破乳問題的復(fù)雜性在于石油乳狀液的可變性，這種可變性又是由于油田乳狀液和加工過程中形成的乳狀液中，有機(jī)組分和水溶性組分的可變性所導(dǎo)致。因此，破乳劑必須適應(yīng)性強(qiáng)，既能對多種乳狀液有效，也能易于改變，以適應(yīng)各種乳狀液。早期研究表明，由表面活性劑穩(wěn)定的煤油一水乳狀液，可以通過加入少量培養(yǎng)液而實(shí)現(xiàn)破乳。這表明，無論是o／w還是w／o乳狀液，不管是由非離子、陽離子或陰離子表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液，都易被細(xì)菌的代謝產(chǎn)物破乳。幾種細(xì)菌培養(yǎng)液都具有破乳能力。培養(yǎng)物中影響細(xì)菌破乳活性的因素是細(xì)菌種類，培養(yǎng)時(shí)間，以及培養(yǎng)基的組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，污泥諾卡氏菌(Nocardia amarae)細(xì)菌細(xì)胞表面本身起著主要的破乳作用。
研究者提出了一種細(xì)菌粒子如何破壞乳狀液的機(jī)理。如果細(xì)菌表面能被乳狀液的非連續(xù)(液滴)相充分潤濕，但不是完全潤濕，則細(xì)菌最終會(huì)在連續(xù)相和非連續(xù)相的界面上占據(jù)一個(gè)位置。該細(xì)菌粒子將有一半以上浸入非連續(xù)相中。如果非連續(xù)相的兩個(gè)單元(兩乳狀液滴，或者一乳狀液滴與一已分層的非連續(xù)相)在同一細(xì)菌表面上接觸、潤濕并鋪展，則兩個(gè)單元在到達(dá)平衡前，就會(huì)在細(xì)菌表面上互相接觸并凝聚。
破乳作用一般分為兩步：先是液滴絮凝，然后才真正地凝聚或融合為一體。如果表面活性劑是帶電的，由于粒子間相互作用受電性的制約，則破乳的總速率顯然由絮凝過程所控制。細(xì)菌表面常帶有負(fù)電荷，但當(dāng)有二價(jià)陽離子存在時(shí)，即使用陰離子表面活性劑穩(wěn)定的乳狀液液滴，也能受到電性吸引。值得注意的是，從理論上來說，作為使o／w乳狀液破乳的破乳劑，細(xì)菌要比電解質(zhì)聚合物具有更大的優(yōu)越性。如蛋白質(zhì)大小的聚合物，在兩液滴界面上的聚集，可防止兩液滴問的液膜變薄，從而使乳狀液穩(wěn)定。而細(xì)菌要比它大，如果憎水性又合適，由于細(xì)菌表面的鋪展現(xiàn)象，仍能導(dǎo)致凝聚。為避免聚合物對乳狀液的穩(wěn)定作用，必須對聚合物的分子大小及濃度加以控制。
目前公認(rèn)的生物破乳機(jī)理有以下幾方面。
①相轉(zhuǎn)移一反向變型機(jī)理加入生物破乳劑，要發(fā)生相轉(zhuǎn)化。即生成與乳化劑形成的乳狀液類型相反(反相破乳劑)的表面活性劑作為破乳劑。此類生物破乳劑與憎水的乳化劑生成絡(luò)合物，使原來的乳化劑失去乳化性。
②碰撞擊碎界面膜機(jī)理 在加熱或攪拌的條件下，生物破乳劑也有較多的機(jī)會(huì)碰撞乳狀液的界面膜，或吸附于膜上或排替部分表面活性劑，從而未破界面膜或使其穩(wěn)定性降低，發(fā)生絮凝，聚結(jié)而破乳。
③增溶機(jī)理使用的生物破乳劑少數(shù)幾個(gè)分子，即可形成膠束。這種高分子線團(tuán)或膠束，可增溶乳化劑分子，引起乳化原油破乳。
④變形機(jī)理顯微鏡觀察結(jié)果表明，w／o型乳狀液有雙層或多層水圈，兩層水圈之間是油圈。液珠在加熱攪拌和生物破乳劑作用下，液珠內(nèi)部各層水圈相連通，使液滴凝聚而破乳。
已經(jīng)證明，經(jīng)過篩選的微生物及其代謝產(chǎn)物烴一水乳狀液和復(fù)雜的w／0及0／W油田石油乳狀液破乳的活性。破乳活性主要與細(xì)胞表面有關(guān)，這種表面雖經(jīng)劇烈的化學(xué)或物理處理，但破乳活性不被破壞。在高壓滅菌殺死細(xì)胞后，細(xì)胞仍可以保留破乳活性，并可被反復(fù)多次用于乳狀液破乳。經(jīng)過菌種選育，從間歇培養(yǎng)早期獲得的代謝產(chǎn)物是w／0油田乳狀液的優(yōu)良破乳劑；而后期獲得的細(xì)胞代謝產(chǎn)物則是優(yōu)良的0／W油田乳狀液的破乳劑。對o／w和w／o乳狀液破乳劑的機(jī)理的研究表明，在這方面，功能團(tuán)和其親水一憎水平衡起著決定性作用。在此基礎(chǔ)上，可根據(jù)需要選擇微生物作乳化劑或破乳劑，或者作為一般用途的生物表面活性劑。
生物破乳劑可以成功地與化學(xué)合成破乳劑競爭。兩者活性相近，但有時(shí)生物破乳劑更好一些。從生產(chǎn)生物破乳劑的經(jīng)濟(jì)性和在破乳方面的應(yīng)用出發(fā)，人們期待生物破乳劑在工業(yè)上的應(yīng)用。
