《生物化學(xué)工程》ppt課件-預(yù)覽頁
【正文】 電磁波、射線滅菌法 . ◎ . 熱滅菌法 (干熱、濕熱和火焰滅菌法 ). ◎ . 過濾除菌法 (阻留微生物，達(dá)到除菌的目的 ) 31 常用化學(xué)消毒劑及其使用方法 消毒劑 用途 常用濃度 使用方法 1 氧化劑： 高錳酸鉀 漂白粉 皮膚消毒 發(fā)酵工廠環(huán)境消毒 % 25% 環(huán)境消毒可直接用于粉體 2醇類： 乙醇 皮膚及器物的消毒 7075% 器物消毒浸泡30 min 3 酚類： 石碳酸 來蘇爾 浸泡衣物 、 擦拭房間桌面 、 噴霧消毒 皮膚 、 桌面 、 器械消毒 15% 35% 4 甲醛 空氣消毒 12% （ 1015ml/m3） 加熱熏蒸 4h 5 銨鹽 新潔而滅 皮膚 、 器械 、 環(huán)境消毒 % 浸泡 30min ◎ 常用化學(xué)消毒劑及其使用方法 32 由于該方法滅菌與培養(yǎng)基中的一些成分發(fā)生反應(yīng)， 并且會殘留在培養(yǎng)基中，所以只適合一些環(huán)境及器皿 表面的消毒而不適合于培養(yǎng)基的滅菌。 穿透力差 設(shè)備投資高 34 ◎ . 熱滅菌法 . ⊙ 干熱滅菌法： 160℃ ， 1 h。使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)發(fā)生凝固作用而致死。適合于澄清的液體和氣體的除菌。 方法簡單、滅菌徹底、但適用范圍有限。 工業(yè)上常采用濕熱滅菌的方法。 ： 滅菌的基本理論 （ 一）微生物的死亡動力學(xué) A:對數(shù)殘存定律： 微生物受熱死亡的主要原因是高熱能使蛋白質(zhì)變性，這種反應(yīng)可認(rèn)為是單分子反應(yīng)，死亡速率可視為一級反應(yīng)，即與殘存的微生物數(shù)量成正比， 38 KteNNttNNKNdtdN??????000,積分得：初始條件： 式中 N－ 經(jīng)時間 t后殘存的活菌濃度（個 /L)， N0— 開始滅菌時原有活菌濃度（個 /L)； t－ 滅菌時間（ s,min） K－ 滅菌速率常數(shù)或比死亡速率常數(shù)（ s1,min1） 它的大小與微生物的 種類 和加熱 溫度 有關(guān)。具有代表性的模型為 Prpkop amp。 NR NS ND KR KS 40 dNs/dt=KRNR－ KSNS dNR/dt= － KRNR 解為： N/N0=KR/(KR － KS)[exp(KSt) －KS/KRexp(－ KRt)] 當(dāng)溫度在 120℃ 時，接近一級反應(yīng)規(guī)律 從以上可以看出：達(dá)到徹底的無菌，滅菌的時間為無限長。 T — 絕對溫度， K。 K’ — 分解速度常數(shù)。在滅菌度相同的條件下， Kt=常數(shù)，因而高溫 K值增大，時間必定大大縮短，營養(yǎng)物質(zhì)總的損失可以減少，因此高溫短時滅菌比低溫長時要好。 同樣地： KB在 120 ℃ 時為 (min1)， 150 ℃ 時為 (min1)， 同樣的溫度變化僅提高 47 解：因營養(yǎng)物質(zhì)的損失為一級反應(yīng)； 固有 ㏑ C/C0=－ Kt=－ C/C0= ∴ B1的損失（ C0 － C0)/ C0= 例 2：在 120 ℃ 時滅菌 min,計算維生素 B1的損失度。 N正比于 N0 ⑤ 微生物細(xì)胞中的水含量。 分為三個階段：升溫、保溫和冷卻。據(jù)此他以嗜熱脂肪芽孢桿菌為指示菌，在每分鐘升高1℃ 的條件下，在不同溫度下的㏑ (N0/ N1)， 并匯總于表（ p84) ▽ 加 = ▽ 查表 升至恒溫的時間 /(恒溫溫度 100 ℃ ) ▽ 冷 = ▽ 查表 降溫的時間 /(開始降溫溫度 100 ℃ ) 54 例 3:培養(yǎng)基在 30 min內(nèi)從 100 ℃ 升至 121 ℃ ，或在 17 min內(nèi)從 121 ℃ 冷卻至 100 ℃ ， Richards簡便方法計算▽ 加 和▽ 冷 ? 解： 在 1 ℃ /min 條件下，培養(yǎng)基從 120 ℃ → 121 ℃ ， ▽ 加 為 ， ▽ 加 = ▽ 查表 升至恒溫的時間 /(恒溫溫度 100 ℃ ) ▽ 加 = 30/21= ▽ 冷 = ▽ 查表 降溫的時間 /(開始降溫溫度 100 ℃ ) 同理 : ▽ 冷 = 17/21= 55 例 4:若某發(fā)酵液中原含活菌 1011個 ,滅菌后的活菌數(shù)為 103個 ,且發(fā)酵液在 16 min內(nèi)從 100 ℃ 被加熱到 121 ℃ ，之后，在此溫度下保溫 t min， 接著，發(fā)酵液再在 17 min內(nèi)從 121 ℃ 冷卻到 100 ℃ ，求所需保溫時間 t。 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌過程中的溫度的變化 基本流程 58 ● 配料罐將培養(yǎng)基預(yù)熱 6070℃ ，防止培養(yǎng)基在殺菌時料液與蒸汽溫度相差過大而產(chǎn)生水汽撞擊聲。 1。生產(chǎn)中應(yīng)用的無菌空氣認(rèn)為 103 。研究其分布情況有利于選取良好的取風(fēng)位置和提高空氣除菌效率。 ◎ 塵埃數(shù)量與微生物量呈線性關(guān)系（ y=) 62 － 熱滅菌法 Decker等發(fā)現(xiàn)懸浮于空氣中的細(xì)菌孢子在 218 ℃ ， 24 s內(nèi) 可被殺死。 m —多變指數(shù)， 。對 1 181。是通過過濾介質(zhì)阻截空氣中所含微生物，從而獲得無菌空氣。 相對過濾：過濾介質(zhì)孔隙大于微生物直徑。. 微粒隨空氣流通過一定厚度的過濾層時，濾層纖維所形成的網(wǎng)格對氣流進(jìn)行無數(shù)次的阻礙，從而無數(shù)次的改變氣流的運動速度和方向而繞流運動，這將引起微粒對濾層纖維產(chǎn)生慣性撞擊、重力沉降、攔截、布朗擴(kuò)散、靜電引力等作用，將微粒捕獲在纖維表面實現(xiàn)過濾。 從公式可以看出：當(dāng)過濾器和空氣中的微粒一定時，影響鋪集率的參數(shù)為 ν0。 70 71 ● 重力沉降作用機(jī)理 微粒受到兩種力 重力 氣流拖帶力，當(dāng)氣流速度很小時，才會表現(xiàn)出重力沉降的作用 ● 靜電吸附作用機(jī)理 微生物帶有與過濾介質(zhì)表面相反的電荷；或介質(zhì)表面有感應(yīng)電荷，使微生物被吸附。 當(dāng)氣流速度較小時，擴(kuò)散起主要作用，表現(xiàn)在隨速度的增加而降低。濾層厚度： 0， L K,K’阻塞因素（ 1/m,1/cm),反映的是介質(zhì)阻止微生物穿透的能力， 由①式積分的㏑ N/ N0=KL 或㏒ (N0/N） =K’L ▼ 壓力降計算 ⊿ p=cL(2 ρν02αm)/(πdf) L—過濾層的厚度（ m) ρ —空氣密度（ kg/m3) α —介質(zhì)填充率 ν0 —空氣的流速（ m/s) df —纖維直徑（ m) m —實驗指數(shù) 74 生產(chǎn)對無菌空氣過濾流程的要求： 進(jìn)入發(fā)酵罐的無菌空氣應(yīng)保持一定的 正壓 ，需要供氣設(shè)備。
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