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消泡劑在發酵過程應用方案
在多數發酵的過程中會產生泡沫,由于泡沫的存在將會導致產量的降低、染菌、逃液等不良影響,因此,篩選合適的消泡劑對發酵生產的意義重大。一方面是要考慮消泡劑的質量,不能成為在藥品生產時引入了不可去除的雜質以及不能引起代謝異常和影響后面的工序,還不能引起發酵的成本明顯上升等,而另一方面是要考慮是否能夠提高產量。只有符合這兩方面要求的消泡劑才是優良的消泡劑。假如在現有的生產水平上直接進行實驗,不僅風險加大,而且成本也會提高,故而不可采取。目前市場上,從中等發酵罐放大到生產水平的技術已經成熟,50L 規模的發酵的控制策略和參數變化已經能對生產的應用起到指導的作用。
可以完成對消泡劑的篩選,主要是指小試水平和中試水平的檢測。在小試水平的檢測中需要完成消泡劑的加量、消泡的效果、成本的初步分析以及不同消泡劑的比較。在中試水平的檢測中需要完成消泡劑添加策略的研究、消泡效果的考察以及消泡劑對代謝過程影響的研究和成本的分析。然后選出合適的消泡劑。
主要是通過驗證消泡劑的消泡效果和驗證消泡劑對代謝過程的影響來實現的。突出消泡劑對發酵過程參數的影響,用理論和參數相關分析來深入說明選擇的依據。通過初選和搖瓶復篩來確定較好的消泡劑。而搖瓶復篩的目的是為了找到消泡效果更好的消泡劑,并對生產沒有影響或者具有促進作用的消泡劑,并初步獲得發酵罐補加或流加的方案。在初選和搖瓶復篩確定好消泡劑以后,需要進行異常情況的分析。加入消泡劑以后,發酵的單位可能會有所降低。出現這種現象要及時認真的分析參數變化的情況,且不可直接的認為是因為加入了消泡劑之后導致的。一旦出現了這種現象就要立即進行驗證實驗,或者調整方案以后再進行實驗。 如果加入消泡劑以后,發酵單位有明顯的提高,可能是因為這種消泡劑對代謝過程起到了促劑作用。以上方案的數據包括:初篩搖瓶時發酵各參數及相關分析結論、復篩搖瓶時發酵各參數及相關分析結論 、發酵過程參數及相關分析結論 以及成本的核算和效益的分析 。
就目前市場而言,消泡劑的使用方法主要有三種形式:一次性加入、間歇式加入、連續式加入。
一次性加入:一次性加入的形式主要是針對密閉體系來講(或消泡劑作添加劑),因為需要一次性加入消泡劑來控制泡沫。選取適量的消泡劑,然后一次性加入到體系中來控制泡沫。加入量說明:合適的用量須經對泡沫樣品的試驗來確定。
間歇式加入:間歇式加入是需要取消泡劑一定的量,然后與5-10倍的水同時加入到消泡劑調配罐中。需要在常溫的條件下,溫和的攪拌,目的是使其均勻地分散于水中得到稀釋液。等到體系中產生泡沫時,再取適量的稀釋液并且要一次加入到體系中才能控制泡沫。注:在不允許稀釋的體系中可直接加入消泡劑,同樣不影響消泡和抑泡的效果。
連續式加入:連續式加入是取消泡劑一定的量與5-10倍的水同時加入到消泡劑調配罐中。同樣是在常溫的條件下,溫和的攪拌,使其均勻地分散于水中得到稀釋液。然后將稀釋液連續流加或滴加到起泡體系中來控制泡沫。注:在不允許稀釋的體系中可直接加入消泡劑,同樣不影響其消泡和抑泡的效果。
如何選用消泡劑首先要確定需要使用的消泡劑的體系是水性體系還是油性體系。例如發酵行業,就要使用油性的消泡劑(聚醚改性硅或聚醚類)。而水性涂料行業就要使用水性消泡劑。選擇好消泡劑以后比較添加量,然后再參考價格,就可得出最適用最經濟的消泡劑產品。
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