发酵工程_第四章_无菌技术

(393-373) × 650002 V = V加热 + V维持 + V冷却 = 1.15 + 15 + 0.69 = 16.6 (min)
例 ２）
如果灭菌条件不变，大罐由１００℃加热到１２０℃ 需２４分钟；冷却至１００℃的时间为１６分钟；求大罐 的维持时间。
1.986×3932(65000 – 1.986 ×393) V加热＋ V冷却 = ————————————————× （２４ ＋１６） (393-373) × 650002 ＝９.２min
R ：气体常数；= 1. 986 [ 卡/克分子〃K]
E ：耐热孢子致死的活化能；= 65000 [卡/克分子]
T：灭菌维持温度； 121℃ （393 K） T0：开始计算灭菌效果的温度；100℃ （373 K）
例： 1）小型发酵罐在120℃灭菌维持15分钟，由100℃ （100℃以 下灭菌效果不计）加热至120℃的时间为5分钟，由120℃冷却 到100℃的时间为3分钟，计算总的灭菌时间。
4、冷却
喷淋冷却器
板式冷却器
真空冷却器
喷淋冷却器
结构简单；广泛使用
板式换热器
体积小，换热效率高；但流动阻力较大
板式换热器
板式换热器
板式换热器原理图
喷射加热-真空冷却连续灭菌系统
(二） 连续灭菌的优缺点及注意事项
优点：
1）可采用高温短时灭菌，培养基受热时间短，营养 成分破坏少，有利于提高发酵产率； 2）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。 3）适于自动控制，降低劳动强度。
1.986×3932(65000 – 2×1.986 ×393) V加热 = ————————————————× 5 = 1.15 (393-373) × 650002 1.986×3932(65000 – 2×1.986 ×393)

（2）污染其它杂菌 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，即使添加 消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过程的通气搅拌。
有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使不 耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌，由于芽孢耐热， 不易杀死，往往一次染菌后会反复染菌。
发酵工业的无菌技术
3、不同时间染菌对发酵的影响 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染 时间，不是杂菌窜入培养液的时间。
• 管道安装不当或配置不发合酵工理业的形无菌技成术 的“死角”
污水
脓疱
罐底
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
发酵工业的无菌技术
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
发酵工业的无菌技术
法兰连接不气带菌 因为空气除菌系统较为复杂，环节多，偶遇不 慎便会导致空气除菌失败。
同 产
素迅速破坏。
品 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等虽不
象青霉素发酵染菌那样一无所得，但也会造
成不同程度的危害。如杂菌大量消耗营养干
扰生产菌的正常代谢、改变pH，降低产量。
发酵工业的无菌技术
灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制
霉菌，对细菌几乎没有抑制和杀灭作用。
不
同 产
疫苗生产危害很大。
品
发酵工业的无菌技术
3、种子带菌 分为种子本身带菌和种子培养过程中染菌。 加强种子管理，严格无菌操作，种子本身带菌 是可以克服的。种子培养过程染菌与发酵一样 有许多因素造成。
发酵工业的无菌技术
4、灭菌不彻底 灭菌技术的好坏与灭菌质量很有关系 蒸汽通入培养基，升温快慢、保温时间——产生过 多泡沫 蒸汽总压是否达到要求标准 环境中的杂菌数量因季节而有很大差别。故染菌率 因季节不同而发生明显变化。

二 如：
发 酵 工
青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗大杆菌 的危害大；
业 污
高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬菌体的
染 危害较大；
的
防
治
策
略
发酵工业无菌技术
不同污染时期对发酵的影响
二
发 种子培养期 菌浓低，营养丰富；灭菌；
酵 工
发酵前期 杂菌争夺营养成分，干扰生产菌的
业 繁殖和产物的形成；灭菌，重接种；
通；
略
发酵工业无菌技术
2.无菌空气带菌及防止；
二 3.培养基和设备灭菌不彻底导致的染菌及防
发 酵
止：原料 蒸汽压力 设备死角
工 业
4.设备渗漏引起的染菌及防止；
污 染
5.操作不规范引起的染菌
的
防
治
策
略
第 发酵染菌的拯救与处理
十 一
1.种子培养期染菌的处理：灭菌，倒种；
章 2.发酵前期染菌的处理：灭菌，接种；
养 基Байду номын сангаас
杀死微生物的极限温度称为致死温度。在致
发酵工业无菌技术
无菌室 室内布置应尽量简单，通常用30瓦
二 发
紫外线灭菌灯照射20~30分钟，配合使用化 学灭菌药剂；无菌室内无菌度的要求是：
酵 把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放
工 业
置30分钟，根据一般工厂的经验，长出的
污 染
菌落在3个以下为好。
的 防
灭菌锅 灭菌操作时需要注意排气管是否畅
治 策
4.发酵工业无菌技术 ppt课件
发酵工业无菌技术
一 发酵工业的无菌处理
在工业微生物培养过程中，只允许生产菌存
在和生长繁殖，不允许其他微生物共存，因

4.2.1 杂菌污染的危害
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4）污染的杂菌大量繁殖，会改变反应介质的pH，从而使生物化学反应发生异常变化； 5）发生噬菌体污染，微生物细胞被裂解而使生产失败等。
*
染菌危害的具体分析 （1）染菌对不同菌种发酵的影响
A．细菌 谷氨酸(棒状杆菌)：发酵周期短，培养基不太丰富，较少染杂菌，但噬菌体威胁大。 肌苷（枯草杆菌）：缺陷型生产菌，培养基丰富，易染菌，营养成分迅速被消耗，严重抑制菌生长和合成代谢产物。
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染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。 采用有机溶剂萃取的提炼工艺，则极易发生乳化，很难使水相和溶剂相分离，影响进一步提纯。 采用直接用离子交换树脂的提取工艺，如链霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交换树脂的交换容量，而且有的杂菌很难用水冲洗干净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响进一步提纯。
设备渗漏包括夹套穿孔、盘管穿孔、接种管穿孔、阀门渗漏、搅拌轴渗漏、罐盖漏和其它设备漏等。从日本工业技术院发酵研究所对染菌原因分析发现，这类染菌占33.85％。所以说加强设备本身及附属零部件的严密度检查，对制服染菌是极其主要的，也是重要的。
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密闭式发酵罐
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2、机械搅拌发酵罐的结构
好气性机械搅拌发酵罐是密封式受压设备，主要部件包括： 罐身 轴封 消泡器 搅拌器 联轴器 中间轴承 挡板 空气分布管 换热装置 人孔以及管路等
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“死角”
发酵罐的“死角” 法兰、内衬、接口、表头、罐内部件及其支撑件如搅拌轴拉杆、联轴器、冷却盘管、挡板、空气分布管及其支撑件 口：人孔（或手孔）、排风管接口、灯孔、视镜口、进料管口 发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角” 消除方法：加强清洗并定期铲除污垢；安装放汽边阀 管道安装不当或配置不合理形成的“死角”