保温降温的灭菌过程.ppt

例5-3: 将例5-1中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131oC，此温度下的灭菌速度常数为0.25 s-1，求灭菌保温时间。 灭菌温度升高10o C后采用连续灭菌保温时间大为缩短。 实际维持时间常取理论灭菌时间的3—5倍。 （3）降温 为避免营养成分的破坏，培养基需要迅速降温至接近培养温度(40～45℃)。 现国内大多采用喷淋冷却器，也有的采用螺旋板换热器、板式换热器、真空冷却器等。 第三节 空气的除菌 发酵用的无菌空气需要达到的标准： 连续提供一定流量的压缩空气（VVM一般为0.1～2.0）。 空气的压强(表压)为0.2～0.4 MPa。 进入过滤器之前，空气的相对湿度≤70％。 进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-30℃。 压缩空气的洁净度，一般取过滤器的失败概率为10-3为指标。 主要包括采风塔、粗过滤器、空气压缩机、空气贮罐、冷却器、空气加热设备(空气相对湿度从100％降低到70％以下)等。 空气的预处理 了解国内几种常见的空气预处理流程。 1－粗过滤器 2－压缩机 3－冷却器 4－空气过滤器 5－分离器 6－加热器 国内几种常见的流程： 按过滤介质孔隙将空气过滤分为两类： 空气的过滤除菌 第二类：深层过滤 介质孔隙大于被拦截的微生物大小，但介质层有一定的厚度，机理是静电、扩散、惯性及拦截作用。 第一类：绝对过滤 介质孔隙小于被拦截的微生物大小，如用聚四氟乙烯或者纤维素酯材料做成的微孔滤膜（孔径0.22μm) 棉花、合成纤维和颗粒状活性炭，填充一定的厚度，孔隙50um。 过滤材科制成纸、板或管状，如超细玻璃纤维滤纸、金属烧结板。除菌效率较高，无需填充很厚。 (1)、纤维及颗粒状介质过滤器 纤维及颗粒状介质过滤器一般都被用作总过滤器。 常用介质:棉花、玻璃纤维、活性炭等. 常用过滤器 (2)、滤纸过滤器 以超细玻璃纤维纸为介质。孔径约1～1.5um，厚0.25～0.4mm，以3～6张滤纸叠合一起使用。 除菌效率很高（≥0.3μm颗粒去除率99.99％以上），阻力小，但强度不够，特别是受潮后强度更差。 (3)、金属烧结管空气过滤器 用粉末冶金方法制造的，用来除去含有各种固体粒子的一种新型、高效过滤器。 (4)、微孔膜过滤器——绝对过滤器 由耐高温、厚度为150μm的聚四氟乙烯薄膜构成。绝对滤除所有0.01μm以上的微粒，除去几乎所有空气中夹带的微生物。价格较贵，应控制膜的污染。 工业生产中，一般在菌种制备、发酵罐接种前后和培养过程中都按时取样、进行无菌检测。 无菌试验、镜检、试剂盒。 第四节 无菌检测及发酵废气废物的安全处理 无菌检测 对发酵液的无菌检测有三种方式： 中小型罐采用在排气口接装冷凝器回流部分发酵液。 大型发酵罐一般将排气接到车间外经沉积液体后排出。 当发生染菌事故后，必须将发酵尾气途经碱液处理后排向大气。（吸风口处仍残留的噬菌体难以通过过滤除去，可在空气预处理流程中，将贮罐紧靠着空压机。此时空气温度很高，空气在贮罐中停留一段时间可杀灭噬菌体。） 发酵废气废物的安全处理 灭 菌 杂菌污染的危害 基质或产物消耗，产率下降 噬菌体污染，菌体裂解，生产失败等。 改变反应介质pH值，使生化反应异常 产物提取困难，收率低，产品质量下降 如何保证纯种培养? 设备灭菌并确保无泄漏 培养基灭菌(补料灭菌) 气体除菌 确保纯种 化学灭菌 射线灭菌 干热灭菌 湿热灭菌 过滤除菌 第一节 灭菌方法 常用方法 第二节 培养基的湿热灭菌 理论灭菌时间的计算(对数残留定律;阿仑尼乌斯定律) 培养基的分批灭菌 培养基的连续灭菌 湿热灭菌时，培养基中微生物受热死亡速率与残存微生物数量： N：培养基中活M数； τ：M受热时间，s； k：比死亡速率，s-1 一、微生物的死亡速率与理论灭菌时间 开始灭菌(τ=0)，培养基中活微生物数N0，式(5-1)积分： t = k No N - ln 或 N=N0e-kτ 5-2 5-3 (N为经τ时间灭菌后培养基中活菌数。) 对数残留定律 比死亡速率k(灭菌速度常数) (1)k值越大，微生物越易死亡。 K的讨论! (2)一定温度下，k随M种类不同而异。 一般来说，细菌营养体、酵母菌、放线菌、病毒及噬菌体对热的抵抗力较弱，而细菌芽孢、霉菌孢子则较强。 (3) 随着温度的变化，k有很大变化。温度对k的影响遵循： D k=Ae- RT E 5-4 A：系数，s-1； △E：