Новости

В процессах ферментации контроль пены является ключевым фактором для обеспечения бесперебойного производства. Если вы хотите сократить расходы на борьбу с пеной, решить проблему пенообразования или столкнулись с проблемами, связанными с пеной, очень важно понимать причины ее возникновения и способы борьбы с ней. Образование пены оказывает значительное влияние на процесс ферментации. При отсутствии надлежащего контроля чрезмерное образование пены может привести к ряду проблем, таких как снижение коэффициента заполнения ферментера, снижение эффективности переноса кислорода, повышение риска бактериального заражения, потери сырья и продукта, а также нарушение правильного функционирования аэрации и перемешивания. Пена по сути представляет собой коллоидную систему, образованную дисперсией газов в жидкости, в которой стерильный воздух и метаболические газы выступают в качестве дисперсной фазы, а ферментационный бульон - в качестве непрерывной фазы, разделенной жидкой пленкой.

При глубокой жидкой ферментации определенное количество пены является нормальным явлением, но чрезмерное количество пены может иметь негативные последствия, такие как снижение коэффициента загрузки, уменьшение переноса кислорода, увеличение вероятности бактериального заражения, приводящее к потере ферментационного бульона и продуктов, разрушению мицелия, а также препятствующее аэрации и перемешиванию.

На образование пены влияет множество факторов, в основном включающих: 
① Вентиляция и скорость перемешивания: обычно увеличение вентиляции и скорости перемешивания приводит к увеличению пены, но бывает и обратная ситуация.
② Природа культуральной среды: органические источники азота, такие как пептон и кукурузный сироп, являются основными пенообразователями, в то время как такие вещества, как глюкоза, могут стабилизировать пену, хотя пенообразующее свойство является плохим. 
③ Операция стерилизации: чем выше интенсивность стерилизации, тем больше пены в ферментационном бульоне, что может быть связано с изменениями в составе среды при высокой температуре. 
④ Рост и метаболизм бактерий: больше пены на ранней стадии ферментации, с размножением бактерий и потреблением пенообразующих веществ пена уменьшается; период логарифмического роста и период синтеза продукта пена увеличивается, к концу периода из-за гибели бактерий и автолиза пена становится более серьезной.
Для удаления образовавшейся пены может быть использован метод химического пеногашения. Пеногасители для промышленного брожения включают в себя полиэфирные пеногасители, пеногасители на основе спирта и силиконовые пеногасители, из которых полиэфиры широко используются из-за их мощной пеногасящей способности. Тем не менее, выбор пеногасителя для промышленного брожения должен осуществляться в соответствии с характеристиками штамма и среды для обеспечения эффективного пеногашения и снижения затрат. На практике пеногасители для ферментации обычно стерилизуют вместе с культуральной средой, чтобы обеспечить антипенообразующий эффект. Во время процесса ферментации пеногаситель добавляют через регулярные промежутки времени по мере необходимости для контроля пенообразования. В современном процессе ферментации, благодаря установке электромагнитного расходомера и устройства самоконтроля, можно реализовать автоматическую подачу и добавление ферментационного пеногасителя.

В целом, образование пены - сложный процесс, который требует подбора соответствующих антипенных средств в зависимости от характеристик продукта и конкретных причин пенообразования. Статистический анализ закономерностей образования пены позволяет более эффективно устранять ее, сокращать производственные отходы и обеспечивать стабильность промышленного ферментационного производства.