泡沫的形成与消泡剂

泡沫对发酵的影响与控制摘要：泡沫对发酵过程产生多种不利因素，是影响发酵过程重要主要因素之一，本文主要就泡沫的性质，以及泡沫消除的方式进行论述。

并阐述了消泡技术发展的趋势，以及新型的化学消泡技术。

关键词：发酵、泡沫、消泡剂、活性剂一、泡沫产生的原因泡沫是气体在液体中的粗分散体，产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。

而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。

，按产生原因可以大致分为两类：①外界引入，在通气过程中，伴随机械搅拌、空气被分成细小的气泡，从溶氧的角度讲，气泡越细越好，使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换，这些气泡升到发酵液面时无法及时消除而形成泡沫。

②由发酵液内部产生微生物在进行发酵活动时，往往产生一些气体，如CO2，这些代谢气体凝结形成气泡，冒出到发酵液面，成为发酵泡沫，菌体代谢越旺盛，这部分泡沫的产生量越多。

培养基配比与原料组成以及性质对泡沫也有很大的影响。

培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫就多而持久二、泡沫的性质：泡沫是气体被分散在少量液体中的胶体体系。

泡沫间被一层液膜隔开而彼此不相连通。

发酵过程中所遇到的泡沫，其分散相是无菌空气和代谢气体，连续相是发酵液影响泡沫稳定性的因素1、泡径大小通常情况下大泡易于破灭，寿命较长的都是小泡，另一方面，气泡只有上升到液面才能够在破灭之后减少泡沫体积，所以气泡越小，上升速度越慢。

小气泡上升慢，给表面活性剂的吸附提供充足的时间，增加了稳定性。

、2、溶液所含助泡物的类型和浓度（1）降低表面张力降低表面张力会降低相邻气泡间的压差。

压差小，小泡并入大泡的速度就慢，泡沫的稳定性就好。

（2）增加泡沫弹性泡沫液具有可以伸缩的称为“吉布斯弹性”的性质，对于泡沫稳定性来说表面活性剂使液膜具有“吉布斯弹性”比降低表面张力更重要吉布斯曾对泡沫液弹性做如下定义：E=2AσE——膜弹性A——膜面积σ——表面张力（3）助泡剂浓度3，发酵液的粘度某些溶液，如蛋白质溶液，虽然表面张力不低，但因粘度很高，所产生的泡沫非常稳定。

表面活性剂的起泡和消泡摘要：表面活性剂是一类重要的精细化学品，用途十分广泛，在各行中发挥着重要的作用。

其中，表面活性剂的起泡和消泡作用也有着重要的地位。

关键字：表面活性剂起泡和消泡原理影响因素应用一、起泡和消泡的原理由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。

在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。

根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。

无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时它有利于生产，有时则不利于生产。

在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。

因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。

在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图一的P点处。

根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P点的压力小于A点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。

所以纯液体不能形成稳定泡沫。

图一泡沫交界泡沫的破灭主要是由于气体通过膜进行扩散、液膜中的液体受重力作用及膜中各点的压力不同而导致流动(排液)引起的。

在形成的泡沫中，气泡的大小通常是不均匀的，根据拉普拉斯关系式，小气泡中的压力大于大气泡中的压力，故小气泡中的气体有自动扩散至大气泡的倾向，于是小气泡逐渐变小，而大气泡逐渐变大，最终泡沫消失。

由于重力的作用，液膜中的液体自动地向下流动。

在液膜排液过程中流下的液体分子较容器底部的液体分子有较大的自由能，自发过程是向自由能减小的方向进行，所以气泡不断地排液使膜壁变薄而破裂，从而导致泡沫消失。

二、促使泡沫稳定的一些主要因素。

1.表面张力如前所述，泡沫生成时体系的总表面积增大，体系的能量也相应增高；泡沫破灭时体系的总表面积减小，体系的能量也相应降低。

所以可以认为，液体的表面张力是影响泡沫稳定性的因素之一。

活性污泥法曝气池出现泡沫的原因及控制因素曝气池出现泡沫原因1、污泥停留时间：由于产生泡沫的微生物普遍生长速率较低、生长周期较长，所以较长的污泥停留时间（SRT）有利于这些微生物生长。

如采用延时曝气方式等超低负荷的活性污泥系统就易产生泡沫现象，而且一旦泡沫形成，泡沫层的生物停留时间就独立于曝气池内的污泥停留时间，易形成稳定持久的泡沫。

2、pH值：pH值从7.0下降到5.0-5.6时，能有效的减少泡沫的形成。

放线菌和丝状菌的生长对pH值极敏感，最适宜的pH值为7.8左右，当pH值为5.0时，就能有效控制其生长。

3、溶解氧（DO）：放线菌是严格的好氧菌，在缺氧或厌氧条件下，不易生长。

4、温度：与生物泡沫形成有关的菌类都有各自适宜的生长温度和最佳温度，当环境或水温有利于它们生长时，就可能产生泡沫现象。

一般来说，温度在30℃以上时，容易爆发泡沫现象。

5、憎水性物质：污水中含有不溶性或憎水性物质（如油、脂类等）有利于放线菌的生长。

6、曝气方式：据观察，不同曝气方式产生的气泡不同，微气泡或小气泡比大气泡更有利于产生生物泡沫，并且泡沫层易集中于曝气强度低的区域。

7、气温、气压和水温的交替变化：严重的泡沫现象在温度高的夏季和寒冷的冬季都不会发生，每年都出现在春夏、秋冬换季时。

由水温高于气温而交变到水温低于气温时和由水温低于气温而交变到水温高于气温时容易出现泡沫现象，在气压和气温交变的时期，由于环境的更迭，使微生物的生长、构成等发生了变化，容易出现泡沫现象。

曝气池泡沫控制对策1、喷洒水等增加表面搅拌的方法：喷洒水是一种最简单和最常用的物理方法，通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡，可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。

打散的污泥颗粒部分重新恢复沉降性能，但丝状细菌仍然存在于混合液中，所以，不能消除泡沫现象的根本原因。

2、投加杀菌剂或消泡剂：可以采用具有强氧化性的杀菌剂，如氯、臭氧和过氧化物等。

还有利用聚乙二醇、硅酮生产的市售药剂，以及氯化铁和铜材酸洗液的混合药剂等。

磷酸三丁酯消泡原理泡沫是我们生活中常见的现象，无论是在清洗剂、洗发水、洗洁精中，还是在啤酒、汽水、奶茶中，都会出现泡沫。

泡沫虽然看起来美丽，但是却有着很多的弊端，比如影响清洗效果、浪费资源、污染环境等。

为了解决这些问题，科学家们研究出了许多消泡剂，其中磷酸三丁酯是一种比较常用的消泡剂。

磷酸三丁酯，化学式为C12H27O4P，是一种有机磷酸酯。

它是一种无色透明的液体，具有较强的消泡能力。

磷酸三丁酯的消泡原理是什么呢？首先，我们来了解一下泡沫的形成原理。

泡沫是由气体和液体界面上的表面活性剂分子所形成的。

表面活性剂分子是一种具有亲水和疏水两端的分子。

在液体表面，表面活性剂分子的亲水端向外，疏水端向内，形成一个薄膜，这个薄膜就是泡沫的基础。

在泡沫内部，气体分子被包裹在表面活性剂分子的膜中，形成了一个充满气体的空间。

当这个空间充满气体时，泡沫就形成了。

消泡剂的作用就是破坏这个膜，使得泡沫破裂。

磷酸三丁酯的消泡原理也是如此。

磷酸三丁酯分子中的磷酸根离子可以与表面活性剂分子中的羟基、胺基等活性基团结合，在表面活性剂分子的亲水端形成一层疏水性的膜，这个膜可以覆盖在泡沫表面上。

由于磷酸三丁酯分子的疏水性，它可以破坏表面活性剂分子的薄膜，使得泡沫破裂。

除了消泡作用外，磷酸三丁酯还有许多其他的应用。

它可以用作防锈剂、润滑剂、增塑剂等。

在工业生产中，磷酸三丁酯也是一种重要的原材料。

但是，由于磷酸三丁酯具有毒性和刺激性，如果使用不当，可能会对人体和环境造成危害。

因此，在使用磷酸三丁酯时，必须要严格按照操作规程来进行操作，以确保人体和环境的安全。

总之，磷酸三丁酯是一种具有较强消泡能力的有机磷酸酯。

它的消泡原理是通过破坏表面活性剂分子的薄膜，使得泡沫破裂。

除了消泡作用外，它还有许多其他的应用，但是在使用时必须要注意安全，以免对人体和环境造成危害。

消泡剂的工作原理
消泡剂是一种能够抑制液体中气泡生成和稳定气泡的化学物质。

它们常被用于不同领域，包括食品加工、化工和制药工业中。

消泡剂的工作原理包括以下几个方面：
1. 破坏气泡膜：消泡剂能够降低气泡的表面张力，进而破坏气泡表面的薄膜结构。

通过与气泡膜分子相互作用，消泡剂能够使气泡表面的分子排列变得不规则，从而引起薄膜破裂。

2. 阻碍气泡形成：消泡剂能够在液体中形成稳定的膜状层，阻碍气泡的形成。

消泡剂的分子结构具有亲油性，能够吸附在气泡形成的核心区域。

这种吸附作用可以降低气泡核心的表面张力，使气泡难以形成。

3. 散热：一些消泡剂具有散热作用，可以通过吸热的方式降低液体中的气泡形成。

这些消泡剂在液体中的分解或反应过程中吸收热量，使液体温度下降，从而减少气体溶解度，抑制气泡的生成。

总而言之，消泡剂通过破坏气泡膜、阻碍气泡形成以及散热的方式来抑制液体中气泡的生成和稳定，从而起到消除或减少泡沫的作用。

什么是消泡剂
消泡剂也叫消沫剂，抗泡剂，英文名是Defoamer。

消泡剂实际就是消除泡沫的意思，它是一种具有较低表面张力和较高表面活性、能抑制或消除体系中泡沫的物质。

在工业的生产过程中会产生很多有害的泡沫，严重阻碍了生产的进度，这时就需要添加消泡剂来消除这些有害的泡沫。

消泡剂的应用很广泛，可应用于消除乳胶、纺织上浆、涂料、石油化工、造纸、工业清洗、食品发酵等行业生产过程中产生的有害泡沫。

消泡剂具有的消泡或抑泡能力，是由于它具有很低的表面张力进入并破坏了泡膜，产生消泡的效果。

当消泡剂加入到泡沫介质中时，落到了泡的表面，同时有效地降低了接触点的表面张力，在泡外皮产生一个薄弱点，从而引起了破泡。

按照消泡剂的作用，可分为破泡剂、抑泡剂、脱泡剂3种类型。

破泡剂是指在液体起泡后加入，通过吸附泡和表面张力的作用进入泡膜使基变薄，能迅速将气泡破坏，降低液面。

抑泡剂是能抑制泡沫产生的物质，它与液体起泡物质一同吸附于气泡上，使表面张力降低，泡膜变薄，导致破损，可预防起泡现象。

脱泡剂在液体中吸附于气泡，聚集泡中的空气，气泡相互吸附后，在吸附界面破损而形成一个大气泡，因浮力增大加快了上升的速度，促进了脱泡。

而消泡剂一般都具有破泡、抑泡和脱泡等多种作用，因此要严格区分的话往往比较困难。

喷淋消泡的原理喷淋消泡器的工作原理主要涉及泡沫的形成和消除机制，以及消泡剂与泡沫的作用过程。

在介绍喷淋消泡的原理之前，首先需要了解一些基本的泡沫形成和稳定机制。

1. 泡沫的形成机制泡沫是由液体表面的气泡和液膜构成的，液膜由液体分子间的表面张力相互吸引而形成。

当有外力作用时，如搅拌、气体注入、液体喷射等，会使得气体被包裹在液膜内，形成泡沫。

泡沫由于其内部的气体和外部的液膜之间的张力平衡引起的稳定，因而具有较强的抗破坏性。

2. 泡沫的稳定机制泡沫的稳定是由于表面张力和液体黏性的相互作用而维持的。

一般来说，当液体的表面张力增大、黏性增加或粒子尺寸变小时，泡沫的稳定性就会增强。

因此，泡沫的稳定性与液体的性质、环境条件、温度、压力等因素有关。

了解了泡沫形成和稳定的机制后，下面将介绍喷淋消泡的原理。

1. 消泡剂与泡沫的相互作用消泡剂是一种能够破坏液体表面张力和稳定泡沫的物质。

一般来说，消泡剂可以分为两类：表面活性剂和非表面活性剂。

表面活性剂是指一类具有亲水性和亲油性的物质，能够在液体表面形成一层薄膜，从而破坏液体表面的张力和稳定泡沫。

这种薄膜能够与泡沫膜相互作用，减弱泡沫的稳定性，使其塌陷和消失。

非表面活性剂是一类不具有表面活性的物质，其消泡机制主要是通过改变液体的黏性和表面张力来破坏泡沫的稳定性。

非表面活性剂一般不会在液体表面形成薄膜，而是直接与泡沫膜发生作用，从而使泡沫迅速消失。

不同的消泡剂对泡沫的作用机制和效果有所不同，选择合适的消泡剂取决于泡沫的性质和应用环境。

2. 喷淋消泡的原理喷淋消泡是一种通过将消泡剂喷洒在泡沫表面来破坏泡沫稳定性的方法。

其原理可以归纳为以下几点：（1）喷淋消泡器通过喷雾器产生细小的液滴，将消泡剂均匀喷洒在泡沫表面。

（2）消泡剂与泡沫膜发生相互作用，改变泡沫表面张力和稳定性，使泡沫迅速破坏和消失。

（3）消泡剂通过各种途径与泡沫膜接触，包括吸附、扩散、渗透、分散等过程，最终实现对泡沫的有效消除。

消泡剂
消泡剂又称防沫剂，用以抑制和消除食品加工、造纸、印染、水处理、涂料和油墨加工等过程中所产生的泡沫。

在食品加工中，消泡剂能防止和消除食品加工过程中产生的有害气泡，使操作顺利。

通常使用挥发性小、扩散力强的油状物，或水溶性表面活性剂。

使用最广的消泡剂是有机硅树脂，由金属硅与有机氯化物，经催化反应制得有机氯硅烷单体，精馏分离除去副产物，再经水解缩聚而得。

用于味精发酵、葡萄酒、酱油、糖、乳制品、果酱等制造，酶和淀粉的提取及加工。

在印染过程中用消泡剂去除表面活性剂引起的泡沫。

原用磷酸三丁酯、辛醇等，现已采用有机硅的复合物。

在造纸过程中，消泡剂可以消除因各种因素所形成的泡沫。

可根据各工序的具体情况和要求选择。

如废水处理要求成本低，并不致引起二次污染，可在表面活性剂中掺有一定抑泡能力的膨润土为填料；用于碱法纸浆洗涤、漂白和黑液浓缩的消泡剂，要求耐碱、耐高温，大多数由烯烃类溶剂和亲油性表面活性剂组成；用于造纸机的消泡剂，要求在纸面上不会形成油污点和不会影响抗水性，可选用硅油或硬脂肪酰胺、钙（铝）皂等组成的乳液型消泡剂。

涂布消泡剂应兼有消泡和抑泡两种功能，不影响涂层光亮度和印刷性能，其组分多选用饱和醇、脂肪醇酯或聚氧乙烯脂肪醇醚等多种表面活性剂组成。