Pourquoi avons-nous besoin d’un antimousse dans le processus de fermentation ?
L'ingénierie de fermentation est un type d'ingénierie qui utilise la technologie moderne, fermente par des processus fonctionnels microbiens, puis produit des produits qui répondent aux besoins humains. L'ingénierie de fermentation est largement utilisée dans divers domaines tels que la production pharmaceutique, la transformation des aliments et le traitement des déchets, favorisant le développement de l'industrie biotechnologique. Par exemple, la production d'antibiotiques repose fortement sur la technologie de fermentation. Lorsque la fermentation biotechnologique s'accompagne de mousse, un antimousse de fermentation peut être utilisé pour le traitement. Pourquoi ajouter un antimousse ? Quelle est la cause de la mousse ? Quelles sont les méthodes et les principes de démoussage ?
Dans le processus de fermentation de la cuve de fermentation, en raison de l'aération et de l'agitation, de la production de gaz métabolique et de la présence de protéines, d'huile, d'acide gras et d'autres substances tensioactives, le liquide de fermentation produira une certaine quantité de mousse. Une petite quantité de mousse est normale, ce qui peut également augmenter la surface de contact gaz-liquide et augmenter le taux de transfert d'oxygène. Cependant, une grande quantité de mousse entraînera une série d'effets sur la fermentation aérobie. La production de mousse est un processus complexe, impliquant l'effet global de nombreux facteurs. La mousse de l'ingénierie de fermentation peut être contrôlée et utilisée efficacement grâce à une gestion et un ajustement raisonnables des paramètres du processus.
1. Causes de la mousse pendant la fermentation
(1) La production de mousse est liée à l'aération et au taux d'agitation. La mousse augmente avec l'augmentation du volume d'air et de la vitesse de mélange. Ainsi, lorsqu'il y a trop de mousse, le volume d'air et la vitesse de mélange peuvent être réduits.
(2) Rapport du milieu et composition des matières premières : lorsque la teneur en éléments nutritifs du milieu est élevée, en particulier la teneur en protéines, davantage de mousse sera produite. Dans le même temps, la viscosité et la concentration du milieu affecteront également la stabilité et la quantité de mousse. Le sucre a une faible capacité moussante, mais il peut augmenter la viscosité du milieu de culture et maintenir la stabilité de la mousse.
(3) État de croissance des bactéries : lorsque les bactéries se développent vigoureusement, elles produiront plus de mousse. Avec le processus de fermentation, lorsque la matrice nutritive est consommée, le nombre de mousse peut diminuer jusqu'à ce que la cellule se dissolve et libère plus de protéines, puis la mousse augmentera à nouveau.
(4) La méthode de stérilisation, la température et la durée du milieu de culture : Ces facteurs peuvent affecter les propriétés du milieu de culture, affectant indirectement sa capacité de moussage.
2. Dangers de la mousse pendant la fermentation
(1) Réduction de la productivité : Afin de contenir la mousse et d'éviter le débordement dans la cuve de fermentation, la capacité de chargement sera intentionnellement réduite, affectant la productivité.
(2) Gaspillage de matières premières : une fois que le volume de l'équipement ne peut plus accueillir l'excès de mousse, la mousse débordera, provoquant la perte de matières premières et de déchets.
(3) Contamination : Si la mousse augmente et que du liquide s'échappe, le milieu restera coincé dans le tuyau d'échappement, provoquant la croissance de diverses bactéries, qui se développeront dans la cuve de fermentation et provoqueront une contamination.
(4) Impact sur la respiration bactérienne : Si les bulles sont trop stables et ne se brisent pas, lorsque les micro-organismes respirent, les bulles se remplissent de dioxyde de carbone et ne peuvent pas échanger avec l'oxygène de l'air, ce qui affecte finalement la respiration bactérienne.
3. Sélection des types d'antimousse
Principe de démoussage : lorsqu'un tensioactif polaire se trouve à la surface de la mousse pour former une double couche électrique, un autre tensioactif de charge opposée peut être ajouté pour réduire sa résistance mécanique, ou certaines substances à forte polarité peuvent être ajoutées pour concurrencer la substance moussante pour l'espace sur le film liquide, et réduire la résistance mécanique du film liquide, favorisant ainsi la rupture de la mousse. Lorsque le film liquide de la mousse a une grande viscosité de surface, certaines substances à faible cohésion moléculaire peuvent être ajoutées pour réduire la viscosité de surface du film liquide, de manière à favoriser la perte de liquide du film liquide et à briser la mousse.
Propriétés de l'antimousse : Un bon antimousse peut avoir les deux propriétés ci-dessus, à savoir qu'il peut simultanément réduire la résistance mécanique du film liquide et diminuer la viscosité superficielle du film liquide. De plus, afin de faciliter l'étalement de l'antimousse sur la surface de la mousse, l'antimousse doit avoir une faible tension superficielle et une faible solubilité dans l'eau. Cependant, si l'antimousse n'est pas utilisé correctement, il interférera avec le métabolisme des micro-organismes et affectera la biosynthèse.
Types d'antimousses : Les antimousses couramment utilisés dans l'industrie de la fermentation comprennent les huiles naturelles, les polyéthers, les silicones et les alcools supérieurs. Il existe également un antimousse polysiloxane modifié au polyéther qui combine les avantages des antimousses polyéther et organosilicié, ce qui le rend non toxique et inoffensif.
