发酵工程第四章

污水
脓疱
发酵罐罐底脓疱状积垢造成“死角”
罐底
法兰连接不当造成的“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
3. 预防


培养基与设备灭菌不彻底的防治 原料性状：大颗粒的原料过筛除去。 实罐灭菌时要充分排除罐内冷空气。 灭菌过程中产生的泡沫造成染菌：添加消泡剂 防止泡沫升顶 连消不彻底 ：最好采用自动控制装置 灭菌后期罐压骤变 死角 操作不当造成染菌 噬菌体染菌及其防治
（二）分批灭菌（实罐灭菌）
1.灭菌工艺过程
分空气过滤器灭菌 并用空气吹干 取样管 放料管
保温结束，依次关闭 各排汽、进汽阀门 夹套或蛇管排冷水，开启排 气管阀，空气管通蒸汽，也 可夹套内通蒸汽
达70℃左右
通蒸汽
120℃，1×105pa
保温
保温阶段，凡液面以下各管 道都应通蒸汽，液面上其余 各管道则应排蒸汽，不留死 角，维持压力、温度恒定 向罐内通无菌空气
4. 影响培养基灭菌的其它因素



pH ： pH6.0-8.0 ，微生物最耐热， pH<6.0 ， H+ 易渗入微生物细胞内，改变细胞的生理反应促 使其死亡。∴培养基pH愈低，灭菌所需时间愈 短。 培养基的物理状态 泡沫：泡沫中的空气形成隔热层，对灭菌极为 不利，可加入少量消泡剂 。 培养基中的微生物数量

发酵中期染菌：挽救困难，应早发现，快处理 ，处理方 法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定 抗生素发酵 柠檬酸发酵 a. 污染细菌：加大通风，加速产酸，调pH3.0，抑制 细菌 b. 污染酵母：加入0.025~0.035g/L CuSO4抑制酵母； 通风加大，加速产酸。
（3）不同发酵时期染菌对发酵的影响

其中最重要的是生产用菌种， 菌种质量好坏直接影响发酵产 品的产量、质量及其成本。
三、发酵工程制药的工艺流程
1、发酵菌种
因此，在生产过程中，应不断改造菌种性 能、培养优良菌株，同时还必须做好菌种 的保藏与复壮，恢复菌种的优良性能。
三、发酵工程制药的工艺流程
2，制备培养基
培养基是人工配制的供微生物细胞生长、 繁殖、代谢和合成各种产物的营养物质和 原料，提供生长所必需的环境条件。
（1）分批发酵
分批培养是常用的培养方法，广泛用于多 种发酵过程。
三、发酵工程制药的工艺流程
5·发酵操作
根据操作方式的不同，发酵过程主要有分 批发酵、连续发酵和补料分批发酵三种类 型。
（2）连续发酵
目前只应用于葡萄糖酸、酵母蛋白和酒精 等少数产品的生产。
三、发酵工程制药的工艺流程
5、发酵操作 根据操作方式的不同，发酵过程主要有分 批发酵、连续发酵和补料分批发酵三种类 型。 （3）补料分批发酵 • 单一补料分批发酵 • 反复补料分批发酵
碳源、氮源、无机盐及微量元素等，这些 称为基本营养源。
三、发酵工程制药的工艺流程
培养基的种类很多，依据在生产中的用途， 又可分为：孢子培养基（供制备孢子培养 用）、种子培养基（供孢子发芽和菌体生 长繁殖用）、发酵培养基（供菌体生长繁 殖和合成大量代谢产物用）
三、发酵工程制药的工艺流程
3，种子扩大培养
现代生物制药技术
发酵工程技术与发酵药物
学习目标
【学习目的】学习发酵工程技术的概念、发酵工程制药的一般工艺流程及技术特 点，认识主要的发酵技术药物，了解主要的发酵技术药物的生产工艺。
【知识要求】了解发酵工程技术的概念，掌握发酵工程制药的一般工艺流程及技 术特点.热悉主要的发酵技术药物及其生产工艺。

2021/7/22
12
2. 拦截滞留作用
微生物等颗粒随空气以一定速度流动，在接近 纤维时：
气流：速度在临界速度以下，颗粒不再由于惯 性碰撞而滞留。
颗粒：粒径小，质量轻，气流绕过纤维时仍随
气流运动，在纤维周边形成一层边界滞留区，在
滞留区内气流速度更慢，进入滞留区的颗粒缓慢
接近纤维，并与之接触，由于摩擦、粘附作用而
2021/7/22
9
第二节 空气的过滤除菌原理和过滤介质
一、空气过滤除菌的原理 二、空气过滤除菌的介质 三、介质过滤的效率 四、影响过滤除菌效果的因素 五、提高过滤除菌效率的措施
2021/7/22
10
一、空气过滤除菌的原理
绝对过滤/相对过滤 介质过滤：以大空隙的介质过滤层除去较小颗粒，
这显然不是面积过滤（即不是绝对过滤），而是 一种滞留现象（相对过滤）。 这种滞留现象是由多种作用机制构成的，主要有 惯性碰撞、阻截、布朗运动、重力沉降和静电吸 引等。
第四章 无菌空气的制备
2021/7/22
1
本章内容
第一节 空气中的微生物和除菌方法 第二节 空气的过滤除菌原理和过滤介质 第三节 空气过滤除菌的工艺技术
2021/7/22
2
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
空气中常见的微生物种类有多种芽孢杆菌、变形 杆菌、产气杆菌、酵母菌和病毒等。
空气中微生物数量与环境有关，地区、季节、气 候等都会影响。
一般设计时以含量为103~104个／m3进行计算。 空气中尘埃数（x/m3）与细菌数（y/m32021/7/22
3
二、空气除菌的方法和要求
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。

改变发酵液的物理性质：
温度影响基质和氧的吸收速度 影响饱和溶氧浓度
改变菌体代谢产物的合成方向
例：温度小于30℃，合成金霉素的能力强 温度等于35℃，只合成四环素
温度
溶解氧
浓度
pH
酶活
温度
24
液体深层发酵工艺控制
影响发酵温度变化的因素
发酵热 = 生物热 + 搅拌热 + 蒸发热 - 显热 -
辐射热
生物热：产生菌在生长繁殖过程中，释放的大量热量。 搅拌热：由于搅拌器的转动引起液体的摩擦产生的热量。 蒸发热：发酵液蒸发水分带走的热量。 显 热：发酵排气散发带走的热量。 辐射热：由于罐内外的温差，辐射带走的热量。
方法：一般都是由保存于冷冻管及 砂土管或冰箱中的斜面菌种开始， 在正式使用前要先转接到新鲜斜面 培养基上活化后，再用于种子扩大 培养。
13
发酵的一般过程
2.菌种扩大培养
产生孢子的菌种: 先将贮存的菌 种进行生长繁殖，以获得良好的 孢子，再用所得的孢子制备菌体 丝供发酵罐使用.
不产生孢子的菌种:经试管活化, 再经摇瓶后即可作为种子供发酵 罐使用.
担子菌
葡萄糖苷 酶等抗癌
药物
藻类
螺旋藻， 利用藻类 将二氧化 碳转变为
石油
9
培养基的种类
孢子培养基：供制备孢子 基质浓度低， 麸皮培养基，大米培养基，琼脂斜面培养基。
种子培养基：供孢子和菌体生长繁殖 营养成分较为丰富，在以便于菌体生长繁殖。
发酵培养基：供菌体生长繁殖和合成大量代谢产物 营养成分组成丰富完整，浓度和黏度适中。
细胞破碎
机械破碎：高压匀浆。 化学破碎又称化学渗透，利用化学或生化试剂改
变细胞壁或细胞膜的结构，增大胞内物质的溶解 速率；或者完全溶解细胞壁，形成原生质体后， 在渗透压作用下使细胞膜破裂而释放胞内物质。 生物破碎：渗透压冲击、反复冻融、干燥破碎