1)降低生產能力
在發酵罐中,為了容納泡沫,防止溢出而降低裝量
2)引起原料浪費
如果設備容積不能留有容納泡沫的余地,氣泡會引起原料流失,造成浪費.
3) 影響菌的呼吸
如果氣泡穩定,不破碎,那么隨著微生物的呼吸,氣泡中充滿二氧化碳,而且又不能與空氣中氧進行交換,這樣就影響了菌的呼吸.
4) 引起染菌
由于泡沫增多而引起逃液,于是在排氣管中粘上培養基,就會長菌.隨著時間延長,雜菌會長入發酵罐而造成染菌.大量泡沫由罐頂進一步滲到軸封,軸封處的潤滑油可起點消泡作用,從軸封處落下的泡沫往往引起雜菌污染.
3 泡沫的控制
泡沫的控制,可以采用三種途徑:
① 調整培養基中的成分(如少加或緩加易起泡的原材料)或改變某些物理化學參數(如pH值,溫度,通氣和攪拌)或者改變發酵工藝(如采用分次投料)來控制,以減少泡沫形成的機會.但這些方法的效果有一定的限度.
② 采用機械消泡或消泡劑消泡這兩種方法來消除已形成的泡沫:通過化學方法,降低泡沫液膜的表面張力,使泡沫破滅;利用物理方法,使泡沫液膜的局部受力,打破液膜原來受力平衡而破裂.
③ 采用菌種選育的方法,篩選不產生流態泡沫的菌種,來消除起泡的內在因素如:雜交選育不產流態泡沫的土霉素生產菌株。
對于已形成的泡沫,工業上可以采用機械消泡和化學消泡劑消泡或兩者同時使用消泡.化學消泡這是利用外界加入消泡劑,使泡沫破裂的方法.消泡劑都是表面活性劑,具有較低的表面張力,或者是降低泡沫液膜的機械強度,或者是降低液膜的表面黏度,或者兼有兩者的作用,達到破裂泡沫的目的.
如聚氧乙烯氧丙烯甘油(GPE)的表面張力僅為3.3×10-2N/m,而青霉素發酵液的表面張力為(6.0~6.8)×10-2 N/m.
1)消泡劑的作用機理,為了弄清消泡劑如何發揮作用,為了合理,有效地使用消泡劑,需要了解消泡劑的作用機制及一般性質.分別介紹在消泡劑發展歷史上有重要地位的羅氏假說以及其它幾種消泡劑的作用機理.鋪展系數S:S=σF-σFA-σA,σF——起泡介質的表面張力,σFA——消泡劑與起泡介質的界面張力σA——消泡劑的表面張力以鋪展系數S值的正負判斷消泡劑是否能夠在泡沫上擴展.σAσFAσF浸入系數E:E=以浸入系數E值的正負判斷消泡劑能否進入泡沫表面.σAσFAσF,美國膠體化學家羅斯(Ross,S.)提出假說:在溶液中,溶解狀態的溶質是穩泡劑;不溶狀態的溶質,當浸入系數與鋪展系數均為正值時即是消泡劑.
羅斯認為,消泡劑的分子團,即一小滴,一接觸泡沫,首先便是浸入,之后在泡沫上擴展,局部變薄而破裂.當浸入系數和鋪展系數均為負值時,小滴既不浸入也不擴展;當浸入系數大于零,鋪展系數為負數時小滴成棱鏡狀,不鋪展;只有二者均為正值時才可能是消泡劑,這種假說為消泡劑作用機理奠定了基礎.