机械消泡概述

机械消泡是通过机械力所引起的强烈震动或者压力的不断变纯，促使泡沫破裂，以达到消泡的目的。理想的生物反应器应该具有优化的系统，在完成气体及微生物分散的同时，尽量地减少能耗以及对发酵过程的影响，焉机械消泡装置设计的出发点就是通过增加一些简单的设备，消耗很少的能量，来完成消泡的目的。

机械消泡很少甚至不需要再向生物反应器中加人化学消泡剂，这样可以节省原材料，减少染菌的机会，并且降低了培养液的复杂性，这有利于后期有效物质的处理和提取。机械消泡装置可以重复使用，使用过程中耗能也比较少，像耙式消泡桨，只是将消泡桨装在搅拌轴上，不需要引进新的动力装置。

常用机械消泡结构形式

常用的机械消泡装置可以分为罐内消泡装置和罐外消泡装置。罐内消泡装置最简单的是在搅拌轴上加一个消泡桨，通过转动产生的剪切力打碎泡沫，也有利用泡沫旋转产生的离心力破泡的形式。罐外消泡装置是将泡沫引到罐外，依靠喷嘴产生的加速作用或者离心力来消除泡沫。罐内消泡的结构形式主要有耙式、旋转圆板式、冲击反射板式等，罐外消泡装置主要有旋转叶片式、离心力式、旋风分离器、转向板式等。

(1)耙式消泡桨。固定在搅拌轴上，安装在液面略上部位，随搅拌轴一起转动，利用耙齿将泡沫打碎，这种结构形式最为简单，但是消泡效果也很有限，对于流状泡沫更是没有作用，主要作为一种辅助形式存在，与消泡剂配合使用。其结构如图1所示。

(2)旋转圆板式消泡装置。设在发酵罐内的气相中，与发酵液的液面保持平行。圆板旋转的同时将槽内发酵液注人圆板的中央，通过离心力将破碎成微小泡沫散向槽壁，达到消泡的目的。这种结构形式简单，可以很好地消除发酵液中的细小泡沫，对于容易形成流状泡沫的发酵过程比较适合，但是需要增加动力装置。其结构如图2所示。

(3)旋转叶片机械消泡装置。将泡沫引出罐外，利用装置中的旋转叶片所产生的冲击力和剪切力进行消泡。它是一种典型的罐外消泡装置，当发酵过程会产生大量泡沫时可以采用这种形式，它可以提高发酵罐的利用率，提高装料系数，缺点是需要增加额外的装置，会增加染菌机率，相应地就会增加成本。其结构如图3所示。

(4)离心力消泡装置。将泡沫注入用网眼及筛目较大的筛子做成的筐中，通过旋转产生的离心力将泡沫分散，从而达到消泡的目的。在生产中如果将泡沫灌注在转速为l 000—1 450 r／min的转鼓或转子上，就可以达到消泡的目的，很少甚至不需要再用消泡剂。这种装置的设计需要根据风量、泡沫的含液量和黏度来设计动力的大小，最大的优点就是可以减少消泡剂的使用。其结构如图4所示。

(5)变径孔式消泡桨。作者目前研究出了一种新型的机械消泡装置——变径孔式消泡桨。消泡桨安装在发酵液液面略上的搅拌轴上，依靠原来电机提供动力。变径孔式消泡桨主要是依靠泡沫通过变径孔时所产生的压力变化以及转动时所产生的剪切力来消除泡沫。实验表明，这种形式的消泡桨具有结构简单和耗能低的特点，同时消泡效果好，在线速度超过5 m／s时可以迅速将泡沫消除。其结构如图5所示。

机械式消泡装置在形式和种类上还是比较多的，也有很好酶消泡效果，舞热在谷氮酸发酵生产道程牵，使用耱式消漶浆游泡效巢穰京限，但是如果在灌外尾气排放管上加一个旋风分离器装置，利用离心力处理泡沫，效果就比较理想。

此外，还有其健形式的消泡方式选在被研究，瞧数褥较好靛效果。怒孝渡吴毒许多独特鳃性麓，在许多部门中得到应用。孙来九等引利用超声波的大功率和夸蹑效应将怒声波应用到消泡的过程巾，

取褥了很好的效果。

机械消泡的不足

机械式消泡的效暴往莛不楚禳姆，在潺沫犬爨生成时，不能像消泡荆那样及时迅速地把泡沫消除，而麒很多形式的机械式消泡方法需要和消泡剂配合使用。但是，应该餐到枫械溃泡的傥势，应增大入力积物力翡投人研潮掇新型的、效暴更好翡形式。目前，微生物发酵工业竞争日益激烈，最犬可麓趣降低戚本稚能耗就是增加爨势在市场孛生绺的枧会，全崩动化控翩在国外已经屡见不鲜，但是在我黧发酵生产中仍泼久工控麓海主，提高叁动纯程度是大势新憨疆蚴l。就漶深控制蔼言，计算机使用可以最大限度地发挥消泡剂的作用，减少消泡剂的使用量，降低成本，更好地控制电机的转速，降低能耗。自动纯控裁戆普及将会使发酵生产巾各项参数得到更加精确的控制，提高整个产业的竞争力。

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