【正文】 的高能粒子可以起到滅菌的作用。 由于蒸汽有很強(qiáng)的穿透力，冷凝時(shí)放出大量的潛熱，來源方便，價(jià)格低廉，滅菌效果好，是目前最基本的適合培養(yǎng)基和設(shè)備的滅菌方法。 適用于接種針、玻璃棒、試管口、三角瓶口等滅菌 干熱滅菌法 利用熱空氣將微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)氧化進(jìn)行滅菌 滅菌后物料可保持干燥，方法簡(jiǎn)單，但滅菌效果不如濕熱滅菌 適用于金屬或玻璃器皿的滅菌。在同等溫度下，其值小，微生物的耐熱性強(qiáng)。因此，工程設(shè)計(jì)以工業(yè)無菌為準(zhǔn)。 而且 K’同樣受到溫度的影響， 符合 Arrhenius方程，即有：㏑ K’= ㏑ A’－ (⊿ E’ /RT)…….. ? ’ d㏑ K’/dT= ⊿ E’ /RT2…………. ? ’ 44 當(dāng)培養(yǎng)基溫度從 T1升至 T2時(shí)： 對(duì)微生物其死亡速度常數(shù)的得比值 K2/K1=exp[－ ( ⊿ E /R)(1/T2 － 1/T1)] ∴ ㏑ (K2/K1)= － (⊿ E /R)(1/T2 － 1/T1)……..(3) 同理：對(duì)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ㏑ (K2’/K1’)= － (⊿ E’ /R） (1/T21/T1)…(4) (3)/(4)得： ㏑ (K2/K1) / ㏑ (K2’/K1’) =⊿ E/⊿ E’…(5) 從 (5)中看出，活化能大，反應(yīng)速度常數(shù)變化程度也大。已知 K=(1/min)。 51 培養(yǎng)基間歇滅菌過程中的溫度變化 0204060801001201400 50 100 150 200 250時(shí)間（m i n )溫度（℃）加熱 保溫 冷卻 （二）間歇滅菌的計(jì)算 升溫階段：采用間接加熱（夾套、蛇管）；直接加熱（在培養(yǎng)基中直接通入蒸汽）；或二者同時(shí)進(jìn)行的加熱方式。 ● 連消塔（加熱塔）使培養(yǎng)基迅速（ 20 s)升溫（ 126132 ℃ ）。一般空氣中的含量 103104個(gè)/m3,菌體的平均尺寸為 181。 利用空氣壓縮時(shí)溫度升高來殺死微生物 —熱滅菌方法（屬于干熱滅菌 )。的微粒去除率高達(dá) 99%，耗電量小 [處理 1000 m3空氣 /( kW)],氣體壓力損失小，但對(duì)很小的微粒，由于所帶電荷小，靜電引力接近于氣流對(duì)微粒的拖動(dòng)力或布朗擴(kuò)散動(dòng)量時(shí)，不能除去。如棉花、活性炭、玻璃纖維等 過濾介質(zhì)除菌的原理 棉花纖維直徑 1620 181。 ν 0為某一臨界值， η1 =0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得 φ=1/16時(shí)滿足此條件，求出 νc=(μdf)/ (Cρpd2p). 68 ● 攔截滯留作用機(jī)理 當(dāng)氣流速度小于慣性撞擊的臨界速度時(shí)， η顯著下降，若繼續(xù)下降時(shí)， η不再繼續(xù)下降，反而有所回升，即為攔截滯留在起作用 。 當(dāng)氣流速度中等時(shí)，截流起主要作用。 76 ● 前置高效過濾除菌流程 特點(diǎn)：無菌程度高。 75 ● 兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程 特點(diǎn)： 2次冷卻， 2次分離，適當(dāng)加熱。表現(xiàn)在隨著流速的增加，除菌效率也增加。 即， η1 =f(φ ) 與纖維直徑、 微粒的直徑和微粒的速度關(guān)系為 φ =(Cρpd2pν0)/(18μdf) 其中 :C,克寧漢修正系數(shù)； ν0， 空氣在纖維間的真實(shí)速度； ρp， dp為微粒的密度和直徑 ； μ為空氣的黏度； df為纖維直徑。)的微孔過濾膜。 其工藝流程為 63 64 － 輻射滅菌和化學(xué)滅菌法在發(fā)酵工業(yè)上大規(guī)模 的制備無菌空氣尚待經(jīng)一步研究 . － 靜電除菌法 使空氣中的微粒（水霧、油霧、塵埃和微生物）在靜電場(chǎng)的作用下會(huì)被電離成帶電微粒，然后將其鋪集在電極上。 ◎ 潮濕溫暖的南方地區(qū)微生物的含量大于干燥寒冷的北方地區(qū)。而空氣中夾帶有大量的各類雜菌，因而在培養(yǎng)系統(tǒng)通入空氣之前須除菌。連續(xù)滅菌可在短時(shí)間內(nèi)加熱到保溫的溫度，并且能很快地冷卻，因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進(jìn)行滅菌，有利于減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。此法對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，滅菌可靠，無需專門的滅菌設(shè)備，投資少，是中小型工廠廠采用的一種方法。 已知 ⊿ ES=283460 J/mol, As= 1036 (min1) ； ⊿ EB=92114 J/mol, AB= 1010 (min1) 解： 由（ 1）式，即㏑ K= ㏑ A－ (⊿ E /RT)得 ㏒ Ks= ㏒ As － ⊿ ES /( RT) ∴ Ks在 120 ℃ 時(shí)為 (min1) 150 ℃ 時(shí)為 (min1)滅菌速率常數(shù)提高 463倍。 t — 滅菌時(shí)間（ min,s)。有耐熱的芽孢（ R型）轉(zhuǎn)變?yōu)樗劳龅难挎?(D型），需經(jīng)過敏感的中間過程（ S型）。 常采用的條件為： 121℃ ， 2030 min。方法簡(jiǎn)單、滅菌徹底，但適用范圍有限 ◎ .過濾除菌法： 36 表 3 6 各種滅菌方法的特點(diǎn)及適用范圍 滅菌方法 原理及條件 特點(diǎn) 適用范圍 火焰滅菌法 利用火焰直接把微生物殺死。 ⊙ 濕熱滅菌法：利用飽和蒸汽滅菌。我國(guó)是海洋大國(guó)，海洋生物資源十分豐富，在即新的世紀(jì)，利用我們自身的這種優(yōu)越的自然條件發(fā)展海洋生物技術(shù)，開發(fā)海洋生物新產(chǎn)品已刻不容緩。 噬菌體 凡用細(xì)菌和放線菌為生長(zhǎng)菌株的發(fā)酵工業(yè) ， 均存在噬菌體的問題 。黃曲霉，產(chǎn)生液化型的淀粉酶。 酵母的繁殖通常以芽殖為主 。其中鏈霉菌屬（ Streptomyces） 自 1942年， Waksman 發(fā)現(xiàn)灰色鏈霉菌（產(chǎn)鏈霉素）相繼發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵工業(yè)中常用的有龜裂鏈霉菌（生產(chǎn)土霉素），紅鏈霉菌（產(chǎn)紅霉素），金黃色鏈霉菌（產(chǎn)金霉素），委內(nèi)瑞拉鏈霉菌（產(chǎn)氯霉素），卡那鏈霉菌（產(chǎn)卡那霉素）。 利用大腸桿菌制取天冬氨酸 、 蘇氨酸和纈氨酸 。 ◆ 各種描述生物反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)模型的建立 ， 將有利于過程的控制和優(yōu)化以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 。 12 目前生物化工的發(fā)展速度顯然不能適應(yīng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的飛速發(fā)展。是以應(yīng)用基礎(chǔ)研究為主，是走向產(chǎn)業(yè)化的必由之路。 ? 現(xiàn)代生物技術(shù)包括基因工程，細(xì)胞工程，酶工程，蛋白質(zhì)工程和發(fā)酵工程 5 生物反應(yīng)器 檢測(cè)控制系統(tǒng) 細(xì)胞 酶 （ 游離或固定化 ） 空氣 生物催化劑 除菌 空氣 能量 提取精制 產(chǎn)品 副產(chǎn)品 廢物 原料 基質(zhì)或培養(yǎng)基 營(yíng)養(yǎng)物 滅菌 生物反應(yīng)過程示意圖 下游過程 生物反應(yīng)過程(中游過程 ) 上游過程 6 7 8 生化工程發(fā)展簡(jiǎn)史 傳統(tǒng)的生物技術(shù)制品： 如傳統(tǒng)的發(fā)酵制品 , 生產(chǎn)技術(shù)帶有濃郁的地方性和經(jīng)驗(yàn)性的特點(diǎn) ,設(shè)備簡(jiǎn)單 . 20世紀(jì)初 , 微生物產(chǎn)品有所發(fā)展 ,但主要屬于初級(jí)代謝產(chǎn)物 , 厭氣發(fā)酵 , 設(shè)備也相對(duì)簡(jiǎn)單（乳酸，乙醇，丙酮）。 13 生化工程的基本內(nèi)容 ◆ 新型生物反應(yīng)器的研究開發(fā)，