¿Sabes algo sobre el antiespumante de fermentación?
El proceso de fermentación biológica aeróbica se acompaña principalmente de aireación. La combinación del aire inyectado y el tensioactivo en el medio de cultivo conduce a menudo a la generación de espuma, que es difícil de reventar. En el proceso de fermentación biológica, la producción de espuma provocará la pérdida de productos de fermentación, contaminación bacteriana, contaminación de sensores, reducción del volumen de trabajo y contaminación ambiental. Por lo tanto, es extremadamente importante eliminar la espuma redundante en el proceso de fermentación.
1, Métodos comunes de desespumado
*Método antiespumante físico:
Los métodos físicos de desespumación incluyen desespumación a alta y baja temperatura, desespumación acústica y desespumación por pulverización líquida. El desespumante a alta y baja temperatura consiste en utilizar la inestabilidad de la espuma en condiciones de alta o baja temperatura para lograr el objetivo de desespumante. El desespumado acústico se refiere al uso de ondas de sonido para hacer vibrar las moléculas de material en la espuma, más el efecto de presión sonora de las ondas de sonido en la superficie de la espuma para romper la espuma. Se puede dividir en antiespumante acústico mecánico y antiespumante ultrasónico.
El desespumante por pulverización líquida consiste en utilizar el impacto del líquido sobre la superficie de la espuma para romper la espuma. El método de desespumado físico no influye en el proceso de fermentación ni en los productos, y se puede utilizar como una alternativa ideal al desespumante químico. Sin embargo, el método de desespumado físico es caro o ineficaz, por lo que no se ha utilizado mucho.
*Método antiespumante mecánico:
El mecanismo antiespumante del antiespumante mecánico utiliza principalmente el cambio de presión, la fuerza de cizallamiento, la fuerza de compresión y la fuerza de impacto generada por la rápida rotación del impulsor para lograr el objetivo de desespumar. De acuerdo con la investigación sobre antiespumantes mecánicos en el país y en el extranjero, los antiespumantes mecánicos se pueden dividir en cuatro tipos, a saber, antiespumante tipo cesta centrífuga, antiespumante tipo paleta de eje giratorio, antiespumante tipo agitación con impulsor superior y antiespumante tipo cono.
*Método antiespumante químico:
Los métodos químicos utilizan principalmente varios antiespumantes químicos o biológicos para eliminar los tensioactivos y lograr el objetivo de desespumar. Su mecanismo incluye principalmente: el antiespumante reduce la resistencia mecánica de la espuma y la viscosidad de la superficie de la película líquida al mismo tiempo. La interacción de los dos aspectos, junto con algunos otros factores relativamente pequeños, puede eliminar la espuma. Este método es relativamente simple y conveniente, con una amplia gama de antiespumantes y una alta eficiencia antiespumante. Es el método antiespumante más utilizado en la actualidad.
2, Antiespumantes comunes para fermentación
* Antiespumante de silicona:
El antiespumante de silicona está hecho de grasa de silicona, emulsionante, agente impermeabilizante, espesante, etc., y una cantidad adecuada de agua mediante emulsificación mecánica. El antiespumante de silicona se caracteriza por una baja tensión superficial, alta actividad superficial, fuerte fuerza antiespumante, baja dosificación y bajo costo. El antiespumante de silicio orgánico no es miscible con agua ni con la mayoría de las sustancias orgánicas, y puede desespumar la mayoría de los medios de burbujas. El antiespumante de silicona tiene una buena estabilidad térmica y puede usarse en un amplio rango de temperatura de 5 ℃ - 150 ℃; El antiespumante de silicio orgánico tiene buena estabilidad química y es difícil de reaccionar con otras sustancias. Puede ser utilizado en soluciones ácidas, alcalinas y salinas siempre que esté correctamente configurado, sin perjudicar la calidad del producto.
*Antiespumante de poliéter:
Existen muchos tipos de antiespumantes de poliéter, entre los que se incluyen principalmente los siguientes:
① Antiespumante de poliéter tipo GP: El antiespumante tipo GP, que se prepara mediante la polimerización por adición de epoxi propano, o la mezcla de epoxi etano y epoxi propano con glicerol como agente de partida, tiene poca hidrofilia y baja solubilidad en el medio espumante, por lo que debe usarse en el caldo de fermentación diluido. Su capacidad inhibidora de espuma es superior a la capacidad antiespumante, y es adecuado para agregarse en el medio básico para inhibir la producción de espuma en todo el proceso de fermentación.
② El antiespumante de poliéter tipo GPE, es decir, el enemigo de la espuma, se agrega al final del eslabón de la cadena del polipropilenglicol del antiespumante tipo GP para formar óxido de etileno, que se convierte en polioxietilen oxipropilen glicerol con un grupo hidrófilo en el extremo de la cadena. Según la cantidad de adición de óxido de etileno del 10 %, 20 % y 50 %, se denominan GPE10, GPE20 y. GPE50 respectivamente.
El antiespumante de poliéter tipo GPE tiene buena hidrofilicidad, es fácil de esparcir en el medio espumante y tiene una fuerte capacidad antiespumante, pero también tiene una gran solubilidad y un tiempo de mantenimiento de actividad antiespumante corto, por lo que tiene un buen efecto cuando se usa en caldo de fermentación viscoso.
③ Antiespumante de poliéter tipo GPES: hay un nuevo tipo de antiespumante de poliéter. El extremo de la cadena del antiespumante tipo GPE se sella con estearato hidrofóbico para formar un copolímero de bloque con cadenas hidrofóbicas en ambos extremos y cadenas hidrofílicas a intervalos. Las moléculas con esta estructura son fáciles de reunir en la interfase gas-líquido de manera horizontal, por lo que la actividad superficial es fuerte y la eficiencia antiespumante es alta.
* Antiespumante de silicio modificado con poliéter:
El antiespumante de silicio modificado con poliéter combina las ventajas del antiespumante de poliéter y silicio orgánico. No es tóxico e inofensivo, inofensivo para las bacterias y tiene muy poca cantidad añadida. Es un producto antiespumante de alto rendimiento económico.
3, requisitos de selección de antiespumante de fermentación
Los antiespumantes de fermentación industrial generalmente deben cumplir con los siguientes cuatro requisitos:
① El antiespumante de fermentación debe serun tensoactivo fuerte con baja tensión superficialy ser capaz de sumergirse y expandirse sobre la membrana de espuma;
② El antiespumante de fermentación industrial tienebuena dispersabilidad,tiene cierta afinidad con el caldo de fermentación, se puede dispersar rápidamente en el caldo de fermentación y juega un papel en la formación de espuma;
③ Los antiespumantes tienen poca osin efecto sobre el crecimiento celular, la síntesis y extracción del producto objetivo;
④ El antiespumante de fermentación esinsoluble o insoluble,tiene baja volatilidad y tiene propiedades antiespumantes y de inhibición de espuma duraderas.
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