发酵工程 第四章 无菌空气的制备精讲
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无菌空气制备第一篇:无菌空气制备第六章空气除菌的工艺及设备在发酵工业中,绝大多数是利用好气性微生物进行纯种培养,空气则是微生物生长和代谢必不可少的条件。
但空气中含有各种各样的微生物,这些微生物随着空气进入培养液,在适宜的条件下,它们会迅速大量繁殖,消耗大量的营养物质并产生各种代谢产物;干扰甚至破坏预定发酵的正常进行,使发酵产率下降,甚至彻底失败。
因此,无菌空气的制备就成为发酵工程中的一个重要环节。
空气净化的方法很多,但各种方法的除菌效果、设备条件和经济指标各不相同。
实际生产中所需的除菌程度根据发酵工艺要求而定,、既要避免染茵,又要尽量简化除菌流程,以减少设备投资和正常运转的动力消耗。
本章将讨论合理选择除菌方法,决定除菌流程以及选用和设计满足生产需要的除菌设备等。
第一节空气中微生物的分布和发酵工业对空气无菌程度的要求一、无菌空气的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”。
二、空气中微生物的分布通常微生物在固体或液体培养基中繁殖后,很多细小而轻的菌体、芽孢或孢子会随水分的蒸发、物料的转移被气流带入空气中或粘附于灰尘上随风飘浮,所以空气中的含菌量随环境不同而有很大差异。
一般干燥寒冷的北方空气中的含菌量较少,而潮湿温暖的南方则含菌量较多;人口稠密的城市比人口少的农村含菌量多;地面又比高空的空气含菌量多。
因此,研究空气中的含菌情况,选择良好的采风位置和提高空气系统的除菌效率是保证正常生产的重要内容。
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343时以含量为10~10个/m进行计算。
三、发酵对空气无菌程度的要求各种不同的发酵过程,由于所用菌种的生长能力、生长速度、产物性质、发酵周期、基质成分及pH值的差异,对空气无菌程度的要求也不同。
如酵母培养过程,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,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如氨基酸、抗生素发酵那样严格。
第四章无菌空气的制备本章重点、难点重点:无菌空气的质量标准、空气过滤除菌机理及流程、对数穿透定律难点:空气过滤除菌机理、对数穿透定律、提高过滤除菌效率的措施授课提纲好氧微生物培养都需要氧气,通常以空气作为氧源。
发酵用的无菌空气就是将自然界的空气经过压缩、冷却、减湿、过滤等过程达到以下标准。
c连续提供一定流量的压缩空气。
发酵用无菌空气的VVM一般为0.1~2.0。
d空气的压强(表压)为0.2~0.4MPa。
过低的压强难于克服下游的阻力,过高的压强则是浪费。
e进入过滤器之前,空气的相对湿度Φ≤70%。
这是为防治空气过滤介质的受潮。
f进入发酵罐的空气温度可比培养基温度高10~30℃。
对发酵而言,空气的温度越低越好,但太低的空气温度是以冷却能耗为代价的。
g压缩空气的洁净度,在设计空气过滤器时,一般取失败概率为10-3为指标。
第一节空气中的微生物和除菌方法一、空气中的微生物种类及分布1.空气的含义:2.空气中微生物数量与环境的关系:二、空气除菌的方法1.热灭菌法:含义、2.辐射灭菌:含义、使用范围3.静电除菌:原理、4.介质过滤除菌法:含义,最常用、最经济的方法第二节空气的过滤除菌原理和过滤介质(课后阅读)一、空气过滤除菌的原理二、空气过滤除菌的介质 三、介质过滤效率-对数穿透定律 介质过滤效率:PN NN N N −=−=−=1112121η第三节空气过滤除菌的工艺技术空气过滤除菌是采用定期灭菌的介质来阻截流过的空气中所含微生物而制得无菌压缩空气。
其流程一般包括:从高位吸风塔将吸入的空气经粗过滤后进入空气压缩机,空压机压缩后的热空气温度很高,必须进行冷却析水和再加热处理,才能通过空气过滤器除菌,得到合乎要求的无菌空气。
1. 流程图: p98,图4-4~92. 相关计算:(余74)1) 空气经压缩后,温度会显著上升,压缩比越高温度也越高,kk p p T T 11212(−=要将压缩后的热空气降温后才能使用。