Você sabe alguma coisa sobre antiespumante de fermentação?
O processo de fermentação biológica aeróbica é principalmente acompanhado por aeração. A combinação do ar injetado e do surfactante no meio de cultura muitas vezes leva à formação de espuma, que é difícil de estourar. No processo de fermentação biológica, a produção de espuma causará perda de produtos da fermentação, contaminação bacteriana, poluição dos sensores, redução do volume de trabalho e poluição ambiental. Portanto, é extremamente importante eliminar a espuma redundante no processo de fermentação.
1、 Métodos comuns de remoção de espuma
*Método de desespumação física:
Os métodos físicos de desespumação incluem desespumação de alta e baixa temperatura, desespumação acústica e desespumação por pulverização líquida. A desespumação de alta e baixa temperatura é usar a instabilidade da espuma sob condições de alta ou baixa temperatura para atingir o objetivo da desespumação. A desespumação acústica refere-se ao uso de ondas sonoras para vibrar as moléculas do material na espuma, além do efeito de pressão sonora das ondas sonoras na superfície da espuma para quebrar a espuma. Pode ser dividido em desespumação acústica mecânica e desespumação ultrassônica.
A desespumação por spray líquido é usar o impacto do líquido na superfície da espuma para quebrá-la. O método de desespumação física não tem influência no processo de fermentação e nos produtos e pode ser usado como uma alternativa ideal ao desespumante químico. No entanto, o método de desespumação física é caro ou ineficiente, por isso não tem sido amplamente utilizado.
*Método mecânico de remoção de espuma:
O mecanismo de desespumação do desespumador mecânico usa principalmente a mudança de pressão, força de cisalhamento, força de compressão e força de impacto gerada pela rotação rápida do impulsor para atingir o objetivo de desespumação. De acordo com a pesquisa sobre antiespumantes mecânicos no país e no exterior, os antiespumantes mecânicos podem ser divididos em quatro tipos, a saber, antiespumante tipo cesto centrífugo, desespumador tipo pá de eixo rotativo, desespumador tipo agitador de impulsor superior e desespumante tipo cone.
*Método químico antiespumante:
Os métodos químicos usam principalmente vários desespumantes químicos ou biológicos para eliminar surfactantes para atingir o objetivo de desespumação. Seu mecanismo inclui principalmente: antiespumante reduz a resistência mecânica da espuma e a viscosidade da superfície do filme líquido ao mesmo tempo. A interação dos dois aspectos, juntamente com alguns outros fatores relativamente pequenos, pode eliminar a espuma. Este método é relativamente simples e conveniente, com uma ampla gama de antiespumantes e alta eficiência de desespuma. É o método antiespumante mais utilizado atualmente.
2、 Antiespumantes comuns para fermentação
* Antiespumante de silicone:
O antiespumante de silicone é feito de graxa de silicone, emulsificante, impermeabilizante, espessante, etc., e uma quantidade adequada de água através de emulsificação mecânica. O antiespumante de silicone é caracterizado por baixa tensão superficial, alta atividade superficial, forte força antiespuma, baixa dosagem e baixo custo. O antiespumante de silício orgânico não é miscível com água e com a maioria das substâncias orgânicas e pode desespumar a maioria dos meios de bolhas. O antiespumante de silicone tem boa estabilidade térmica e pode ser usado em uma ampla faixa de temperatura de 5 ℃ - 150 ℃; O antiespumante de silício orgânico tem boa estabilidade química e é difícil de reagir com outras substâncias. Pode ser utilizado em soluções ácidas, alcalinas e salinas desde que devidamente configurado, sem prejudicar a qualidade do produto.
*Desespumante de poliéter:
Existem muitos tipos de antiespumantes de poliéter, incluindo principalmente os seguintes:
① Antiespumante de poliéter tipo GP: O antiespumante tipo GP, que é preparado por polimerização de adição de epóxi propano, ou a mistura de epóxi etano e epóxi propano com glicerol como agente inicial, tem baixa hidrofilicidade e baixa solubilidade no meio espumante, por isso deve ser usado no caldo de fermentação fino. Sua capacidade de inibição de espuma é superior à capacidade antiespumante, sendo adequado para ser adicionado ao meio básico para inibir a produção de espuma em todo o processo de fermentação.
② O antiespumante de poliéter tipo GPE, ou seja, inimigo da espuma, é adicionado ao final do elo da cadeia do polipropileno glicol do antiespumante tipo GP para formar óxido de etileno, que se torna polioxietileno oxipropileno glicerol com grupo hidrofílico no final da cadeia. Conforme a quantidade de adição de óxido de etileno de 10%, 20% e 50%, são denominados GPE10, GPE20 e. GPE50 respectivamente.
O antiespumante de poliéter tipo GPE possui boa hidrofilicidade, é fácil de espalhar no meio de formação de espuma e possui forte capacidade de remoção de espuma, mas também possui grande solubilidade e curto tempo de manutenção da atividade de remoção de espuma, por isso tem bom efeito quando usado em caldo de fermentação viscoso.
③ Poliéter antiespumante tipo GPES: existe um novo tipo de poliéter antiespumante. A extremidade da cadeia do antiespumante tipo GPE é selada com estearato hidrofóbico para formar um copolímero em bloco com cadeias hidrofóbicas em ambas as extremidades e cadeias hidrofílicas em intervalos. As moléculas com essa estrutura são facilmente reunidas na interface gás-líquido de maneira horizontal, de modo que a atividade superficial é forte e a eficiência antiespumante é alta.
* Antiespumante de silício modificado com poliéter:
O desespumante de silício modificado com poliéter combina as vantagens do poliéter e do desespumante de silício orgânico. É atóxico e inofensivo, inofensivo para bactérias e tem muito pouca quantidade adicionada. É um produto antiespumante de alto custo e desempenho.
3、 Requisitos de seleção de antiespumante de fermentação
Os antiespumantes de fermentação industrial geralmente precisam atender aos quatro requisitos a seguir:
① O antiespumante de fermentação deve serum surfactante forte com baixa tensão superficiale ser capaz de imergir e expandir na membrana de espuma;
② O antiespumante de fermentação industrial temboa dispersibilidade,tem certa afinidade com o caldo de fermentação, pode ser rapidamente disperso no caldo de fermentação e desempenha um papel na formação de espuma;
③ Antiespumantes têm pouco ounenhum efeito no crescimento celular, síntese e extração do produto alvo;
④ O antiespumante de fermentação éinsolúvel ou insolúvel,tem baixa volatilidade e possui propriedades antiespumantes e inibidoras de espuma duradouras.
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