第五章發(fā)酵工藝過程控制-閱讀頁
2025-01-30 16:25本頁面
【正文】 不需引入外界物質(zhì)（如消泡劑），可減少培養(yǎng)液性質(zhì)復(fù)雜化程度，便于產(chǎn)物的提取。 離心式消泡器 （ a）旋風(fēng)離心機(jī)（ b）葉輪離心機(jī)噴嘴消泡梳齒式消泡器離心力罐外消泡二） 化學(xué)消泡消泡機(jī)理1） 降低泡沫的機(jī)械強(qiáng)度 ，使泡沫破裂2） 降低液膜的表面黏度 ，使液膜的液體流失，導(dǎo)致泡沫破裂當(dāng)泡沫表層存在著由極性的 表面活性物質(zhì) 形成的雙電層時(shí)，可以加入另一種具有相反電荷的 表面活性劑 ，以降低泡沫的機(jī)械強(qiáng)度；或加入某些具有強(qiáng)極性的物質(zhì)與發(fā)泡劑爭奪膜上的空間，降低液膜強(qiáng)度，使泡沫破裂。表面張力小使用化學(xué)消泡劑時(shí)應(yīng)選用以下哪種類型 ( A、表面張力低的 ② 消泡作用迅速，效果高和持久性能好。④ 不影響以后的提煉過程。⑥ 消泡劑的來源廣，價(jià)格低，添加裝置簡單。 1）天然油脂消泡劑的種類常用豆油、玉米油、米糠油 （能兼作碳源）2）聚醚類3) 高級醇類 主要是十八醇4）硅酮類? 主要是聚二甲基硅氧烷及其衍生物? 結(jié)構(gòu)通式為 : (CH3)3Si[Si(CH3)2]nSi(CH3)3 ? 單獨(dú)使用效果差，常與分散劑（微晶二氧化硅）一起使用消泡劑的使用1）分散◇ 消沫劑的消沫效果與使用方式很有關(guān)系?！? 消沫劑的分散可借助于機(jī)械方法，也可加入某種分散劑將消沫劑乳化成細(xì)小液滴?！? 純種發(fā)酵（單菌或混菌）；菌種以外的微生物都被視為雜菌。? 影響產(chǎn)量或質(zhì)量? 重者可能導(dǎo)致倒罐，甚至停產(chǎn)? 造成原料、人力和設(shè)備動(dòng)力的浪費(fèi) 二、染菌的檢查、判斷 （一）觀察法 1. 菌體濃度（ OD值）異常（ OD:optical density） 2. 溶解氧（ DO）異常 3. pH值異常 4. 泡沫過多 (含有較多的水溶性蛋白）光密度（二） 鏡檢法 染色 鏡檢（三） 平板劃線培養(yǎng)法倒平板 空培養(yǎng) 待測樣品劃線 培養(yǎng)觀察（四） 酚紅肉湯培養(yǎng)法無菌肉湯培養(yǎng)基空培養(yǎng) 接入樣品 培養(yǎng)觀察酚紅變色： ～ 黃 紅一般細(xì)菌的代謝產(chǎn)物呈酸性，會(huì)使酚紅變色，而一般產(chǎn)抗的放線菌的產(chǎn)物呈堿性 252。252。 設(shè)備滲漏252。 技術(shù)管理不善： 不能有僥幸心理而放松管理三、雜菌污染的原因、分析與防治 從染菌的現(xiàn)象分析染菌的原因 1）從染菌的時(shí)間分析● 早期（如接種后 12 h或 24 h），除了種子帶菌外，主要是培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底。2）從污染的雜菌類型分析● 污染耐熱的芽孢桿菌，多數(shù)是因培養(yǎng)基滅菌不徹底或設(shè)備存在死角所致；● 污染無芽孢桿菌、球菌等不耐熱菌，可能是從蒸汽的冷凝水中帶來的，或空氣系統(tǒng)不嚴(yán)造成。如閥門的滲漏或罐體破損，特別是蛇形管的穿孔，有時(shí)不易察覺。大批發(fā)酵罐染菌是指整個(gè)工廠各個(gè)產(chǎn)品的發(fā)酵罐都出現(xiàn)雜菌現(xiàn)象，而且染的是同一種菌，主要是空氣過濾器除菌不凈，空氣帶菌而造成的。 根據(jù)谷氨酸發(fā)酵情況分析，染菌原因以設(shè)備問題（設(shè)備滲漏、管道不嚴(yán)、設(shè)備死角）和空氣問題（過濾器不嚴(yán)、過濾器失效、過濾器受潮）為主，種子（二級種子染菌）次之，而培養(yǎng)基消毒不透的情況較少。 如提高空壓機(jī)吸氣口位置并加強(qiáng)壓縮前的過濾；防止空氣冷卻器漏水而進(jìn)入空氣系統(tǒng)；在空氣過濾器滅菌時(shí)要防止沖翻介質(zhì)而短路，防止烤焦介質(zhì)或著火；裝填纖維介質(zhì)時(shí)要壓緊；操作中要防止空氣的壓力劇變和流速激增等。與物料、空氣、下水道連接的閥門皆需保證嚴(yán)密度。 ● 連消設(shè)備的連消塔要簡單，易拆裝清理 ，操作時(shí)蒸汽能與物料均勻混合，并易控溫度；維持罐在料液輸送時(shí)培養(yǎng)基在罐中能均勻地緩慢上升，不走短路。要清理罐內(nèi)殘?jiān)?，去除罐壁污垢，清除空氣分布管、溫度?jì)套管等處堆積的污垢及罐內(nèi)的 “ 死角 ” 。蛇管和夾層要按設(shè)計(jì)規(guī)定的壓力定期試壓。 ② 實(shí)罐滅菌 配制培養(yǎng)基時(shí)要防止原料結(jié)塊。 ③ 連消 料液進(jìn)入連消塔前需先預(yù)熱。冷卻時(shí)，防止因突然冷卻造成負(fù)壓而吸入外界空氣。 ④ 補(bǔ)料 要保證無菌。⑥ 無菌試驗(yàn) 無菌試驗(yàn)要嚴(yán)格取樣操作，力求減少誤差。 四、染菌的處理 ◆ 發(fā)酵中后期染菌 或前期染菌輕微而發(fā)現(xiàn)較晚時(shí)，可加入適當(dāng)?shù)臍⒕鷦┗蚩股?；或把高單位的后期發(fā)酵液壓一部分到染菌罐中，抑制雜菌生長速度；或者降低罐溫，減緩雜菌繁殖速度。如無備用種子，則可選一適當(dāng)培養(yǎng)齡的發(fā)酵罐培養(yǎng)物作種子，即生產(chǎn)上所說 的 “ 倒種 ” 。五、噬菌體污染的防治 在國內(nèi)外，發(fā)酵工業(yè)中噬菌體的危害是一個(gè)普遍的問題。噬菌體的污染源 ◆ 廣泛地存在于 適合宿主生存的泥土、污水和空氣 中；◆ 發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)菌的噬菌體可以從 異常發(fā)酵液和工廠環(huán)境 中分離出來，溶源性細(xì)菌也混雜在工廠 周圍環(huán)境的細(xì)菌 中；◆ 一個(gè)新的發(fā)酵工廠往往在投產(chǎn)不久便會(huì)出現(xiàn)噬菌體污染；◆ 研究認(rèn)為，當(dāng)有許多細(xì)菌存在時(shí)，相應(yīng)的噬菌體就會(huì)馬上出現(xiàn)，其濃度在自然條件下很容易增高。生產(chǎn)過程中發(fā)酵氣體排出，可以帶有大量的生產(chǎn)菌。 ◆ 廢棄的發(fā)酵液處理不當(dāng) 可以成為難以對付的污染源。 也有的行業(yè)在這種情況下產(chǎn)率反而增高； （ 2）在細(xì)菌對數(shù)生長期污染，而且污染量大，就會(huì)造成 細(xì)菌溶解，發(fā)酵終止。 噬菌體污染與發(fā)酵異常 噬菌體污染的防治 發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中噬菌體污染是一個(gè)復(fù)雜的問題，雖然至今還沒有完全滿意地解決這一問題，但采取一些措施來防治噬菌體的污染，也有一定的成效。 妥善地保藏菌種、對原料和水進(jìn)行無菌處理、對工廠空氣、種子、發(fā)酵液、泥土和污水的噬菌體濃度進(jìn)行日常檢查，即使空氣中噬菌體濃度極低時(shí)，也要進(jìn)行檢測。 漂白粉 (%)、陽離子表面活性劑（ 如季銨鹽 %?%）和 福爾馬林（ 1%）均可單獨(dú)使用，如果必要也可聯(lián)合使用。 對付噬菌體污染的一個(gè)措施就是分離抗正在污染的噬菌體的細(xì)菌突變株，用于發(fā)酵生產(chǎn)上。 ◆ 絡(luò)合劑 ，如 %多磷酸鈉、 %肌醇六磷酸 (phytic acid)、 %檸檬酸或草酸等可抑制乳糖發(fā)酵短桿菌的噬菌體?！? 有些 抗生素 ，如氯霉素（ 1?g/ml）對丙酮丁醇乳酸棒桿菌的 HM噬菌體有良好的抑制作用，對宿主菌無影響。h) 得率 （ Kg產(chǎn)物 / kg基質(zhì)） 發(fā)酵系數(shù) （ kg產(chǎn)物 /罐容積 m3 謝 謝！Thanks!
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