4第四章 发酵工程的灭菌与除菌赤峰工业职业技术学院.ppt

* * 表4-5列出的是达到完全灭菌(以杀灭细菌芽孢为准)的灭菌温度、时间和营养成分维生素B1破坏量的比较，可以清楚地说明这一问题。 根据这一理论，培养基灭菌采用高温短时间的方法，有利于减少营养成分的破坏。营养成分虽因温度增加，破坏也增加，但因灭菌时间大为缩短，总的破坏量因此减少。 * * * * * * * 由喷射加热、管道维持、真空冷却器3部分组成。此流程由于受热时间短，不致引起培养基营养成分的严重破坏；维持管能保证先进入的培养基先输出，避免过热或灭菌不彻底的现象。缺点是随着蒸汽的冷凝使培养基稀释，由于培养基黏度的变化，使灭菌温度和压力的控制受到影响；如维持时间较长，维持管的长度就需要很长，安装使用不便。 * * * 要求蒸汽总管道压力不低于0.3~0.35MPa，使用蒸汽压力不低于0.25~0.3MPa。因空气相对密度大于蒸汽，灭菌开始时从罐顶通入蒸汽，将罐内的空气从罐底排出。空罐灭菌一般维持罐压0.15~0.2MPa、罐温125~130℃、时间30~45min。 * 在微生物发酵产品的生产中，需氧微生物的培养占绝大多数。需氧微生物培养时，必须不断将无菌空气通入发酵罐内，以满足微生物生理代谢对氧的需求。 * 发酵类型不同，对空气的无菌程度的要求也不同。如酵母培养所用的培养基成分以糖为主，酵母菌能利用无机氮，要求的pH较低， 一般细菌较难繁殖，而酵母的繁殖速度又较快，能抵抗少量的杂菌影响，因此对无菌空气的要求不十分严格，可采用高压离心式鼓风机通风即可。 如面包酵母培养，其培养基以糖源为主，能利用无机氮，要求的pH值较低，一般细菌较难繁殖，再则酵母的比生长速率快，利用营养物质的速率较高，酵母浓度会占绝对优势地位，从而抑制其它杂菌的生长； 醋酸发酵生产，醋酸的生成导致发酵液的pH降低，对杂菌有一定的抵抗能力，对空气的无菌程度要求较低。 * 空气流量：VVM：单位时间（min）单位发酵液体积（m3）内通入的标准状态下的空气体积（m3），一般在0.1-2.0。 抗生素等多数品种发酵，耗氧量大，无菌程度要求十分严格，所以空气必须经过严格的无菌处理后才能通入发酵罐内，以确保生产在纯种培养状态下进行。 * 4、超滤膜/微孔滤膜过滤器 这一类过滤介质包括纤维素脂微孔滤膜、聚四氟乙烯微孔滤膜等，微孔直径只有0.1~0.45μm，厚度为150μm。它能滤除所有大于0.01μm的微粒，除去空气中夹带的几乎所有的微生物，获得发酵用的无菌空气。 四、空气过滤器类型 * 为了增强膜芯的强度，用不锈钢做中心柱，把滤膜做成折叠型的过滤层，绕在不锈钢中心柱上，外加耐热的聚丙烯外套。 * 微孔滤膜过滤器制成按入式过滤器， 下压推入即可安装在支架上，更换和安装非常方便； * 微孔膜过滤器体积小、处理量大、压降小、除菌效率高。 空气经过滤膜的气速应控制在0.5~0.7m/s左右，压降100Pa。 微孔膜过滤器价格较贵，为了延长过滤器的使用寿命，使用时应配置与过滤器相匹配的空气预过滤器和蒸汽过滤器，除去管道内的铁锈和污垢，避免微粒对微孔膜的污染，预过滤器出口之后的管道应采用不锈钢管。 传统的棉花活性炭、超细玻璃纤维、维尼纶、金属烧结过滤器由于无法保证绝对除菌，且系统阻力大、装拆不便，已逐渐被新一代的微孔滤膜介质所取代。 * 思考题 1.发酵工业中灭菌的目的是什么? 2.湿热灭菌有哪些特点? 3.什么是热阻?什么是相对热阻? 4.介质过滤除菌的主要机制是什么? 5.有一发酵罐，内装80m3培养基，在121℃实罐灭菌，灭菌速度常数为0.0287/s。假定培养基中含的细菌数为2×107个/毫升，灭菌后残留的活菌数为0.001个，求所需的灭菌时间。 6.工业生产中采用高温快速灭菌的依据是什么? 7.简述分批灭菌与连续灭菌的过程，这两种灭菌过程各有哪些优缺点? 8.空气过滤除菌的流程中有哪些设备?这些设备各有什么作用? 9.空气过滤除菌流程中，空气为什么要降温然后又升温? * * 应用范围有：培养基灭菌；气体灭菌；设备及管道灭菌等。 污染：感染杂菌的培养或发酵体系。 消毒：杀灭或清除病原微生物，达到无害化程度，杀灭率99.9%以上。 杀菌：杀灭或清除一切微生物，达到无活微生物存在的过程，杀灭率99.9999%以上。 灭菌：微生物杀灭率99.999999%以上。 * 应用范围有：培养基灭菌；气体灭菌；设备及管道灭菌等。 * 应用范围有：培养基灭菌；气体灭菌；设备及管道灭菌等。 * 常规加压灭菌法中高压灭菌和低压灭菌的条件是什么？巴氏消毒法的条件是什么？ 常规加压灭菌法：高压—121℃15min；低压—105℃30min。 巴氏消毒法：牛乳的杀菌方式 低温长时间(LTLT,62~65℃,30分钟)，现在殆不存在， 高温短时间(High