生物發(fā)酵過程大多是伴隨通氣而進(jìn)行的。通入的空氣與培養(yǎng)基中表面活性物質(zhì)的結(jié)合往往會(huì)導(dǎo)致泡沫的產(chǎn)生而難以破滅。雖然泡沫在食品技術(shù)、醫(yī)藥、化妝品、海洋技術(shù)、環(huán)境技術(shù)和消防等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，但是在生物發(fā)酵過程中，泡沫的產(chǎn)生會(huì)造成發(fā)酵產(chǎn)品丟失、菌種染菌、污染傳感器、減少工作體積和環(huán)境污染等危害。所以消除發(fā)酵過程中多余泡沫的工作就顯得尤為重要。

目前工業(yè)生產(chǎn)中的消泡方式主要有化學(xué)消泡法、物理消泡法和機(jī)械消泡法。其中化學(xué)消泡劑的種類極為繁多，效率很高，因而在發(fā)酵生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。而機(jī)械消泡器以其綠色無毒和有利于生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)也廣泛應(yīng)用于食品發(fā)酵產(chǎn)業(yè)。

1、生物發(fā)酵過程泡沫產(chǎn)生的原因

泡沫的產(chǎn)生通常是由氣液接觸而導(dǎo)致，一般在純?nèi)軇┑囊后w中由通氣而導(dǎo)致起泡的持續(xù)時(shí)間很短，所以不需要外加的消泡手段。但當(dāng)溶劑中有一種或一種以上的表面活性劑存在的話，泡沫的持續(xù)時(shí)間就會(huì)較長(zhǎng)。

生物發(fā)酵很多情況下都是好氧發(fā)酵，所以通氣是必不可少的環(huán)節(jié)，因?yàn)榘l(fā)酵培養(yǎng)基本身就含有許多表面活性物質(zhì)，如表面活性蛋白類、油類(磷酸鹽、脂肪胺鹽等)、脂肪酸、酯類、聚二乙醇和硅氧烷、醇類、亞硫酸鹽和磺酸鹽等。再加上發(fā)酵過程中菌種又會(huì)產(chǎn)生一些表面活性物質(zhì)，從而導(dǎo)致生物發(fā)酵的泡沫相當(dāng)多。雖然氣泡在溶液中的活動(dòng)可以增加溶液的溶氧，為菌體提供足夠的氧氣，但是這些氣泡浮出液面后會(huì)因表面活性劑的作用而難以自身破滅，積聚增多后就會(huì)導(dǎo)致包括上述問題在內(nèi)的多種危害，所以需增加額外的消泡手段來維持發(fā)酵過程的正常進(jìn)行，如添加化學(xué)消泡劑或安裝機(jī)械消泡器等。

2、物理消泡法

國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)消泡方法都進(jìn)行比較詳細(xì)的概述。主要可分為三類：物理消泡法、化學(xué)消泡法和機(jī)械消泡法。物理消泡方法包括高低溫消泡、聲波消泡和液體噴灑消泡。高低溫消泡是利用泡沫在高溫或低溫條件下不穩(wěn)定而達(dá)到消泡的目的。聲波消泡四是利用聲波使泡沫內(nèi)的物質(zhì)分子振動(dòng)，再加上聲波對(duì)泡沫表面的聲壓作用使泡沫破碎，其可分為機(jī)械聲波消泡和超聲波消泡。液體噴灑消泡是利用液體對(duì)泡沫表面的沖擊力來破泡。物理消泡方法對(duì)發(fā)酵過程及產(chǎn)品毫無任何影響，可以作為化學(xué)消泡劑的理想替代方法。但是物理消泡方法要么消泡裝置很貴，要么效率較低，因而至今仍未得以廣泛應(yīng)用。

3、化學(xué)消泡法

化學(xué)方法主要是運(yùn)用各種化學(xué)或者生物消泡劑來消除表面活性劑以達(dá)到消泡的目的。其機(jī)理主要有：消泡劑降低泡沫的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)降低液膜表面黏度，兩方面的作用再加上其他的一些相對(duì)較小作用因素的相互作用，足可以消除泡沫。這種方法較為簡(jiǎn)單方便，消泡劑種類繁多，消泡效率極高，是目前應(yīng)用最為廣泛的消泡方式。