发酵过程中泡沫导致溶氧升高的原因分析

gx0406

                    
       DO（电极读数）=供氧（实际溶解氧）-菌体耗氧，由于在前期和后期菌体的活力变化趋势不同，耗氧也不同，故分类讨论。
发酵前期：起泡时，气液接触面积增大，Kla增大，发酵罐相对供氧能力（指溶解氧）上升(经讨论，这种说法不正确，因为起泡是不利于氧溶解的，搅拌后起泡被打碎才能增大气液接触面积)，DO增大；另外“电极被泡沫包围，测量的是泡沫里面的氧含量，泡沫里面是空气，所以偏高”也有一定道理。此时菌体的耗氧虽在增加，但趋势小于起泡导致的溶解氧增加的趋势，从而电极检测的DO上升；加消泡剂时，泡沫破碎，放出空气（大于二氧化碳的释放）像增加了通气量（溶解氧增大）的效果，导致DO短时上升，这是主要原因。其次，消泡剂对菌体来说是有毒害的，可能影响菌体代谢耗氧。从而DO短暂升高，但此时菌的代谢耗氧是旺盛的，不久就会表现出DO下降。
       发酵后期：起泡时，溶解氧增加，菌体耗氧在减小，DO一定上升；消泡时DO先短暂升高的原因同上，对于随后的DO降低，虽然菌体耗氧在减慢，其减小程度可能不大，表现出DO下降，但后期的下降不会像前期那样剧烈。
       所以，发酵前期DO升高，主要分析泡沫，另罐压升高等；后期则还有菌体活力下降的原因。
       这个规律对于部分小试、中试发酵罐适用，但第大罐可能不会有这种现象，得具体情况具体分析!
       各位看看解释的哪里有毛病，望指教！！！

       给个精华吧！

lianhuaweiji

有道理

kingrijiu

认为起泡时，气液接触面积增大，Kla增大，发酵罐相对供氧能力（指溶解氧）上升这种解释是正确的，比较能解释罐上的现象。加入消泡剂消泡后，do的下降较为明显，降低了气液接触面积，造成溶氧下降。大罐表现的非常明显，那些过程消泡过量，造成液面无泡的罐批中后期溶氧一般跌零，造成发酵代谢的异常。

海绵

这种说法 楼上的有实际经验吗 希望能仔细讲一下 谢谢

shzdlzt

“起泡是不利于氧溶解的，搅拌后起泡被打碎才能增大气液接触面积”

三可

我的经验，起泡时必伴随着溶氧的蹿升；加消泡剂时没有观察到溶氧先上升后下降的现象，都是立即下降，除非溶氧值超过变数器读数上限。
大肠杆菌、毕赤酵母观察到的现象均如此。普通酵母应该也是，很多年没有做普通酵母了，没有例外的印象。

三可

谁有尾气分析的？给个起泡消泡全过程的数据吧。

记得在教科书上，氧在膜间的传递，并不考虑膜是否是稳定的。
稳定的膜：1、提高氧传递面积（泡沫多），2、降低起泡内气体的交换速率，使起泡内的氧分压降低。
加消泡剂后，小泡迅速破碎并形成大泡涌出液面。除非变化的膜能大大提高氧的传递，否则看不到供氧上升的理由。
加消泡剂对菌体的呼吸会造成影响，如果抑制了细胞对氧的消耗，那么耗氧速率的降低会导致溶氧上升。

gx0406

5L 30L罐都有短暂升高的现象，至于原因得综合分析；中试罐、大罐的情况，由于菌体数量级的不同，检测精度等，可能导致没有这种现象。
还有，搅拌时打碎气泡，增大气液接触面积，这种说法是否正确？貌似与“起泡时，气液接触面积增大”矛盾

luck

泡沫初期形成对kla影响增加，到泡沫形成一定程度kla下降，这时候do才表现出下降趋势。

gx0406

照这样说，起泡有利于增加溶解氧，抛开泡沫过多导致染菌，提取困难等问题，难道起泡利于发酵了？？？