機械消泡概述

機械消泡是通過機械力所引起的強烈震動或者壓力的不斷變純，促使泡沫破裂，以達到消泡的目的。理想的生物反應器應該具有優化的系統，在完成氣體及微生物分散的同時，盡量地減少能耗以及對發酵過程的影響，焉機械消泡裝置設計的出發點就是通過增加一些簡單的設備，消耗很少的能量，來完成消泡的目的。

機械消泡很少甚至不需要再向生物反應器中加人化學消泡劑，這樣可以節省原材料，減少染菌的機會，并且降低了培養液的復雜性，這有利于后期有效物質的處理和提取。機械消泡裝置可以重復使用，使用過程中耗能也比較少，像耙式消泡槳，只是將消泡槳裝在攪拌軸上，不需要引進新的動力裝置。

常用機械消泡結構形式

常用的機械消泡裝置可以分為罐內消泡裝置和罐外消泡裝置。罐內消泡裝置最簡單的是在攪拌軸上加一個消泡槳，通過轉動產生的剪切力打碎泡沫，也有利用泡沫旋轉產生的離心力破泡的形式。罐外消泡裝置是將泡沫引到罐外，依靠噴嘴產生的加速作用或者離心力來消除泡沫。罐內消泡的結構形式主要有耙式、旋轉圓板式、沖擊反射板式等，罐外消泡裝置主要有旋轉葉片式、離心力式、旋風分離器、轉向板式等。

(1)耙式消泡槳。固定在攪拌軸上，安裝在液面略上部位，隨攪拌軸一起轉動，利用耙齒將泡沫打碎，這種結構形式最為簡單，但是消泡效果也很有限，對于流狀泡沫更是沒有作用，主要作為一種輔助形式存在，與消泡劑配合使用。其結構如圖1所示。

(2)旋轉圓板式消泡裝置。設在發酵罐內的氣相中，與發酵液的液面保持平行。圓板旋轉的同時將槽內發酵液注人圓板的中央，通過離心力將破碎成微小泡沫散向槽壁，達到消泡的目的。這種結構形式簡單，可以很好地消除發酵液中的細小泡沫，對于容易形成流狀泡沫的發酵過程比較適合，但是需要增加動力裝置。其結構如圖2所示。

(3)旋轉葉片機械消泡裝置。將泡沫引出罐外，利用裝置中的旋轉葉片所產生的沖擊力和剪切力進行消泡。它是一種典型的罐外消泡裝置，當發酵過程會產生大量泡沫時可以采用這種形式，它可以提高發酵罐的利用率，提高裝料系數，缺點是需要增加額外的裝置，會增加染菌機率，相應地就會增加成本。其結構如圖3所示。

(4)離心力消泡裝置。將泡沫注入用網眼及篩目較大的篩子做成的筐中，通過旋轉產生的離心力將泡沫分散，從而達到消泡的目的。在生產中如果將泡沫灌注在轉速為l 000—1 450 r／min的轉鼓或轉子上，就可以達到消泡的目的，很少甚至不需要再用消泡劑。這種裝置的設計需要根據風量、泡沫的含液量和黏度來設計動力的大小，最大的優點就是可以減少消泡劑的使用。其結構如圖4所示。

(5)變徑孔式消泡槳。作者目前研究出了一種新型的機械消泡裝置——變徑孔式消泡槳。消泡槳安裝在發酵液液面略上的攪拌軸上，依靠原來電機提供動力。變徑孔式消泡槳主要是依靠泡沫通過變徑孔時所產生的壓力變化以及轉動時所產生的剪切力來消除泡沫。實驗表明，這種形式的消泡槳具有結構簡單和耗能低的特點，同時消泡效果好，在線速度超過5 m／s時可以迅速將泡沫消除。其結構如圖5所示。

機械式消泡裝置在形式和種類上還是比較多的，也有很好酶消泡效果，舞熱在谷氮酸發酵生產道程牽，使用耱式消漶漿游泡效巢穰京限，但是如果在灌外尾氣排放管上加一個旋風分離器裝置，利用離心力處理泡沫，效果就比較理想。

此外，還有其健形式的消泡方式選在被研究，瞧數褥較好靛效果。怒孝渡吳毒許多獨特鰓性麓，在許多部門中得到應用。孫來九等引利用超聲波的大功率和夸躡效應將怒聲波應用到消泡的過程巾，

取褥了很好的效果。

機械消泡的不足

機械式消泡的效暴往莛不楚禳姆，在潺沫犬爨生成時，不能像消泡荊那樣及時迅速地把泡沫消除，而麒很多形式的機械式消泡方法需要和消泡劑配合使用。但是，應該餐到楓械潰泡的儻勢，應增大入力積物力翡投人研潮掇新型的、效暴更好翡形式。目前，微生物發酵工業競爭日益激烈，最犬可麓趣降低戚本稚能耗就是增加爨勢在市場孛生綹的枧會，全崩動化控翩在國外已經屢見不鮮，但是在我黧發酵生產中仍潑久工控麓海主，提高叁動純程度是大勢新憨疆蚴l。就漶深控制藹言，計算機使用可以最大限度地發揮消泡劑的作用，減少消泡劑的使用量，降低成本，更好地控制電機的轉速，降低能耗。自動純控裁戇普及將會使發酵生產巾各項參數得到更加精確的控制，提高整個產業的競爭力。

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