Fermantasyon sürecinde neden köpük kesiciye ihtiyacımız var?
Fermantasyon mühendisliği, modern teknolojiyi kullanan, mikrobiyal fonksiyonel süreçlerle fermente eden ve daha sonra insan ihtiyaçlarını karşılayan ürünler üreten bir mühendislik türüdür. Fermantasyon mühendisliği, ilaç üretimi, gıda işleme ve atık arıtma gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmakta ve biyoteknoloji endüstrisinin gelişimini teşvik etmektedir. Örneğin antibiyotik üretimi büyük ölçüde fermantasyon teknolojisine dayanır. Biyomühendislik fermantasyonuna köpük eşlik ettiğinde, tedavi için fermantasyon köpük giderici kullanılabilir. Neden köpük kesici eklemelisiniz? Köpüğün nedeni nedir? Köpük gidermenin yöntem ve prensipleri nelerdir?
Fermantasyon tankının fermantasyon sürecinde, havalandırma ve çalkalama, metabolik gaz üretimi ve protein, yağ, yağ asidi ve diğer yüzey aktif maddelerin varlığı nedeniyle fermantasyon sıvısı belirli miktarda köpük üretecektir. Az miktarda köpük normaldir, bu da gaz-sıvı temas alanını artırabilir ve oksijen transfer hızını artırabilir. Ancak çok miktarda köpük aerobik fermantasyon üzerinde bir dizi etkiyi beraberinde getirecektir. Köpük üretimi birçok faktörün kapsamlı etkisini içeren karmaşık bir süreçtir. Fermantasyon mühendisliğinin köpüğü, proses parametrelerinin makul yönetimi ve ayarlanması yoluyla etkili bir şekilde kontrol edilebilir ve kullanılabilir.
1. Fermantasyon sırasında köpüğün nedenleri
(1) Köpük üretimi havalandırma ve karıştırma hızıyla ilgilidir. Hava hacminin ve karıştırma hızının artmasıyla köpük artar, bu nedenle çok fazla köpük olduğunda hava hacmi ve karıştırma hızı azaltılabilir.
(2) Ortam oranı ve hammadde bileşimi: Ortamın besin içeriği yüksek olduğunda, özellikle protein içeriği yüksek olduğunda daha fazla köpük üretilecektir. Aynı zamanda ortamın viskozitesi ve konsantrasyonu da köpüğün stabilitesini ve miktarını etkileyecektir. Şekerin köpürme yeteneği zayıftır ancak kültür ortamının viskozitesini artırabilir ve köpüğün stabilitesini koruyabilir.
(3) Bakterilerin büyüme durumu: Bakteriler kuvvetli bir şekilde büyüdüklerinde daha fazla köpük üreteceklerdir. Fermantasyon süreciyle birlikte besin matrisi tüketildiğinde, hücre eriyip daha fazla protein açığa çıkarana kadar köpük sayısı azalabilir, ardından köpük tekrar artacaktır.
(4) Kültür ortamının sterilizasyon yöntemi, sıcaklığı ve süresi: Bu faktörler, kültür ortamının özelliklerini etkileyerek dolaylı olarak köpürme yeteneğini etkileyebilir.
2. Fermantasyon sırasında köpüğün tehlikeleri
(1) Verimliliğin azaltılması: Köpüğü kontrol altına almak ve fermantasyon tankındaki taşmayı önlemek için yükleme kapasitesi kasıtlı olarak azaltılacak ve bu da verimliliği etkileyecektir.
(2) Hammadde israfı: Ekipman hacmi fazla köpüğü karşılayamadığı zaman köpük taşacak ve ham madde ve atık kaybına neden olacaktır.
(3) Kirlenme: Köpük artarsa ve sıvı kaçarsa, ortam egzoz borusunda sıkışıp kalacak ve çeşitli bakterilerin büyümesine neden olacak, bunlar fermantasyon tankına büyüyecek ve kirlenmeye neden olacaktır.
(4) Bakteriyel solunum üzerindeki etki: Eğer kabarcıklar çok stabilse ve kırılmazsa, mikroorganizmalar nefes aldıkça kabarcıklar karbondioksitle dolar ve havadaki oksijenle değiş tokuş yapamaz, sonuçta bakteriyel solunumu etkiler.
3. Köpük kesici türlerinin seçimi
Köpük giderme prensibi: çift elektrik katmanı oluşturmak için köpüğün yüzeyinde polar yüzey aktif madde olduğunda, mekanik mukavemetini azaltmak için zıt yüklü başka bir yüzey aktif madde eklenebilir veya köpük yapıcı madde ile rekabet etmek için güçlü polariteye sahip bazı maddeler eklenebilir. Sıvı film üzerinde boşluk oluşmasına neden olur ve sıvı filmin mekanik mukavemetini azaltır, böylece köpüğün kopmasını teşvik eder. Köpüğün sıvı filmi büyük bir yüzey viskozitesine sahip olduğunda, sıvı filmin sıvı kaybını teşvik etmek ve köpüğü kırmak için sıvı filmin yüzey viskozitesini azaltmak için küçük moleküler kohezyona sahip bazı maddeler eklenebilir.
Köpük kesicinin özelliği: İyi bir köpük kesici yukarıdaki özelliklerin her ikisine de sahip olabilir; yani aynı anda sıvı filmin mekanik mukavemetini azaltabilir ve sıvı filmin yüzey viskozitesini düşürebilir. Ayrıca köpük kesicinin köpük yüzeyine kolay yayılmasını sağlamak için köpük kesicinin yüzey geriliminin ve suda çözünürlüğünün düşük olması gerekir. Ancak köpük kesici uygun şekilde kullanılmazsa mikroorganizmaların metabolizmasına müdahale edecek ve biyosentezi etkileyecektir.
Köpük giderici türleri: Fermantasyon endüstrisinde yaygın olarak kullanılan köpük gidericiler arasında doğal yağlar, polieterler, silikonlar ve yüksek alkoller bulunur. Ayrıca, hem polieter hem de organosilikon köpük gidericinin avantajlarını birleştiren, onu toksik olmayan ve zararsız hale getiren bir polieter modifiye polisiloksan köpük giderici köpük önleyici de bulunmaktadır.
