影响泡沫稳定性的因素
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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。
高分子蛋白和蛋白酶A对纯生啤酒泡沫稳定性的影响姜珊;张彦青;杜金华;李惠萍;董倩倩;房慧婧;李琳【摘要】In this study, the key factors influencing the foam stability of pure draft beer were investigated. The content of high-molecular protein and the activity of proteinase A were detected by Coomassie brilliant blue method and fluorescence-based assay in both beer brewing and beer storage process, respectively. The results showed that, different fermenting parameters in each fermenting vessels resulted in significant difference in the change of high-molecular protein content and proteinase A activity. During the fermenting stage, high-molecular protein content decreased slowly from 350~407.6 mg/L in wort to 180.1~243.1 mg/L in product beer, and proteinase A activity strengthened slowly prior to yeast harvest-ing and reached the highest levels of 18.27~30.13 U/mL, after yeast harvesting, proteinase A activity reduced and finally its activity in product beer was only 19.06%~36.4%of the previous highest value. Through the tracing of high-molecular protein content and proteinase A activity in product pure draft beer and the analysis of their effects on beer foam stability, it was found that there was significant positive relations between high-molecular protein content and foam stability (r=0.794, P<0.01), however, there was no significant relations between proteinase A activity and foamstability/high-molecular protein content.%利用考马斯亮蓝法、荧光底物法分别跟踪检测啤酒酿造和贮存过程中高分子蛋白含量及蛋白酶A活力变化,研究影响纯生啤酒泡沫稳定性的关键因素。
匀泡剂概述一、定义匀泡剂又称泡沫稳定剂,它是一类能使得泡沫稳定的添加剂。
泡沫塑料生产时,发泡过程中泡沫的稳定性对最终形成的泡沫制品质量起着至关重要的作用。
例如,在聚氨酯发泡过程中,不添加匀泡剂,泡沫会出现坍塌、孔粗、开裂等不良现象。
在聚丙烯酸酯泡沫的生产过程中同样出现了这一问题。
因此,应用于聚丙烯酸酯发泡体系的匀泡剂研究显得尤为重要。
二、匀泡剂的分类及其作用原理根据作用机理的不同,现有的匀泡剂大致可以分为四类,即增粘型匀泡剂、提高膜粘弹性型匀泡剂、高盐增粘型匀泡剂、纳米复配型匀泡剂。
1、增粘型匀泡剂增粘型匀泡剂的作用原理为:通过提高液相粘度,推迟排液时间,从而降低液膜变薄速率,达到提高泡沬稳定性的目的。
这类匀泡剂主要有聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、胍尔胶等。
2、提高膜粘弹性型匀泡剂泡沫稳定剂的基本原理是:优化泡沫膜的性能,增加其粘弹性,提高泡沫膜的强度,从而降低泡沫的渗透性,提高泡沫的稳定性。
这种聚合物溶液只具有一般的增粘性能,如聚乙烯酰胺、正十二醇和月桂酸等。
3、高盐增粘型匀泡剂这些聚合物稳定剂主要包括两亲性聚合物、新型疏水缔合聚合物、黄原胶(XG)和新型耐温抗盐聚合物。
两亲性聚合物对泡沫的稳定机理如下:由于两亲性,两亲类聚合物在发泡过程中会向气液两相界面迁移并附着在泡孔壁上,并使得气液两相处的表面张力降低。
低的表面张力,可以降低泡沫体系的表面能,根据Gibbs能量最低原理,表面能越低,泡沫越稳定。
4、纳米复配型匀泡剂虽然聚合物稳泡剂能够有效地稳定泡沫,但大分子的稳泡剂价格昂贵,在高温下易分解。
实践证明,在泡沫基体中加入固体颗粒是提高泡沫稳定性的有效途径。
纳米尺度的固体颗粒是一种具有特殊物理化学性质的颗粒,在稳定泡沫方面具有较大的应用前景和优势。
纳米颗粒的作用机理是通过在片状结构上形成三维层来限制气泡的收缩或膨胀,从而恢复泡沫的稳定性。
此外,纳米粒子具有特殊的表面、界面和小尺寸效应。
一小部分纳米粒子能在泡沫层结构上产生协同反应。
一、实验目的1. 了解泡沫的形成原理;2. 探究影响泡沫稳定性的因素;3. 体验化学实验的乐趣。
二、实验原理泡沫是由气体、液体和固体组成的胶体体系。
当气体在液体中分散成微小气泡时,气泡表面形成一层薄膜,从而形成泡沫。
泡沫的稳定性受多种因素影响,如表面张力、气体溶解度、液体粘度等。
三、实验器材1. 透明塑料杯(100ml);2. 量筒;3. 肥皂水;4. 滴管;5. 搅拌棒;6. 热水;7. 冷水;8. 温度计;9. 计时器;10. 记录本。
四、实验步骤1. 取一个透明塑料杯,加入50ml清水;2. 用滴管加入少量肥皂水,搅拌均匀;3. 用搅拌棒轻轻搅拌,观察泡沫的形成;4. 记录泡沫形成的时间;5. 分别在热水和冷水中重复上述实验,观察泡沫的形成;6. 改变肥皂水的浓度,重复实验,观察泡沫的变化;7. 改变搅拌速度,重复实验,观察泡沫的变化;8. 改变液体温度,重复实验,观察泡沫的变化;9. 记录实验数据,分析影响泡沫稳定性的因素。
五、实验现象1. 在常温下,肥皂水在清水中搅拌后,能迅速形成泡沫;2. 在热水中,肥皂水搅拌后,泡沫形成较慢,但泡沫较稳定;3. 在冷水中,肥皂水搅拌后,泡沫形成较快,但泡沫不稳定,容易破裂;4. 随着肥皂水浓度的增加,泡沫数量增多,但泡沫稳定性下降;5. 搅拌速度越快,泡沫数量越多,但泡沫稳定性下降;6. 液体温度越高,泡沫稳定性越差。
六、实验结论1. 肥皂水在清水中搅拌后,能迅速形成泡沫,这是因为肥皂分子在水中形成胶束,降低了水的表面张力,使气体更容易在水中分散;2. 热水中的肥皂水泡沫较稳定,这是因为热水中的离子浓度较高,有助于泡沫的稳定;3. 冷水中的肥皂水泡沫不稳定,容易破裂,这是因为冷水中的离子浓度较低,泡沫稳定性较差;4. 肥皂水浓度越高,泡沫数量越多,但稳定性下降;5. 搅拌速度越快,泡沫数量越多,但稳定性下降;6. 液体温度越高,泡沫稳定性越差。
七、实验拓展1. 探究不同类型肥皂水的泡沫稳定性;2. 研究其他表面活性剂对泡沫稳定性的影响;3. 分析泡沫在生活中的应用,如洗涤、发泡剂等。
影响啤酒泡沫的主要因素摘要优质的啤酒不仅要口感醇厚、清爽,而且要有令人愉悦的杀口力和明显的酒花香味以及洁白细腻的泡沫。
啤酒的泡沫性能包括起泡能力、泡沫外观;、泡沫持久和泡沫挂杯四个方面。
其中,起泡能力指形成泡沫的能力和泡沫高度,泡沫外观是指泡沫的色泽和细洁的程度,泡沫持久是指泡沫形成盾至泡沫消失的时间,泡沫挂杯则是指泡沫滞留于器壁的能力,泡沫性能的四个方面彼此影响、相互关联。
啤酒泡沫是啤酒一项重要感观指示,良好的泡沫性能是优质啤酒的一个显著标志,啤酒泡沫主要有糖蛋白和-a酸组成。
糖蛋白和异-a酸的复合体是由起泡蛋白中赖氨酸的氨基和异-a酸的疏水性,从而构成良好的泡沫性能。
本文从6方面分析影响啤酒泡沫的主要因素,并提出了生产过程中的主要事项和改进措施。
关键词:啤酒泡沫影响因素改进措施瓶装啤酒轻轻摇动,就有很多小气泡从底部涌上来,又慢慢消失。
把啤酒液缓慢倒入洁净的杯子,就会有一层厚厚的泡沫涌向杯口,常占杯子高度的1/3到1/2。
很多厂家善用泡沫从杯口溢出的那一瞬间来做广告吸引顾客,所以这奇特的泡沫又素有“啤酒之花”的美称,给人以美的享受。
啤酒泡沫是区别于其它酒类和清凉饮料的特征标志。
当泡沫在杯中升起时,则可闻到一股浓郁的酒花香味和清爽的苦味。
如果在瓶装啤酒启盖之后,即有强烈的喷涌现象,酒液喷出量达到1/3—1/2,而且产生了大量的啤酒泡沫,洒满桌面,这种现象称为啤酒的“喷泡”,这是啤酒的一种病态。
啤酒泡沫是啤酒中的Co2在一定压力和低温条件下,以溶解、吸附和化合物等多种形式存在啤酒中。
在开瓶时由于压力的变化、震动和激溅等原因,Co2从酒液中释放出来升至液面,加上啤酒本身的粘度和一些表面活性物质,特别是蛋白质的存在,使泡沫不易破裂,而且保持一段时间。
形成漂亮、洁白、细腻的泡沫堆积。
啤酒泡沫的主要成份是CO2,酒花树脂和起泡蛋白质等。
泡沫在啤酒中能抑制啤酒的CO2逸出,防止酒液与空气的接触,起了保持层的作用。
浅谈影响啤酒泡持性的因素及控制措施华润雪花啤酒(安庆)有限公司吴文林 246005泡沫俗称啤酒之花,它是评价啤酒的一项重要感官指标,洁白细腻、丰富、稳定的啤酒泡沫可以带给消费者新鲜、清爽的视觉享受,赋予唇和口的触觉享受,以及泡沫破裂带来的风味物质的嗅觉享受,引起消费者的品尝欲望。
随着消费者对啤酒知识的不断了解,对啤酒质量提出更高要求。
泡沫作为啤酒的一项重要质量指标已参与了市场竞争,同时越来越受到消费者重视,泡沫性能的好坏在啤酒生产中占据着相当重要的地位。
啤酒由蛋白质及其分解产物、矿物质、维生素等组成。
这些物质组成啤酒酒体,形成啤酒独特的风味,而蛋白质对啤酒泡沫性能有重要的作用,对泡沫性能有直接影响。
泡沫主要组成物质来源于麦芽中的“起泡蛋白”和酒花中异葎草酮。
它是由“起泡蛋白”中的赖氨酸的氨基和异葎草酮的羟基结合而成的复合物。
其具有蛋白质的亲水性和异葎草酮的疏水性,从而构成良好的泡沫性、持久性、附着力,啤酒良好的泡沫性能只能靠完善的生产工艺方能予以保证。
1.泡沫的性能啤酒的泡沫性能包括起泡能力、起泡外观、泡沫的持久性和泡沫的附着力等。
啤酒的起泡性能是指形成泡沫的能力和泡沫高度等。
当啤酒注入杯中,酒液上部应有1/3-1/2容量的泡沫存在,此时的泡沫应洁白细腻。
泡沫持久性即泡沫稳定性,是指泡沫形成后至泡沫消失所持续的时间。
良好的啤酒泡沫饮用完毕后,仍未完全消失。
泡沫的附着力又称啤酒挂杯性。
优良的啤酒,饮用完毕后,空酒杯的内壁应均匀布满残留的泡沫,残留的泡沫越多,说明泡沫附着力越好。
2. 啤酒泡沫的成分啤酒泡沫主要是由二氧化碳、起泡蛋白与异葎草酮等组成的复合体。
通过蛋白质分解产物、酒花苦味物质、少量脂类、金属离子及带电多糖等成分构成,其中最重要的是泡沫蛋白成分。
3.影响啤酒泡沫的因素CO2含量不足,一般低于%,或者因为压盖不严密,漏气造成起泡性能差。
使用了有油润滑的空压机,又未对空气进行必要的过滤和气液(油)分离。
表面活性剂起泡和消泡作用由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫;面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质,以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中,液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫,当其中有固体粉末时,例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出,只有溶液才能明显起泡,而纯液体则不能,即使压入气泡也不能形成泡沫。
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。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂,起泡给下水处理带来困难。
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1—28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。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动,发现前者形成大量泡沫,后者形成少量泡沫,但丁醇水溶液泡沫很快消失,而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好,因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫,称为不稳定泡沫;由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫,称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下,摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
起泡性能良好的物质称为起泡剂,一些阴离子表面活性剂,如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力,它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。
聚氨酯发泡过程中有哪些影响因素1.原料选择:聚氨酯发泡的原料包括聚醚或聚酯多元醇、异氰酸酯、链延长剂等。
不同的原料组合会产生不同效果的聚氨酯泡沫。
因此,正确选择合适的原料对于确保发泡过程的顺利进行和产品质量至关重要。
2.配方的配比:发泡过程中,原料的配比也是影响泡沫质量的重要因素。
适当的配比可以确保泡沫具有良好的力学性能和稳定性。
过高或过低的配比可能会导致泡沫粘度过高或过低,产生气孔过多或过少的问题。
3.温度控制:发泡过程需要发泡体系达到一定的温度范围才能发生反应。
温度对于反应速度和泡沫的生成有直接的影响。
一般来说,温度较高可以加快反应速度,但过高的温度可能导致泡沫不稳定或产生过多气孔。
4.压力控制:在一些情况下,施加一定的压力可以减小泡沫的体积,增加泡沫的密度。
压力对泡沫形成的影响跟温度有关,过高的压力可能导致过热而使得泡沫不稳定。
合适的压力有助于提高发泡效果和产品质量。
5.搅拌速度:搅拌速度会影响发泡体系的气泡分布和分散度。
搅拌速度过低可能导致原料混合不均匀,气泡分布不均。
搅拌速度过高可能会导致过多气泡破裂或较大的气泡,影响产品的细腻度和结构稳定性。
6.硬化时间和条件:聚氨酯泡沫需要一定的硬化时间才能形成一般的机械性能。
硬化时间的长短和硬化条件(如温度、湿度等)会直接影响产品的性能。
过长或过短的硬化时间可能导致泡沫强度不够或表面不均匀。
7.环境湿度:聚氨酯在干燥环境下短时间内可快速硬化,因此制备时应尽量在相对湿度较低的环境下进行。
如果环境湿度太高,会导致聚氨酯发泡液表面结皮或水分进入泡沫中,影响泡沫的密实性和力学性能。
8.发泡模具:发泡模具的选择和处理也会对聚氨酯发泡过程产生影响。
模具的表面光滑度和材质可以影响泡沫的表面质量。
此外,模具的适当释模剂处理可以减少模具与泡沫的粘附,便于产品的脱模。
综上所述,聚氨酯发泡过程中的影响因素包括原料选择、配方配比、温度控制、压力控制、搅拌速度、硬化时间和条件、环境湿度以及发泡模具。
影响泡沫稳定性的因素
泡沫破坏的过程,主要是隔开的液膜由厚变薄,直至破裂的过程。
因此泡沫的稳定性主要决定排液快慢和液膜的强度,影响泡沫稳定性的主要因素,即是影响液膜所保持厚度和表面膜强度的因素,但比较复杂,以下因素,仅作初步分析。
1、表面张力
泡沫的生成是液体表面积的增加过程,而液体表面积的增加意味着体系的能量也相应的增加。
因此,从热力学的角度看,低表面张力显然有利于泡沫的生成,生成相同总面积的泡沫,可以少做功。
但是,不能保证泡沫的稳定性,只有当表面膜具有一定的强度,低表面张力才有助于泡沫的稳定,泡沫排液的速度和气泡液膜的交界处与平面液膜之间的压力差有关。
表面张力低则压差小,因而排液速度较慢,液膜变薄也较慢,这有利于泡沫的稳定。
2、表面膜强度和表面粘度
从第一个影响速度来看,决定泡沫稳定性的关键在于表面膜的强度,而表面液膜的强度主要决定于表面吸附膜的坚固性,此坚固性以表面粘度为其量度。
表面粘度与泡沫的稳定性有密切关系。
它与表面活性剂的种类、添加剂的性质及其浓度有关,表面粘度大的溶液,所生成的泡沫寿命也较长,即泡沫较为稳定。
一些蛋白质的分子较大,分子间作用较强,故其水溶液所形成的泡沫稳定性也较高。
一般疏水基中分支较多的表面活性剂,其分子间的作用较直链者为差,因而溶液的表面粘度较小,泡沫稳定性也较差。
3、表面张力的“复原”作用和表面弹性
泡沫的液膜受到冲击时,会发生局部变薄的现象。
与此同时、变薄之处的液膜表面积增大,表面吸附的表面活性剂分子密度较前减少,表面积增加。
于是,没有变薄部分的表面分子有向变薄处迁移的趋势,使变薄处表面分子的密度增大,从而表面张力又下降至原来的数值。
在表面分子的迁移过程中,会带动邻近的的液体一起迁移,结果使受外力冲击而变薄的液膜重新变厚。
表面张力和液膜厚度的复原均导致液膜强度的恢复,使泡沫具有一定的稳定性而不易破坏。
此种复原作用也称作表面弹性。
纯液体没有表面弹性,其表面张力不会随表面积的变化而变化,因而不能形成稳定的泡沫。
4、气体通过液膜的气体透过性
一般形成的泡沫中,气泡大小总是不均匀的。
小泡中的气体压力比大泡中的大,于是,气体从高压的小泡中透过液膜扩散至低压的大泡中,造成小泡消失,大泡变大,以消耗小泡来增长大泡,引起泡沫中气泡的重排,产生机械冲击导致液膜破裂,最终泡沫消失。
一般表面粘度高者,气体透过性低,其泡沫稳定性较好;反之表面粘度低者,气体透过性高,泡沫稳定性较差。
气体透过性与表面吸附膜的紧密程度有关,表面吸附的分子排列越紧密,则气体越难透
过。
除上述因素外,影响泡沫稳定性的还有表面电荷的斥力、温度等因素。
其中最重要的因素是表面膜强度,它取决于表面吸附分子的表面结构和相互作用。
表面吸附分子排列紧密、相互作用强时,不仅
表面膜本身具有较大的强度,而且还能使表面层下面邻近的溶液层不易流走,排液比较困难,液膜厚度较易保持。
因此想要消除泡沫,应该首先考虑组成表面膜的表面活性剂的分子结构和性质。