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优化黄原胶的黏度的发酵工艺来提高生产效率

2025-03-04

黄原胶发酵工艺中,通过对温度、pH值、溶氧、搅拌速度、发酵时间等关键参数的优化,可精准调控其黏度,进而提升生产效率,具体内容如下:

一、温度控制

前期促进菌体生长:在发酵前期,较高温度能加快微生物的生长代谢,将温度控制在 30-32℃,可为菌体提供适宜的生长环境,促使其快速繁殖,增加生物量,为后续黄原胶的合成奠定基础。

后期调控黏度:发酵中后期,适当降低温度至28-30℃,能减缓黄原胶的合成速率,使分子结构更规整,避免因合成过快导致分子间过度交联,从而有效控制黏度。研究表明,采用这种分段控温策略,黄原胶的黏度可控制在理想范围,且生产效率提高约 15%-20%

二、pH 值调控

维持适宜 pH 范围:黄原胶发酵的适宜pH值为6.5-7.5,在此区间内,微生物的代谢酶活性稳定,有利于黄原胶的合成。通过自动添加酸碱调节剂,确保 pH 值稳定,可避免因pH 波动导致的微生物代谢异常,防止黏度升高。

根据发酵阶段调整:初期将pH值控制在6.8-7.0,利于菌体生长;产胶阶段调至7.2-7.5,能优化黄原胶的合成与黏度,例如,某工厂在产胶阶段将 pH 值从7.0 调整至7.3,黄原胶黏度降低了约 10%,同时产量提高了 8%

三、溶氧管理

优化通气量:根据发酵罐大小和发酵液体积,合理调节通气量,一般为 0.5-1.5 vvm(体积 / 体积 / 分钟)。充足的氧气供应能满足微生物生长和代谢需求,避免因缺氧导致的代谢异常,影响黄原胶的合成与黏度。

采用高效溶氧技术:利用溶氧电极反馈控制、气体分布器优化等技术,提高溶氧效率,降低能耗。例如,采用新型气体分布器,可使溶氧效率提高 20%,发酵液中溶氧分布更均匀,黄原胶的黏度更稳定,生产效率提升约10%

四、搅拌速度优化

前期促进混合:在发酵前期,较高的搅拌速度能加速营养物质与菌体的混合,使菌体快速获取养分,促进生长。一般将搅拌速度控制在200-300r/min,可提高传质效率,加快菌体繁殖。

后期控制黏度:随着发酵进行,黄原胶浓度增加,发酵液黏度上升,此时降低搅拌速度至100-150r/min,可减少对黄原胶分子的剪切力,避免分子结构破坏,控制黏度。某企业通过优化搅拌速度,在保证产品质量的前提下,生产效率提高了约 12%

五、发酵时间把控

确定适宜发酵时间:不同发酵时间下,黄原胶的合成量和黏度不同。通过实验确定适合发酵时间,既能保证黄原胶的产量,又能使黏度符合要求。一般黄原胶发酵时间为48-72小时,具体时长需根据实际情况调整。

避免过度发酵:过度发酵会使黄原胶分子降解,黏度降低,同时浪费能源和时间。通过监测发酵液的各项指标,如黏度、含糖量、pH 值等,及时终止发酵,可提高生产效率和产品质量。

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