生化工程 第二章_空气除菌

简述空气除菌的流程以及各步骤作用下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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生化工程绪论1、 定义：生化工程是生物化学工程的简称，它是以生物技术从实验室规模扩大至生产规模为目的，以生物生产过程中带有共性的工程技术问题为核心的一门由生物科学与化学工程相结合的交叉学科。

它既是生物技术的一个重要组成部分，又是化学工程的一个分支学科。

2、 单元操作：完成一道工序所需的一种方法和手段。

在研究单元操作时，经常用到下列五个基本概念，即物料衡算，能量衡算，物系的平衡关系，传递速率及经济核算等。

第一章 灭菌技术1、抑制有害微生物的措施：2、除菌的方法包括①培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热法）②空气的过滤除菌③紫外线或电离辐射④化学药物灭菌第一节 培养基的灭菌一、概述：发酵工业广泛应用蒸汽加热的方法处理大量培养基1、 高温杀菌作用的种类：2、 干热灭菌法：其中的灼烧是一种最彻底的方法，但是仅用于接种针等少数对象的灭菌。

3、 湿热灭菌法：比干热灭菌法更有效。

细菌的芽孢最耐热，一般要在120℃下处理15min 才能杀死。

➢ 常压法：包括巴氏消毒法和间歇灭菌法等。

其中，巴氏消毒法是用于牛奶、啤酒、果酒和酱油等不能进行高温灭菌的液体的一种消毒方法，其主要目的是杀死其中无芽孢的病原菌（如牛奶中的结核杆菌或沙门氏菌），而又不影响它们的风味。

是一种低温消毒法，包括LTH 法和HTST 法。

4、 影响加压蒸汽灭菌效果的因素① 灭菌物体含菌量的影响。

（天然原料尤其是麸皮等植物性原料配成的培养基，一般含菌量较高，而用纯粹化学试剂配制成的组合培养基，含菌量低。

）➢ 灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。

分杀菌和溶菌两种。

杀菌指菌体虽死，形体尚存；溶菌指菌体杀死后其细胞发生溶化、消失的现象。

➢ 消毒：采用较温和的理化因素，仅杀死物体表面或内部一部分对人体有害的病原菌，而对被消毒的物体基本无害的措施。

➢ 高温致死原理：使微生物的蛋白质和核酸等生物大分子发生变性、破坏。

生化工程第二章教案生化工程第二章工业微生物概论第二章工业微生物概论第一节引言第二节工业生产中常用的微生物第三节微生物的营养需要第四节影响微生物生长发育的因素第五节微生物的培养第六节灭菌技术第七节工业微生物过程展望第一节引言一、微生物的含义二、微生物与生化工业的关系三、微生物的特点一、微生物的含义微生物（microorganism microbe)是一切微小生物的总称，它们是一些个体微小，需要借助显微镜才能看见的构造简单的低等生物。

有些是单细胞、有些是多细胞，甚至有些没有完整的细胞结构。

二、微生物与生化工业的关系三、微生物的特点1.体积小，比表面积大微生物个体及其微小，通常以微米（10-6m）或纳米（10-9m）为单位。

1500个杆菌头尾相接，只有一粒芝麻长。

每毫克的细菌数比全地球的人口总数还要多。

比表面积（单位体积所占有的表面积）大。

大肠杆菌的比表面积高达30万。

优势：有利于与周围环境进行物质、能量和信息交换。

2.种类多、分布广种类多：10万种以上！不同种类的微生物代谢方式不同，能分解各种有机物和无机物，产生不同的代谢产物，为其在生化工业生产的应用拓展了极大的空间。

如：不少细菌和放线菌能固氮；很多异养微生物能分解利用复杂的有机物甚者有毒物质（纤维素、木质素、石油、甲醇、甲烷、天然气、塑料、酚类、氰化物等）；不同微生物在生化过程中累积的代谢产物不同，工业生产中常用来获得各种发酵产品。

分布广：自然界中处处都有微生物，上至天空下至深海。

土壤是各种微生物的大本营。

人的肠道也是微生物聚居的场所（100-400种，总数可达100万亿）。

由于微生物分布广，取材方便，有利于工业生产的应用，为人类的生活服务。

3.生长旺、繁殖快微生物具有极高的繁殖速度大肠杆菌在37℃，20min分裂一次，48h后可产生2.2×1043个后代，总质量可达2.2×1025t，相当于4000个地球之重！某些微生物代时及每天增值率微生物的这一特点在生化工业中有着重要的意义：发酵周期短，生产效率高如：单罐发酵生产酿酒酵母，12h即可收获一次，每年可以收获数百次，这是其他任何农作物不能达到的复种指数。

生物反应工程Bioreaction Engineering课程编号：A0620016学分：2学分学时：32学时先修课程：生物化学、微生物学、化工原理、物理化学适用专业：生物工程专业建议教材：《生化反应工程》（第三版），戚以政主编，化学工业出版社，2007年开课系所：生物与食品工程学院生物工程系一、课程的性质与任务课程性质：本课程为生物工程专业本科生的专业必修课。

课程任务：生化工程是一个知识和技术密集的学科，其基本内容可分为培养基灭菌与空气除菌、酶促反应动力学、微生物反应动力学、生化反应器等方面。

本课程以掌握各部分内容的基本理论为重点。

学生通过本课程的学习后应对生物反应的整个过程有所了解，并能掌握其中的相关原理。

二、课程的基本内容及要求第一章绪论1．课程教学内容（1）通过本课程的学习，使学生了解生化工程的特点、研究内容；（2）掌握生化工程工艺设计的基本原则。

2．课程的重点、难点生物技术设计的基本准则和要求；现代生物技术的特点和体现。

3．课程教学要求（1）掌握生化反应的特点；（2）了解生物工程专业的实际应用；（3）了解整门课程学习的主要内容。

第二章培养基灭菌与空气除菌1．课程教学内容（1）理解常用生化工程反应中灭菌技术的重要性和常用灭菌技术；（2）掌握工业灭菌设备的特点和应用技术特性。

2．课程的重点、难点（1）掌握常用生化工程反应中灭菌技术的原理和应用特点，实验室灭菌技术和工业灭菌技术的差异；（2）掌握灭菌效果的分析与计算。

3．课程教学要求（1）掌握分批灭菌、连续灭菌的特点；（2）理解微生物的热死灭动力学；（3）理解空气过滤设计的原理；（4）掌握典型空气除菌流程。

第三章均相酶促反应动力学1．课程教学内容（1）掌握均相酶促反应动力学特点；（2）了解有各种抑制剂存在的酶促反应动力学特点。

2．课程的重点、难点（1）掌握M-M方程的推导及应用；（2）熟悉有抑制的酶催化反应动力学。

3．课程教学要求（1）掌握典型酶促反应过程的特点及相关公式；（2）掌握影响酶催化反应速率的因素；（3）理解米氏方程动力学参数的求取；（4）理解有各种抑制剂存在情况下的酶反应特征。

第二章发酵用压缩空气预处理及除菌设备培养基准备与灭菌回顾•微生物、动植物细胞培养基的准备、要求及灭菌•实消和连消•培养基灭菌方法•培养基准备相关设备本章主要内容•生物发酵用净化空气的质量标准；生物发酵用净化空气的质量标准•压缩空气的预处理原理、工艺流程设计、设备设计及控制要求；•无菌空气制备工艺流程设计及控制要求•绝大多数工业发酵都是利用好气性微生物进行深层悬浮纯种培养在培养过程中需进行深层悬浮纯种培养，在培养过程中需要连续通入大量无菌空气，以供生产菌的生长和代谢产物•例一个通气量为40m3/min的发酵罐，发酵周期为125h，所需要通入的空气量高达3×105m3抗生素厂发酵染菌分析20%都是由空气系统带菌引起的，因此合理可靠的空气预处理和除菌设备，确保无菌，节约能源是空气净化系统设计的关键11.生物发酵用无菌空气的质量标准•压强：（0.2‐0.35MPa）压强（02035MP•流量：生产能力•温度：发酵温度高10℃温度发酵温度高•相对湿度：60%‐70%•洁净度：无菌空气•“无菌空气”是指通过除菌处理后压缩空气中含度的洁净空气已菌量降低到零或洁净度100度的洁净空气，已能满足发酵工业的要求22.压缩空气预处理降特定的度•降温：特定的温度•防止过滤介质受潮失效降低效率除水•除油防止过滤介质受潮失效，降低效率保证通气发酵用无菌空气的质量指标维•保证通气发酵用无菌空气的质量指标，维持发酵正常生产212.1 压缩空气冷却•T1，T2为压缩前后绝对温度•P，P为压缩前后绝对压强12•绝热过程K 1.4，多变过程K 1.3，一般发酵1.3•排气温度是降低压缩比升高的主要原因•冷却方法：空冷、水冷冷却方法空冷水冷直接换热器冷却多程列管式换热器，空气•‐壳程•输送过程冷却+换热器冷却热能综合利用的概念•热能综合利用的概念？222.2 压缩空气的除水•若空气的湿含量及温度保持不变，空气压强越大，相对湿度越大一般情况空气经过压缩湿含量不变•一般情况，空气经过压缩，湿含量不变，温度大大提高，相对湿度变小，冷却时，相对湿度变大压缩空气除水原理•压缩空气除水原理：例题小结•压缩后，高温下空气中水不会析出缩后高空气中水不会析出•压缩空气由高温冷却相对湿度增加•相对湿度为100%时相对应空气温度为露点温度•压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高，压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高压缩比越大，露点温度越高，越易析出水•温度升高相对湿度降低析水后缩气加热降低相对度防•析水后压缩空气加热，可以降低相对湿度，防止过滤介质受潮。

绪论1、重点1) 生化工程的定义（识记）将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程2 )生化工程的研究内容（识记）１、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反应器及比拟放大２、微生物的连续培养３、生物反应动力学４、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的发展历程（识记）生化工程学诞生于上世纪40年代。

早期的发酵工业只有较少种类的产品，其中厌氧发酵产品居多。

如酒类、乳酸。

厌氧发酵由于不大量供应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，故而深层液体厌氧发酵早就具有相当大的规模。

那时只有少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产法，如面包酵母，醋酸。

前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸的生成导致发酵液中pH降低，不易污染杂菌。

40年代前期，正好是第二次世界大战期间，战场上有成千上万的伤员需要救治，急需药物（非磺胺类）防止伤口感染。

早在1928年英国的学者Fleming发现了青霉素，1940年分离出纯品，1941～1942年在临床上应用，证明有非常好的疗效，这时急待将青霉素投入工业化生产。

第二章培养基灭菌和空气除菌1、重点1）微生物的热死灭动力学（应用）2）空气过滤设计（应用）2、次重点1）分批灭菌的设计（应用）分批灭菌：就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。

2）连续灭菌反应器的流体流动模型（理解）3）连续灭菌设计（应用）连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进行快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中3 、一般1）空气除菌方法（理解）(加热灭菌,辐射灭菌,化学灭菌,静电除尘,介质过滤)2）典型空气除菌流程（识记）(高空采风—空压机—贮罐—冷却器—总过滤器—分过滤器—净化空气—进罐)(北方) (湿度大时,应该在冷却器后加上油水分离器和除雾器)3）新型过滤器（理解）(聚乙烯醇过滤器,折式过滤除菌器,高效烧结金属过滤器,绝对过滤器)第三章氧的供需1、重点（1）概念：比耗氧速率:单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量。