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第四章 灭菌和空气净化 生化工艺 制药与生物工程系 生化工艺 制药与生物工程系 化学工业出版社 第四章灭菌和空气净化 第1页，共26页，编辑于2022年，星期二 第一节 培养基灭菌 * 第2页，共26页，编辑于2022年，星期二 一、培养基的灭菌方法 （一）分批灭菌 将配制好的培养基输入发酵罐内，直接用蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定的时间，再冷却至发酵要求的温度，称为分批发酵或实罐灭菌。 * 第3页，共26页，编辑于2022年，星期二 1.分批灭菌的操作过程（实罐灭菌） （1）培养基的预热 培养基先加热到80－90℃，然后再导入蒸汽升温到120－180℃。 目的：防止直接导入蒸汽时由于培养基与蒸汽的温度过大而产生大量的冷凝水使培养基稀释；防止直接导入蒸汽所造成的泡沫急剧上升而引起的物料外溢。 * 第4页，共26页，编辑于2022年，星期二 （2）培养基灭菌 从各路通入蒸汽（进气口、排料口、取样口），温度升到120－130℃，保温30min * 第5页，共26页，编辑于2022年，星期二 2.分批灭菌的注意事项 （1）各路蒸汽进口要畅通，防止短路逆流；罐内液体翻动要剧烈，以使罐内物料达到均一的灭菌温度。 （2）排气量不宜过大，以节约蒸汽。 （3）灭菌将要结束时，应立即引入无菌空气以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却，以避免罐压迅速下降产生负压而吸入外界空气，或引起发酵罐破坏。 （4）在引入无菌空气前，罐内压力必须低于过滤器压力，否则培养基将倒流入过滤器。 * 第6页，共26页，编辑于2022年，星期二 （二）连续灭菌（连消） 培养基经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内的灭菌工艺过程。又称连消。 * 第7页，共26页，编辑于2022年，星期二 蒸汽直接加热连续灭菌流程 * 第8页，共26页，编辑于2022年，星期二 蒸汽间接加热连续灭菌流程 * 第9页，共26页，编辑于2022年，星期二 三、发酵设备灭菌 （1）发酵罐灭菌（空消） 灭菌压力：0.147—0.18MPa，45—60min。 注意事项：空消后，先用无菌空气保压，灭菌的培养 基、相关物料输入罐内后，打开冷却系统进行冷却。 * 第10页，共26页，编辑于2022年，星期二 （2）附属设备的灭菌 分空气过滤器：发酵罐灭菌之前灭菌，灭菌后空气吹干备用。 补料系统： 补料管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。 消沫剂系统：蒸汽压力0.15MPa，保温30分钟。 消沫剂管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。 移种管路：蒸汽压力0.30—0.45MPa，保温时间1小时。 * 第11页，共26页，编辑于2022年，星期二 一 、无菌空气 1.概念 ：发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为 “无菌空气”。 第二节 无菌空气的制备 * 第12页，共26页，编辑于2022年，星期二 2.空气中的微生物 含量、种类随空气状况而异； 含量,北方少，南方多，高空少，城市多，农村少 就种类而言，通常细菌芽孢、霉菌孢子居多；空气中的微生物一般附着在尘埃、雾滴上。 各地空气中所悬浮的微生物种类及比例各不相同，数量也随条件的变化而异，一般设计时以含量为10-3~10-4个/m3进行计算。 * 第13页，共26页，编辑于2022年，星期二 二、空气除菌方法 1.加热灭菌：采用加热手段（电、蒸汽、空压机）将空气加热到灭菌温度进行灭菌。 2.静电除菌：被电离的空气离子在向电极快速移动过程中撞击上空气中的尘埃、菌体后，使菌体、尘埃移向电极，最终沉降吸附在电极上，以达到除尘除菌的目的。 3.介质过滤除菌:实际使用时根据具体发酵选用除菌方式，一般常用过滤除菌的方法。 * 第14页，共26页，编辑于2022年，星期二 三、介质过滤除菌 按过滤机制不同可分为绝对过滤和深层过滤。 绝对过滤：是利用微孔滤膜，其空隙小于0.5μm，甚至小于0.1μm 深层过滤：以棉花、玻璃纤维、活性炭为过滤层。 * 第15页，共26页，编辑于2022年，星期二 四、空气过滤器类型 1.分类 1）以纤维状物（棉花、玻璃纤维、涤纶、微尼纶等）或颗粒状物质（如活性炭）为介质所构成的过滤器. 特点：过滤层厚度大，体积大，压力降大，操作麻烦 2）以微孔滤纸、滤板、滤棒构成的过滤器。 特点：过滤层薄、体积小、压降小，操作简单，价格贵 * 第16页，共26页，编辑于2022年，星期二 2.过滤器的结构类型 * 第17页，共26页，编辑于2022年，星期二 *