a,消泡劑可使泡沫液局部表面張力降低,因而導(dǎo)致泡沫破滅希勒(Shearer,L.T)和艾克斯(Akers,W.W.)在油體系中研究聚硅氧烷油的消泡過程.他們對泡沫體系以1/1000秒的速度連續(xù)拍照,照片放大100倍,硅油微粒到達泡沫表面使泡沫破滅,氣泡合并,氣液迅速分離.研究發(fā)現(xiàn):低濃度的,表面張力比起泡液低的物質(zhì),如果與起泡液成為均相,則促進起泡;如果呈飽和狀態(tài),而且被均勻分散在起泡液中,就可能有消泡作用.附著了消泡劑小滴的泡沫能夠迅速破滅,與局部降低表面張力有關(guān).日本高野信之提出類似的觀點:

 在起泡液中分散的消泡劑顆粒,隨著泡沫液變薄,露到表面,因消泡劑表面張力比泡沫液低,該處受到周圍的拉伸,牽引.不斷變薄,最后破滅.把高級醇或植物油灑在泡沫上,當(dāng)其附著到泡沫上,即溶入泡沫液,會顯著降低該處的表面張力.因為這些物質(zhì)一般對水的溶解度較小,表面張力降低只限于局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒有發(fā)生變化.表面張力降低的部分,被強烈地向四周牽引,延展,最后破裂.

 b,消泡劑能破壞膜彈性而導(dǎo)致氣泡破滅穩(wěn)泡因素中談到,因泡膜表面吸附表面活性劑具有斯彈性,當(dāng)受到外部壓力時有自愈作用.消泡劑能破壞泡膜的這種彈性.離子型表面活性劑水溶液產(chǎn)生的泡沫,是因為表面活性劑定向排列形成雙電層,借助排斥作用阻礙泡沫合并而使泡沫穩(wěn)定.這種性質(zhì)的泡沫,只需向體系中加入一種離子電荷相反的表面活性劑,甚至本身也是助泡劑,就可降低泡沫穩(wěn)定性.這是因為兩種表面活性劑彼此干擾,妨礙在氣液界面上定向排列,破壞了膜彈性,因而產(chǎn)生消泡作用.

 a,消泡劑可使泡沫液局部表面張力降低,因而導(dǎo)致泡沫破滅希勒(Shearer,L.T)和艾克斯(Akers,W.W.)在油體系中研究聚硅氧烷油的消泡過程.他們對泡沫體系以1/1000秒的速度連續(xù)拍照,照片放大100倍,硅油微粒到達泡沫表面使泡沫破滅,氣泡合并,氣液迅速分離.研究發(fā)現(xiàn):低濃度的,表面張力比起泡液低的物質(zhì),如果與起泡液成為均相,則促進起泡;如果呈飽和狀態(tài),而且被均勻分散在起泡液中,就可能有消泡作用.附著了消泡劑小滴的泡沫能夠迅速破滅,與局部降低表面張力有關(guān).日本高野信之提出類似的觀點:

  在起泡液中分散的消泡劑顆粒,隨著泡沫液變薄,露到表面,因消泡劑表面張力比泡沫液低,該處受到周圍的拉伸,牽引.不斷變薄,最后破滅.把高級醇或植物油灑在泡沫上,當(dāng)其附著到泡沫上,即溶入泡沫液,會顯著降低該處的表面張力.因為這些物質(zhì)一般對水的溶解度較小,表面張力降低只限于局部,而泡沫周圍的表面張力幾乎沒有發(fā)生變化.表面張力降低的部分,被強烈地向四周牽引,延展,最后破裂.

 b,消泡劑能破壞膜彈性而導(dǎo)致氣泡破滅穩(wěn)泡因素中談到,因泡膜表面吸附表面活性劑具有斯彈性,當(dāng)受到外部壓力時有自愈作用.消泡劑能破壞泡膜的這種彈性.離子型表面活性劑水溶液產(chǎn)生的泡沫,是因為表面活性劑定向排列形成雙電層,借助排斥作用阻礙泡沫合并而使泡沫穩(wěn)定.這種性質(zhì)的泡沫,只需向體系中加入一種離子電荷相反的表面活性劑,甚至本身也是助泡劑,就可降低泡沫穩(wěn)定性.這是因為兩種表面活性劑彼此干擾,妨礙在氣液界面上定向排列,破壞了膜彈性,因而產(chǎn)生消泡作用.

 C,消泡劑能促使液膜排液,因而導(dǎo)致氣泡破滅泡沫液厚泡沫彈性好,自愈效應(yīng)強;泡膜排液速率反映泡沫的穩(wěn)定性.起泡體系的粘度越高,排液速度越低,如蛋白質(zhì)溶液,肽鏈之間能夠形成氫鍵;有些表面活性劑能與水分子形成氫鍵,能減少泡沫中的排液,起到穩(wěn)泡作用.加入不產(chǎn)生氫鍵的表面活性劑,取代產(chǎn)生氫鍵的表面活性劑,就可以使排液加快.

 d 表面活性劑吸附層與泡膜上兩吸附層當(dāng)中的泡膜液之間親和力的強弱;表面活性劑的HLB值反映這種親和性,高HLB的表面活性劑,親水性強,易于使吸附層之間的水隨著遷移,是穩(wěn)泡劑;低HLB值的表面活性劑,親水性弱,不易使吸附層之間的水隨著遷移,往往是消泡劑.親水性弱的低HLB值的表面活性劑取代了親水性強的高HLB值的表面活性劑,能使泡膜吸附層之間的水不隨吸附層遷移,從而促進泡膜排液,起到消泡作用破泡劑與抑泡劑的區(qū)別

 (1)消泡劑可分為破泡劑和抑泡劑，破泡劑:是加到已形成的泡沫中,使泡沫破滅的添加劑.如低級醇,天然油脂.一般來說,破泡劑都是其分子的親液端與起泡液親和性較強,在起泡液中分散較快的物質(zhì).這類消泡劑隨著時間的延續(xù),迅速降低效率,并且當(dāng)溫度上升時,因溶解度增加,消泡效率會下降.抑泡劑:是發(fā)泡前預(yù)先添加而阻止發(fā)泡的添加劑.聚醚及有機硅等屬于抑泡劑.一般是分子與氣泡液親和性很弱的難溶或不溶的液體

 (2)作用機理上的區(qū)別。破泡劑的破泡機理大致有二種.第一,吸附助泡劑,加入電解質(zhì),瓦解雙電層,及使助泡物被增溶等機理,這樣就破壞助泡物的穩(wěn)泡作用.在這些過程中消泡劑發(fā)揮一次消泡作用就被消耗.同時消耗掉相應(yīng)的助泡物.第二,低級醇等溶解性較大的消泡劑,加到氣泡液中局部降低表面張力,發(fā)揮破泡作用,同時本身不斷破為碎塊,陸續(xù)溶解而失去破泡作用.破泡過程中,破泡劑不斷失效,消耗,而助泡劑卻不受影響，抑泡機理:一般認(rèn)為抑泡劑分子在氣液界面上優(yōu)先被吸附,它比助泡劑的表面活性更強,更易吸附到泡膜上,但是由于本身不賦予泡膜彈性,所以不具備穩(wěn)泡作用.這樣當(dāng)液體中產(chǎn)生泡沫時,抑泡劑首先占據(jù)泡膜,抑制了助泡劑的作用,抑制了氣泡.

 (3)破泡劑與抑泡劑的相互關(guān)系溶解度大的破泡劑,消泡作用只發(fā)揮一次;溶解度小的破泡劑,消泡作用可持續(xù)一段時間.如果溶解度進一步降低,即成為抑泡劑.另一方面,破泡劑大量使用,比有抑泡作用,抑泡劑大量使用也比有破泡作用.1)消泡劑選用依據(jù):表面活性劑,具有較低的表面張力(內(nèi)聚力弱),消泡效果明顯.對氣-液界面的散布系數(shù)必須足夠大,才能迅速消泡;無毒害性,且不影響發(fā)酵菌體;不會在使用,運輸中引起任何危害;不干擾各種測量儀表的使用;在水中的溶解度較小,以保持持久的消泡性能;應(yīng)該在低濃度時具有消泡活性;應(yīng)該對產(chǎn)物的提取不產(chǎn)生任何影響; 應(yīng)該對氧傳遞不產(chǎn)生影響;能耐高溫滅菌.來源方便,使用成本低;常用的一些消泡劑:

  ①天然油脂:

    ②高碳醇,脂肪酸和酯類:十八醇是常用的一種,它可以單獨或與載體一起使用.

    ③聚醚類;

 ④硅酮類;主要是聚二甲基硅氧烷及衍生物,無色液體,不溶于水,表面張力低達21dyn/cm(泡敵為33,向日葵油40,青霉素發(fā)酵液60-68 dyn/cm).純聚二甲基硅氧烷的消泡能力低,常加分散劑來提高消泡活性,或乳化劑成乳狀液.適用于微堿性發(fā)酵,對于微酸性發(fā)酵較差.

 (1)天然油脂

  最早消泡劑,來源容易,價格低,使用簡單,一般來說沒有明顯副作用,如豆油,菜油,魚油等.有些油是發(fā)酵產(chǎn)物的前體,如豆油是紅霉素的前體,魚油是螺旋霉素的前體.分子中無親水基團,在發(fā)酵液中難鋪展,所以消泡活性差,用量大,一般為發(fā)酵液的0.1-0.2%近年來出于對環(huán)境保護的重視,天然產(chǎn)物消泡劑的地位又有些提高,而且還在研究新的天然消泡劑，油的種類:土霉素發(fā)酵,豆油,玉米油較好,而亞麻油則會產(chǎn)生不良的作用.油的質(zhì)量,新鮮程度:油新鮮,消泡能力強,副作用也小;植物油與鐵離子接觸能與氧形成過氧化物,對四環(huán)素,卡那霉素的合成不利,故要注意此類油的貯存保管.

 a 酒糟榨出液，羅伯茨(Roberts R.T.)發(fā)現(xiàn):全麥芽浸出漿桶中最后倒出的沉積物能破滅泡沫.于是聯(lián)想到,是否可以由制作全麥芽浸出漿以后的酒糟壓榨出有效的消泡劑經(jīng)試驗,由酒糟中壓榨出大約40%液體,在500C真空蒸餾,濃縮19倍,得到可用于麥芽汁發(fā)酵過程的消泡劑.效果很好,沒有副作用.經(jīng)分析證明,酒糟榨出液中存在C8~C18的全部脂肪酸,存在極性類脂物,尤其是卵磷脂等物,這些物質(zhì)的協(xié)同作用下的消泡作用比這些物質(zhì)單獨消泡作用強得多.

 b 啤酒花油 研究年發(fā)現(xiàn)向啤酒添加1~5ppm啤酒花油是減輕氣泡溢出損失的有效措施.緊分析啤酒花油具含有消泡活性的物質(zhì)有:石竹烯,荷蘭芹萜烯,香葉烯和蒎烯等.