Antischaummittel werden eingesetzt, um die Oberflächenspannung von Wasser, Lösungen und Suspensionen zu verringern, Schaumbildung zu verhindern oder die Schaumbildung während der industriellen Produktion zu reduzieren. Gängige Antischaummittel sind:

I. Natürliches Öl (z. B. Sojaöl, Maisöl usw.)

Vorteile: verfügbar, kostengünstig und einfach zu verwenden;

Nachteile: Bei unsachgemäßer Lagerung verdirbt es leicht und der Säurewert steigt.

II.Alkohol mit hohem Kohlenstoffgehalt

Hochkohlenstoffhaltiger Alkohol ist ein lineares Molekül mit starker Hydrophobie und schwacher Hydrophilie und wirkt als wirksamer Entschäumer im Wassersystem. Die schaumhemmende Wirkung von Alkohol hängt von seiner Löslichkeit und Diffusion in schäumenden Lösungen ab. Alkohole der C7- bis C9-Gruppe sind die wirksamsten Entschäumer. Hochkohlenstoffhaltiger Alkohol der C12- bis C22-Gruppe wird mit geeigneten Emulgatoren mit einer Partikelgröße von 4 bis 9 μm und einer 20- bis 50%igen Wasseremulsion hergestellt und wirkt somit als Entschäumer im Wassersystem. Einige Ester, wie beispielsweise Phenylethanololeat und Laurylphenylacetat, wirken ebenfalls schaumhemmend bei der Penicillinfermentation.

III.Polyether-Antischaummittel

1. GP Antischaummittel

Hergestellt durch Additionspolymerisation von Propylenoxid oder einer Mischung aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit Glycerin als Ausgangsstoff. Es weist eine geringe Hydrophilie und geringe Löslichkeit in schäumenden Medien auf und eignet sich daher für den Einsatz in dünnen Fermentationsflüssigkeiten. Da seine Antischaumwirkung der Entschäumung überlegen ist, eignet es sich zur Zugabe in das Basismedium, um die Schaumbildung während des gesamten Fermentationsprozesses zu hemmen.

2. GPE-Antischaummittel

Ethylenoxid wird an das Ende der Polypropylenglykol-Kette von GP-Antischaummitteln angefügt, um Polyoxyethylenoxypropylenglycerin mit hydrophilem Ende zu bilden. GPE-Antischaummittel weisen eine gute Hydrophilie und eine starke Antischaumwirkung auf, sind aber gleichzeitig gut löslich, was eine kurze Haltbarkeit der Antischaumwirkung ermöglicht. Daher hat es eine gute Wirkung in viskosen Fermentationsbrühen.

3. GPEs-Antischaummittel

Durch Versiegelung der Kettenenden von GPE-Antischaummitteln mit hydrophobem Stearat entsteht ein Blockcopolymer mit hydrophoben Ketten an beiden Enden und hydrophilen Ketten. Moleküle dieser Struktur sammeln sich an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche und weisen daher eine starke Oberflächenaktivität und hohe Entschäumungseffizienz auf.

IV.Polyethermodifiziertes Silikon

Polyethermodifizierte Silikon-Antischaummittel sind ein neuartiger, hochwirksamer Entschäumer. Sie sind kostengünstig und bieten die Vorteile einer guten Dispersion, starken Schaumhemmung, Stabilität, Ungiftigkeit und Unbedenklichkeit, geringer Flüchtigkeit und starker Antischaumwirkung. Je nach internem Verbindungsmodus lassen sie sich in die folgenden zwei Kategorien unterteilen:

1. Copolymer mit -Si-OC-Bindung, hergestellt mit Säure als Katalysator. Dieser Entschäumer hydrolysiert leicht und weist eine geringe Stabilität auf. In Gegenwart eines Aminpuffers kann er länger haltbar sein. Aufgrund des niedrigen Preises ist das Entwicklungspotenzial jedoch sehr deutlich.

2. Das durch eine Si-C-Bindung gebundene Copolymer weist eine relativ stabile Struktur auf und kann unter geschlossenen Bedingungen über zwei Jahre gelagert werden. Da jedoch im Produktionsprozess teures Platin als Katalysator verwendet wird, sind die Produktionskosten dieser Art von Entschäumern hoch, sodass sie bisher keine breite Anwendung finden.

V. Organisches Silizium-Antischaummittel

…nächstes Kapitel.