1%-0.6%。
但最经济的用量应在工艺试验后再确定。
储运包装：包装：本品采用50KG、120KG、200KG塑料桶装。
贮存：本品不属危险品，无毒，不可燃，密封存放于室内阴凉、通风、干燥处。
未使用完前，每次使用后容器应严格密封。
25℃左右保质期12个月。
运输：本品运输中要密封好，防潮、防强碱强酸及防雨水等杂质混入。
保护措施：请参阅中联邦公司《天然油脂类消泡剂材料安全数据（MSDS）》。
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天然油脂类消泡剂
指数指标：
型号…………………………………X-4298/4299/4300
外观…………………………………乳白色粘稠液体
组成…………………………………有机改性的聚硅氧烷
闪燃点………………………………200℃以上
活性物含量（%）…………………100%
注：本数据表所列数值只描述了本产品典型的性质，不代表规格范围。
产品概述
【产品介绍】
天然油脂类消泡剂是一种液体油性强效消泡剂，专门设计用于各种油水体系，具有突出的消抑泡、特别在油性体系分散性良好，在高温200度以上、20%左右的酸碱体系控泡理想。
在水性体系要求高速搅拌添加本消泡剂，本消泡剂大特点是在体系里起到控泡作用，不受PH的影响。
产品特点：
1、消泡、抑泡力强，用量少，不影响起泡体系的基本性质。
2、耐热性好，化学性稳定，无不良副作用、不燃、不爆。
3、其性能可与进口产品相媲美，而价格更具明显之优势。
【应用领域】
天然油脂类消泡剂用于各种油水体系消泡，如合成树脂、粘合剂、胶粘剂、减水剂、亚磷酸酯、化工合成、钻井泥浆、气体处理、原油蒸馏、泥青装置、油气分
离、润滑油、液压油，200度以上高温、强酸、强碱体系消泡、控泡、脱泡、抑泡。
【参考用量】
天然油脂类消泡剂按配方总量计，建议用量为0.1%-0.6%。
但经济的用量应在工艺试验后再确定。
储运包装：
包装：本品采用50KG、120KG、200KG塑料桶装。
贮存：本品不属危险品，不可燃，密封存放于室内阴凉、通风、干燥处。
未使用完前，每次使用后容器应严格密封。
25℃左右保质期12个月。
运输：本品运输中要密封好，防潮、防强碱强酸及防雨水等杂质混入。