在生物發(fā)酵過(guò)程中,起泡可能是幾乎每個(gè)品種都會(huì )遇到的問(wèn)題,特別是在一些大規模、高負荷的發(fā)酵中,起泡會(huì )帶來(lái)一些比較嚴重的后果,比如:泡沫內的細胞截留、頂部空間的氣體傳輸速率降低、由于排氣過(guò)濾器堵塞導致生物反應器過(guò)壓和發(fā)酵罐裝料量的減少等等,這些都會(huì )使得生產(chǎn)產(chǎn)量的降低。
發(fā)酵過(guò)程起泡,通常采用的消泡辦法主要有化學(xué)消泡法和機械消泡法?;瘜W(xué)消泡劑的名稱(chēng)和總類(lèi),多種多樣,但都或多或少給生物發(fā)酵帶來(lái)一些不利的影響,下圖為《Bioprocess Engineering Principles》對某產(chǎn)品添加消泡劑的后對傳質(zhì)系數KLa的影響:
所以,機械消泡法,在某種意義上來(lái)說(shuō),才既能消泡,而又不會(huì )對生物發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生影響。常見(jiàn)的機械消泡器,有棒狀,有槳狀,有釘耙,等等,但,如果我們了解生物發(fā)酵起泡的成因,主要是由于蛋白質(zhì)對液體泡沫膜的穩定作用,就可以大概知道,這些機械消泡器,差強人意了。下圖是《Introduction on Foam and its Impact in Bioreactors》研究的機械消泡槳的截圖:
本公司研制機械消泡技術(shù),在多個(gè)產(chǎn)品得到成功應用,一些產(chǎn)品的應用時(shí)長(cháng)已經(jīng)超過(guò)20年。它不僅安全、衛生、可靠,極大的減少了消泡劑的使用,在不而外增加動(dòng)力的同時(shí),也無(wú)形中提高了發(fā)酵的水平和產(chǎn)量。下圖為實(shí)例圖片,已做糊化處理:
天臻生化技術(shù)公司的發(fā)酵罐除沫技術(shù),核心部件采用文丘里效應原理,當泡沫或者夾帶泡沫的流體,流經(jīng)文丘里收縮結構時(shí),流速增加、壓力降低,然后迅速進(jìn)入擴展結構,流速降低、壓力提升。在這快速的內壓變化過(guò)程,促使泡沫快速破裂,達到消泡的目的。下圖為wiki里面的文丘里動(dòng)圖,便于理解。
天臻生化技術(shù),不負所望!
參考文獻:
1、《微生物工程工藝原理》,華南理工大學(xué)出版社;
2、《BIOPROCESS ENGINEERING PRINCIPLES》,;
3、《Introduction on Foam and its Impact in Bioreactors》
4、《Proteins and surface effects in fermentation: foam, antifoam and mass transfer》
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