微生物工程第四章發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)(編輯修改稿)
2025-01-16 04:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 式中： C0、 Ct分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前、后 的含菌數(shù) （連消） ? 例 2．某發(fā)酵罐內(nèi)裝 40m3培養(yǎng)基，采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為 131℃ ，原污染程度為每 1ml含有2 105個(gè)雜菌，已知 131 ℃ 時(shí)滅菌速度常數(shù)為15min1，求滅菌所需的維持時(shí)間。 連續(xù)滅菌時(shí)間的估算 解： C0=2 105(個(gè) /ml) Ct=(40 106)= 1011(個(gè) /ml) t=[lg(C0/Ct)]= lg[(2 105)/( 1011)] = min 噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程 噴射加熱連續(xù)滅菌流程 薄板式換熱器連續(xù)滅菌流程 ? 連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)： ?高溫短時(shí)，營養(yǎng)成分破壞少，發(fā)酵產(chǎn)率高； ?發(fā)酵罐利用率高； ?蒸汽負(fù)荷均衡； ?采用板式換熱器時(shí)，可節(jié)約大量能量； ?適宜采用自動控制，勞動強(qiáng)度小； ?可實(shí)現(xiàn)將耐熱性物料和不耐熱性物料在不同溫度下分開滅菌，減少營養(yǎng)成分的破壞。 分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較 （適用于大型罐） ? 連續(xù)滅菌的缺點(diǎn)： ?對小型罐無優(yōu)勢，不方便，對設(shè)備要求高； ?蒸汽波動時(shí)滅菌不徹底； ?當(dāng)培養(yǎng)基中含有固體顆粒或有較多泡沫時(shí)，以分批滅菌好，可防止滅菌不徹底。 優(yōu)點(diǎn) ? 設(shè)備投資較少 ? 染菌的危險(xiǎn)性較小 ? 人工操作較方便 ? 對培養(yǎng)基中固體物質(zhì)含量較多時(shí)更為適宜 分批滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)： 缺點(diǎn) ? 營養(yǎng)成分破壞較大 ? 滅菌過程中蒸汽用量變化大，造成鍋爐負(fù)荷波動大。 ? 一般只限于中小型發(fā)酵裝置。 種子罐、發(fā)酵罐、計(jì)量罐、補(bǔ)料罐等的空罐滅 菌及管道滅菌； 空氣總過濾器和分過濾器滅菌 ； 種子培養(yǎng)基實(shí)罐滅菌； 發(fā)酵培養(yǎng)基實(shí)罐滅菌； 發(fā)酵培養(yǎng)基連續(xù)滅菌； 補(bǔ)料實(shí)罐滅菌。 4. 發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌技術(shù) 溫度 維持時(shí)間 程序 ? 空氣除菌的必要性 好氧發(fā)酵需大量空氣 ， 空氣帶菌 是發(fā)酵染菌的主要原因之一 。 五、空氣除菌 輻射殺菌、加熱殺菌、靜電除菌、過濾除菌 （一）空氣除菌方法 ? 輻射殺菌： 超聲波 、 高能陰極射線 ， x射線 、 β射線 、γ射線 、 紫外線 (2265197。 ~3287 197。) ? 加熱殺菌： 加熱方法可用蒸汽 、 電和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量 ? 靜電除菌： 常用于潔凈工作臺 、 潔凈工作室所需無菌無塵空氣的第一次除塵 ， 配合高效過濾器使用 。 ? 過濾除菌： 采用定期滅菌的介質(zhì)來阻截流過的空氣所含的微生物而取得無菌空氣 。 空氣除菌方法 ? 流程主要設(shè)備 ： 空氣壓縮機(jī) 、 空氣過濾器 ? 附屬設(shè)備 ：粗過濾器、氣液分離器、空氣貯罐、空氣冷卻器 （二）空氣過濾除菌 1. 對空氣過濾除菌流程的要求 ? 根據(jù)地理、氣候環(huán)境和設(shè)備條件綜合考慮 ? 環(huán)境污染較重，要考慮改變吸風(fēng)的條件； ? 溫暖潮濕的南方，要加強(qiáng)除水設(shè)施 ； ? 加強(qiáng)消除油霧的污染（壓縮機(jī)耗油，可采用無油潤滑的往復(fù)式壓縮機(jī)）； ? 配備前置 粗過濾器及空氣貯罐 。 ? 壓縮空氣相對濕度 φ=50%~60% 通過過濾器為好。 空氣過濾除菌流程的具體要求： ? 空氣除菌系統(tǒng)： 冷卻、分離油水、加熱、 過濾 ? 幾種典型的設(shè)備流程 ? 兩級冷卻、加熱除菌流程 ? 冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程 ? 高效前置過濾空氣除菌流程 ? 將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程 ? 利用熱空氣加熱冷空氣流程 ? 一次冷卻和析水的空氣過濾流程 1. 原理： ? 除塵 (外源空氣的前處理 )：防塞，提高過濾效率和濾器壽命； 措施：建吸風(fēng)塔、粗過濾器（布袋過濾器、填料過濾器、油浴洗滌和水霧除塵裝置等）、高效前置過濾器 ? 降溫 ： 防燒傷介質(zhì)及水分蒸發(fā)嚴(yán)重，對發(fā)酵不利 ? 除油、除水：防塞（因油膜堵），防止過濾器長菌堵塞（因水滴） ? 加熱：保持相對濕度 ? 穩(wěn)壓：防止壓力波動，貯罐 2. 預(yù)處理流程設(shè)計(jì)的簡繁關(guān)鍵：去濕問題 （三）空氣預(yù)處理 1粗過濾器； 2空壓機(jī)； 3貯罐； 4， 6冷卻器； 5旋風(fēng)分離器； 7絲網(wǎng)分離器； 8加熱器； 9過濾器 兩級冷卻、加熱除菌流程圖 1粗過濾器； 2壓縮機(jī)； 3貯罐； 4冷卻器； 5絲網(wǎng)分離器； 6過濾器 冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程圖 利用熱空氣加熱冷空氣的流程示意圖 1高空采風(fēng)； 2粗過濾器； 3壓縮機(jī)； 4熱交換器； 5冷卻器； 6， 7析水器； 8空氣總過濾器； 9空氣分過濾器 1－高空采風(fēng)； 2－粗過濾器； 3－壓縮機(jī)； 4－冷卻器； 5－冷卻器； 6－空氣總過濾器； 7－空氣分過濾器 將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程 1— 高效前置過濾器； 2— 壓縮機(jī)； 3— 貯罐； 4— 冷卻器； 5— 絲網(wǎng)分離器； 6— 加熱器； 7— 過濾器 高效前置過濾空氣除菌流程圖 1－高空采風(fēng)； 2－粗過濾器； 3－壓縮機(jī)； 4－冷卻器；5， 6— 析水器； 7— 貯罐； 8— 加熱器； 9— 空氣總過濾器； 10— 空氣分過濾器 一次冷卻和析水的空氣過濾流程示意圖 ? 空氣的壓縮過程可看作絕熱過程，故壓縮后的空氣溫度與被壓縮的程度有關(guān)： T2=T1(P2/P1)(k1)/k 式 中 T1,T2— — 壓縮前后空氣的 絕對溫度 ， K P1,P2—— 壓縮前后空氣的 絕對壓強(qiáng) ， Pa k—— 絕熱指數(shù)
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