酵工程余龍江版酵工業(yè)無菌技術(shù)課件

1、發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)第四章第四章發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)本章內(nèi)容本章內(nèi)容一、概念一、概念 二、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略二、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略三、發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)三、發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)四、培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌四、培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌 五、空氣除菌五、空氣除菌發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)一、概念一、概念: :滅菌、消毒、除菌、滅菌、消毒、除菌、防腐防腐n滅菌滅菌(sterilization):用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有有生命用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中所有有生命物質(zhì)的過程。物質(zhì)的過程。 消毒消毒(disinfection):用物

2、理或化學(xué)方法殺死空氣、地表以及容器和器用物理或化學(xué)方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面的微生物。具表面的微生物。 除菌除菌(degermation): 用過濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。用過濾方法除去空氣或液體中的微生物及其孢子。 防腐防腐( (antisepsis): 用物理或化學(xué)方法殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖用物理或化學(xué)方法殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)和繁殖 。n消毒與滅菌的區(qū)別消毒與滅菌的區(qū)別n消毒與滅菌在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用消毒與滅菌在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)二、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略二、發(fā)酵工業(yè)污染的防治策略（一）污染的危害（一）污染的危害（二）污染的防治（

3、二）污染的防治 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)1.1.染菌的不良后果染菌的不良后果 n消耗營(yíng)養(yǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)n合成新產(chǎn)物；菌體自溶、發(fā)粘等造成分離困難合成新產(chǎn)物；菌體自溶、發(fā)粘等造成分離困難n改變改變pHn分解產(chǎn)物分解產(chǎn)物n噬菌體破壞極大噬菌體破壞極大發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)2.染菌危害的具體分析染菌危害的具體分析（1 1）染菌對(duì)不同菌種發(fā)酵的影響）染菌對(duì)不同菌種發(fā)酵的影響A細(xì)菌細(xì)菌n谷氨酸：發(fā)酵周期短，培養(yǎng)基不太豐富，較少谷氨酸：發(fā)酵周期短，培養(yǎng)基不太豐富，較少染雜菌，但噬菌體威脅大。染雜菌，但噬菌體威脅大。n肌苷：缺陷型生產(chǎn)菌，培養(yǎng)基豐富，易染菌，肌苷：缺陷型生產(chǎn)菌，培養(yǎng)基豐富，易染菌

4、，營(yíng)養(yǎng)成分迅速被消耗，嚴(yán)重抑制菌生長(zhǎng)和合成營(yíng)養(yǎng)成分迅速被消耗，嚴(yán)重抑制菌生長(zhǎng)和合成代謝產(chǎn)物。代謝產(chǎn)物。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)B. 霉菌霉菌nPenG：青霉素水解酶上升，：青霉素水解酶上升，PenG迅速破壞，迅速破壞，發(fā)酵一無所獲。發(fā)酵一無所獲。n檸檬酸：檸檬酸：pH2.0，不易染菌，主要防止前期染，不易染菌，主要防止前期染菌。菌。C. 酵母菌酵母菌: 易污染細(xì)菌以及野生酵母菌易污染細(xì)菌以及野生酵母菌 D. 疫苗：無論污染的是活菌、死菌或內(nèi)外毒素，疫苗：無論污染的是活菌、死菌或內(nèi)外毒素，都應(yīng)全部廢棄。都應(yīng)全部廢棄。（1）染菌對(duì)不同菌種發(fā)酵的影響染菌對(duì)不同菌種發(fā)酵的影響發(fā)酵工程余龍江版發(fā)

5、酵工業(yè)無菌技術(shù)（2）染菌種類對(duì)發(fā)酵的影響染菌種類對(duì)發(fā)酵的影響n青霉素：怕染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌青霉素：怕染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌n鏈霉素：怕染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌鏈霉素：怕染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌n四環(huán)素：怕染雙球菌、芽孢桿菌和莢膜桿菌四環(huán)素：怕染雙球菌、芽孢桿菌和莢膜桿菌n檸檬酸：怕染青霉菌檸檬酸：怕染青霉菌n肌苷（酸）：怕染芽孢桿菌肌苷（酸）：怕染芽孢桿菌n谷氨酸：怕染噬菌體，易造成連續(xù)污染谷氨酸：怕染噬菌體，易造成連續(xù)污染發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（3）不同發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵的影響）不同發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵的影響n種子擴(kuò)大時(shí)期染菌種子擴(kuò)大時(shí)期染菌: :n發(fā)酵前期染菌發(fā)酵前期染菌：n發(fā)

6、酵中期染菌：挽救困難，應(yīng)早發(fā)現(xiàn)，快處理發(fā)酵中期染菌：挽救困難，應(yīng)早發(fā)現(xiàn)，快處理 ，處理方，處理方法應(yīng)根據(jù)各種發(fā)酵的特點(diǎn)和具體情況來決定法應(yīng)根據(jù)各種發(fā)酵的特點(diǎn)和具體情況來決定 抗生素發(fā)酵抗生素發(fā)酵 檸檬酸發(fā)酵檸檬酸發(fā)酵 a. 污染細(xì)菌：加大通風(fēng)，加速產(chǎn)酸，調(diào)污染細(xì)菌：加大通風(fēng)，加速產(chǎn)酸，調(diào)pH3.0，抑制，抑制細(xì)菌細(xì)菌 b. 污染酵母：加入污染酵母：加入0.0250.035g/L CuSO4抑制酵母；抑制酵母；通風(fēng)加大，加速產(chǎn)酸。通風(fēng)加大，加速產(chǎn)酸。 滅菌后棄去滅菌后棄去應(yīng)迅速重新滅菌，補(bǔ)充必要的營(yíng)養(yǎng)成分，重新接種應(yīng)迅速重新滅菌，補(bǔ)充必要的營(yíng)養(yǎng)成分，重新接種發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（3）

7、不同發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵的影響）不同發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵的影響n檸檬酸發(fā)酵檸檬酸發(fā)酵c.染黃曲霉：加入另一罐將近發(fā)酵成熟的醪液，染黃曲霉：加入另一罐將近發(fā)酵成熟的醪液，pH下下降，黃曲霉自溶。降，黃曲霉自溶。 d.青霉菌：在青霉菌：在pH很低下能夠生長(zhǎng)。提前放罐。很低下能夠生長(zhǎng)。提前放罐。n發(fā)酵發(fā)酵后期污染后期污染n染菌量不太多，可繼續(xù)發(fā)酵染菌量不太多，可繼續(xù)發(fā)酵n污染嚴(yán)重，則提前放罐污染嚴(yán)重，則提前放罐殺菌劑的添加：殺菌劑的添加：前期無必要，增加成本前期無必要，增加成本； 發(fā)現(xiàn)后加入，效果要具體評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)后加入，效果要具體評(píng)價(jià)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（4）雜菌污染對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的

8、影響）雜菌污染對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量的影響n絲狀菌發(fā)酵被產(chǎn)酸菌污染：絲狀菌發(fā)酵被產(chǎn)酸菌污染：pH不斷下降，菌絲大量自不斷下降，菌絲大量自溶，發(fā)酵液粘度增加，過濾困難溶，發(fā)酵液粘度增加，過濾困難 處理方法：處理方法：將發(fā)酵液加熱后再加助濾劑；將發(fā)酵液加熱后再加助濾劑；先加絮先加絮凝劑使蛋白質(zhì)凝聚后沉淀凝劑使蛋白質(zhì)凝聚后沉淀n雜菌分泌較多蛋白質(zhì)雜質(zhì)時(shí)，對(duì)發(fā)酵后處理過程中采雜菌分泌較多蛋白質(zhì)雜質(zhì)時(shí)，對(duì)發(fā)酵后處理過程中采用溶媒萃取的提取工藝非常不利，使水相和溶媒之間用溶媒萃取的提取工藝非常不利，使水相和溶媒之間極易發(fā)生乳化極易發(fā)生乳化發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)1. 染菌的檢查與判斷染菌的檢查與

9、判斷n顯微鏡檢查法顯微鏡檢查法 鏡檢出雜菌需要一定時(shí)間鏡檢出雜菌需要一定時(shí)間n平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法：菌落平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法：菌落 噬菌體檢查可采用雙層平板法：噬菌斑噬菌體檢查可采用雙層平板法：噬菌斑n肉湯培養(yǎng)檢查法肉湯培養(yǎng)檢查法 n發(fā)酵過程的異?，F(xiàn)象判斷發(fā)酵過程的異常現(xiàn)象判斷nDO2水平異常變化水平異常變化npH異常變化異常變化n尾氣尾氣CO2異常變化異常變化 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)12發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)2. 污染原因分析污染原因分析 n主要原因：主要原因： 種子帶菌種子帶菌 無菌空氣帶菌無菌空氣帶菌 設(shè)備滲漏設(shè)備滲漏 滅菌不徹底滅菌不徹底 操作失誤操

10、作失誤 技術(shù)管理不善技術(shù)管理不善n 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n從污染時(shí)間看：早期污染可能與從污染時(shí)間看：早期污染可能與接種操作接種操作不當(dāng)有關(guān)；后期污染可能與不當(dāng)有關(guān)；后期污染可能與及中間補(bǔ)料有關(guān)。及中間補(bǔ)料有關(guān)。n從雜菌種類看：從雜菌種類看：n耐熱芽孢桿菌：與耐熱芽孢桿菌：與有關(guān)有關(guān)n球菌、無芽孢桿菌：與球菌、無芽孢桿菌：與 有關(guān)有關(guān)n淺綠色菌落的雜菌：與水有關(guān)，即冷卻盤管滲漏淺綠色菌落的雜菌：與水有關(guān)，即冷卻盤管滲漏n霉菌：與霉菌：與有關(guān)，即無菌室滅菌不徹底或操作問有關(guān)，即無菌室滅菌不徹底或操作問題題n酵母菌：糖液滅菌不徹底或放置時(shí)間較長(zhǎng)酵母菌：糖液滅菌不徹底或放置時(shí)間較長(zhǎng) n從染

11、菌幅度看：各個(gè)發(fā)酵罐或多數(shù)發(fā)酵罐染菌，且所從染菌幅度看：各個(gè)發(fā)酵罐或多數(shù)發(fā)酵罐染菌，且所污染的是同一種雜菌，一般是空氣系統(tǒng)問題，若個(gè)別污染的是同一種雜菌，一般是空氣系統(tǒng)問題，若個(gè)別罐連續(xù)染菌，一般是設(shè)備問題。罐連續(xù)染菌，一般是設(shè)備問題。2. 污染原因分析污染原因分析 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)3. 預(yù)防預(yù)防n種子帶菌的防治種子帶菌的防治 n滅菌徹底滅菌徹底n接種可靠：無菌室及設(shè)備可靠，無菌操作可接種可靠：無菌室及設(shè)備可靠，無菌操作可靠靠n保藏可靠保藏可靠n過濾空氣帶菌的防治過濾空氣帶菌的防治n設(shè)備的滲漏或設(shè)備的滲漏或“死角死角”造成的染菌及其防治造成的染菌及其防治 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工

12、業(yè)無菌技術(shù) “死角死角” n發(fā)酵罐的發(fā)酵罐的“死角死角” 法蘭、內(nèi)襯、接口、表頭、罐內(nèi)部件及其支撐件如攪拌法蘭、內(nèi)襯、接口、表頭、罐內(nèi)部件及其支撐件如攪拌軸拉桿、聯(lián)軸器、冷卻盤管、擋板、空氣分布管及其支軸拉桿、聯(lián)軸器、冷卻盤管、擋板、空氣分布管及其支撐件撐件 口：人孔（或手孔）、排風(fēng)管接口、燈孔、視鏡口、進(jìn)口：人孔（或手孔）、排風(fēng)管接口、燈孔、視鏡口、進(jìn)料管口料管口 發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成“死角死角” 消除方法：加強(qiáng)清洗并定期鏟除污垢；安裝放汽邊閥消除方法：加強(qiáng)清洗并定期鏟除污垢；安裝放汽邊閥n管道安裝不當(dāng)或配置不合理形成的管道安裝不當(dāng)或配置不合理形成的“死角死角”

13、發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)污水膿皰罐底 發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成“死角死角” 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)法蘭連接不當(dāng)造成的法蘭連接不當(dāng)造成的“死角死角” 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)滅菌時(shí)蒸汽不易通達(dá)的滅菌時(shí)蒸汽不易通達(dá)的“死角死角”及其消除方及其消除方法法發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n培養(yǎng)基與設(shè)備滅菌不徹底的防治培養(yǎng)基與設(shè)備滅菌不徹底的防治n原料性狀：大顆粒的原料過篩除去。原料性狀：大顆粒的原料過篩除去。 n實(shí)罐滅菌時(shí)要充分排除罐內(nèi)冷空氣。實(shí)罐滅菌時(shí)要充分排除罐內(nèi)冷空氣。n滅菌過程中產(chǎn)生的泡沫造成染菌：添加消泡劑滅菌過程中產(chǎn)生的泡沫造成染菌：添加消

14、泡劑 防止泡沫升頂防止泡沫升頂n連消不徹底連消不徹底 ：最好采用自動(dòng)控制裝置：最好采用自動(dòng)控制裝置 n滅菌后期罐壓驟變滅菌后期罐壓驟變 n死角死角 n操作不當(dāng)造成染菌操作不當(dāng)造成染菌 n噬菌體染菌及其防治噬菌體染菌及其防治 3. 預(yù)防預(yù)防發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)采取哪些措施能夠保持無菌發(fā)酵？采取哪些措施能夠保持無菌發(fā)酵？n物料、培養(yǎng)基、中間補(bǔ)料要滅菌；物料、培養(yǎng)基、中間補(bǔ)料要滅菌；n發(fā)酵設(shè)備及輔助設(shè)備（空氣過濾裝置、各種發(fā)發(fā)酵設(shè)備及輔助設(shè)備（空氣過濾裝置、各種發(fā)酵罐進(jìn)出口連接裝置）和管道要滅菌；酵罐進(jìn)出口連接裝置）和管道要滅菌；n好氣發(fā)酵通入的空氣要除菌；好氣發(fā)酵通入的空氣要除菌；n種

15、子無污染；接種無菌操作過關(guān)種子無污染；接種無菌操作過關(guān)；n為了保持發(fā)酵的長(zhǎng)期無菌狀態(tài)，需維持正壓。為了保持發(fā)酵的長(zhǎng)期無菌狀態(tài)，需維持正壓。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)三、發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)三、發(fā)酵工業(yè)的無菌技術(shù)滅菌方法滅菌方法n干熱滅菌法干熱滅菌法 n濕熱滅菌法濕熱滅菌法 n射線滅菌法射線滅菌法 n化學(xué)藥劑滅菌法化學(xué)藥劑滅菌法n過濾除菌法過濾除菌法n火焰滅菌法火焰滅菌法 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)四、培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌四、培養(yǎng)基及設(shè)備滅菌 （一）濕熱滅菌原理（一）濕熱滅菌原理 （二）分批滅菌（實(shí)罐滅菌）（二）分批滅菌（實(shí)罐滅菌） （三）連續(xù)滅菌（連消）（三）連續(xù)滅菌（連消）（四）分批滅

16、菌與連續(xù)滅菌的比較（四）分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)1. 熱阻熱阻2. 微生物熱死定律：對(duì)數(shù)殘留定律微生物熱死定律：對(duì)數(shù)殘留定律3.滅菌溫度和時(shí)間的選擇滅菌溫度和時(shí)間的選擇 4. 影響培養(yǎng)基滅菌的其它因素影響培養(yǎng)基滅菌的其它因素 （一）濕熱滅菌原理（一）濕熱滅菌原理發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)1. 熱阻熱阻 n定義：定義：微生物對(duì)熱的抵抗力稱為熱阻，可用比死微生物對(duì)熱的抵抗力稱為熱阻，可用比死亡速率常數(shù)亡速率常數(shù)k來表示來表示 。 k，熱阻熱阻, tkNdtdNktNNt0ln發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n當(dāng)溫度當(dāng)溫度T一定時(shí)，一定時(shí)，k隨微生物不同而不同

17、，具體隨微生物不同而不同，具體計(jì)算時(shí)，可取細(xì)菌芽孢的計(jì)算時(shí)，可取細(xì)菌芽孢的k值為標(biāo)準(zhǔn)。值為標(biāo)準(zhǔn)。n當(dāng)當(dāng) T 變化時(shí)，變化時(shí)，k有很大變化，其變化遵從阿累有很大變化，其變化遵從阿累尼烏斯定律尼烏斯定律 k=Aexp(- E/RT) k與微生物活化能及與微生物活化能及T有關(guān)有關(guān) 1. 熱阻熱阻 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)大腸桿菌在不同溫度下大腸桿菌在不同溫度下的殘留曲線的殘留曲線嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢在不同嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢在不同溫度下的死亡曲線溫度下的死亡曲線 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)2. 微生物熱死定律：微生物熱死定律：(1) 對(duì)數(shù)殘留定律對(duì)數(shù)殘留

18、定律n在一定溫度下，微生物在一定溫度下，微生物受熱致死受熱致死遵循分子反應(yīng)速度理論，遵循分子反應(yīng)速度理論，微生物受熱死亡的速率微生物受熱死亡的速率-dN/dt與任何瞬間殘留的活菌數(shù)與任何瞬間殘留的活菌數(shù)N成正比，即成正比，即 當(dāng)當(dāng)Nt=0時(shí)，時(shí)， t=， 既無意義，也不可能。既無意義，也不可能。 一般采用一般采用Nt=0.001，即即1000次滅菌中只有一次失敗次滅菌中只有一次失敗。kNdtdNktNNt0lntNNkt0log/303. 2發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)(2) 非對(duì)數(shù)殘留定律非對(duì)數(shù)殘留定律 n某些微生物受熱死亡的速率不符合對(duì)數(shù)殘留定律：如一些某些微生物受熱死亡的速率不符合對(duì)

19、數(shù)殘留定律：如一些微生物芽孢。微生物芽孢。 kR ksNR Ns NDdNR/dt=-kR NRdNs/dt =kR NR -ks Ns Nt/N0=KR/(kR-kS) ekst-ks/kR e-kRt 式中式中NR：耐熱性活芽孢數(shù)；耐熱性活芽孢數(shù)；Ns：敏感性活芽孢數(shù)敏感性活芽孢數(shù) ND：死亡的芽孢數(shù)死亡的芽孢數(shù)；kR：耐熱性芽孢的比死亡速率耐熱性芽孢的比死亡速率； ks：敏感性芽孢的比死亡速率；敏感性芽孢的比死亡速率； N0：初始活芽孢數(shù)。初始活芽孢數(shù)。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n培養(yǎng)基中含有大量的不耐熱的微生物和培養(yǎng)基中含有大量的不耐熱的微生物和相當(dāng)數(shù)量的耐熱性微生物時(shí)的滅菌殘留

20、相當(dāng)數(shù)量的耐熱性微生物時(shí)的滅菌殘留曲線曲線 在在T相同時(shí)，對(duì)數(shù)與非對(duì)數(shù)定律的滅菌相同時(shí)，對(duì)數(shù)與非對(duì)數(shù)定律的滅菌時(shí)間時(shí)間t不同。不同。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)3. 滅菌溫度和時(shí)間的選擇滅菌溫度和時(shí)間的選擇 n培養(yǎng)物質(zhì)受熱破壞也可看作一級(jí)反應(yīng)：培養(yǎng)物質(zhì)受熱破壞也可看作一級(jí)反應(yīng)：式中式中C：對(duì)熱不穩(wěn)定物質(zhì)的濃度；對(duì)熱不穩(wěn)定物質(zhì)的濃度；k：分解速度常數(shù)分解速度常數(shù)； k的變化也遵循阿累尼烏斯方程：的變化也遵循阿累尼烏斯方程： 都與相應(yīng)的活化能及都與相應(yīng)的活化能及T有關(guān)有關(guān)CkdtdC)exp(RTEAk)exp(RTEAk發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)當(dāng)當(dāng)T1 T2 (k2/k1)/(k2/

21、k1)=E/E1 (EE) 隨著隨著T上升，菌死亡速率增加倍數(shù)大于上升，菌死亡速率增加倍數(shù)大于培養(yǎng)基成分分解速率增加倍數(shù)，故一般培養(yǎng)基成分分解速率增加倍數(shù)，故一般選擇高溫快速滅菌選擇高溫快速滅菌 。 3. 滅菌溫度和時(shí)間的選擇滅菌溫度和時(shí)間的選擇 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)4. 影響培養(yǎng)基滅菌的其它因素影響培養(yǎng)基滅菌的其它因素 n培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分n油脂、糖類及一定濃度的蛋白質(zhì)、高濃度有機(jī)油脂、糖類及一定濃度的蛋白質(zhì)、高濃度有機(jī)物等增加微生物的耐熱性物等增加微生物的耐熱性n低濃度（低濃度（1%-2%）NaCl對(duì)微生物有保護(hù)作用，對(duì)微生物有保護(hù)作用，隨著濃度增加，保護(hù)作用減弱，當(dāng)濃度達(dá)隨

22、著濃度增加，保護(hù)作用減弱，當(dāng)濃度達(dá)8%-10%以上，則減弱微生物的耐熱性。以上，則減弱微生物的耐熱性。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)npH：pH6.0-8.0，微生物最耐熱，微生物最耐熱，pH6.0，H+易滲入微生物細(xì)胞內(nèi)，改變細(xì)胞的生理反應(yīng)促易滲入微生物細(xì)胞內(nèi)，改變細(xì)胞的生理反應(yīng)促使其死亡。使其死亡。培養(yǎng)基培養(yǎng)基pH愈低，滅菌所需時(shí)間愈愈低，滅菌所需時(shí)間愈短。短。n培養(yǎng)基的物理狀態(tài)培養(yǎng)基的物理狀態(tài)n泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，對(duì)滅菌極為泡沫：泡沫中的空氣形成隔熱層，對(duì)滅菌極為不利，可加入少量消泡劑不利，可加入少量消泡劑 。n培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量培養(yǎng)基中的微生物數(shù)量4. 影響培養(yǎng)基滅菌的其

23、它因素影響培養(yǎng)基滅菌的其它因素 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)分空氣過濾器滅菌分空氣過濾器滅菌并用空氣吹干并用空氣吹干夾套或蛇管排冷水，開啟排夾套或蛇管排冷水，開啟排氣管閥，空氣管通蒸汽，也氣管閥，空氣管通蒸汽，也可夾套內(nèi)通蒸汽可夾套內(nèi)通蒸汽達(dá)達(dá)70左右左右取樣管取樣管放料管放料管通蒸汽通蒸汽120，1 110105pa保溫保溫保溫階段，凡液面以下各管保溫階段，凡液面以下各管道都應(yīng)通蒸汽，液面上其余道都應(yīng)通蒸汽，液面上其余各管道則應(yīng)排蒸汽，不留死各管道則應(yīng)排蒸汽，不留死角，維持壓力、溫度恒定角，維持壓力、溫度恒定罐壓接近空氣壓力罐壓接近空氣壓力向罐內(nèi)通無菌空氣向罐內(nèi)通無菌空氣保溫結(jié)束，依次關(guān)

24、閉保溫結(jié)束，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門各排汽、進(jìn)汽閥門夾套或蛇管中通冷水夾套或蛇管中通冷水 培養(yǎng)基降溫到所需溫度培養(yǎng)基降溫到所需溫度（二）分批滅菌（實(shí)罐滅菌）（二）分批滅菌（實(shí)罐滅菌） 1.滅菌工藝過程滅菌工藝過程發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n升溫、冷卻兩階段也有一定的滅菌效果，考慮升溫、冷卻兩階段也有一定的滅菌效果，考慮到滅菌的可靠性主要在保溫階段進(jìn)行，故可以到滅菌的可靠性主要在保溫階段進(jìn)行，故可以簡(jiǎn)單地利用式簡(jiǎn)單地利用式 (N/N0) =-kt 來粗略估算滅菌所需時(shí)間。來粗略估算滅菌所需時(shí)間。2. 滅菌時(shí)間的估算滅菌時(shí)間的估算發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)2. 滅菌時(shí)間的估算滅菌時(shí)間的

25、估算n例例1：有一發(fā)酵罐內(nèi)裝：有一發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在培養(yǎng)基，在1210C溫度下實(shí)溫度下實(shí)罐滅菌，原污染程度為每罐滅菌，原污染程度為每1ml有有2105個(gè)耐熱細(xì)菌芽孢，個(gè)耐熱細(xì)菌芽孢，已知已知1210C時(shí)滅菌速度常數(shù)時(shí)滅菌速度常數(shù)k=1.8min-1，求滅菌失敗機(jī)，求滅菌失敗機(jī)率為率為0.001時(shí)所需時(shí)間。時(shí)所需時(shí)間。 解解：N0=401062105=81012(個(gè)) Nt=0.001(個(gè)) k=1.8(min-1) (Nt/N0)=-kt t=2.303/klg(N0/Nt)=2.303/1.8lg(81015) =20.34(min) 由于升溫階段就有部分菌被殺滅，特別是當(dāng)培由于升

26、溫階段就有部分菌被殺滅，特別是當(dāng)培 養(yǎng)基加熱至養(yǎng)基加熱至1000C以上，這個(gè)作用較為顯著，以上，這個(gè)作用較為顯著， 故實(shí)際保溫階段時(shí)間比計(jì)算值要短。故實(shí)際保溫階段時(shí)間比計(jì)算值要短。n 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（三）連續(xù)滅菌（連消）（三）連續(xù)滅菌（連消）n工藝流程工藝流程n噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程n噴射加熱連續(xù)滅菌流程噴射加熱連續(xù)滅菌流程 n薄板式換熱器連續(xù)滅菌流程薄板式換熱器連續(xù)滅菌流程 n滅菌時(shí)間的計(jì)算滅菌時(shí)間的計(jì)算 (Ct/C0)=kt t=2.303/klg(C0/Ct) 式中：式中：C0、Ct分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前、后分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前、后 的含菌數(shù)

27、。的含菌數(shù)。 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n例例2某發(fā)酵罐內(nèi)裝某發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，采用連續(xù)滅菌，培養(yǎng)基，采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為滅菌溫度為1310C，原污染程度為每，原污染程度為每1ml含有含有2105個(gè)雜菌，已知個(gè)雜菌，已知1310C時(shí)滅菌速度常數(shù)為時(shí)滅菌速度常數(shù)為15min-1，求滅菌所需的維持時(shí)間。，求滅菌所需的維持時(shí)間。連續(xù)滅菌時(shí)間的估算連續(xù)滅菌時(shí)間的估算解：解：C0=2105(個(gè)/ml) Ct=0.001/(40106)=2.510-11(個(gè)/ml) t=2.303/klg(C0/Ct)=2.303/15lg(2105)/(2.510-11) =2.37 min發(fā)酵工程余

28、龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 配料罐 連消泵 連消塔 維持罐 冷卻罐 蒸汽 蒸汽 放汽 冷卻水 無菌培養(yǎng)基 進(jìn)發(fā)酵罐 噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較 n連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)：（適用于大型罐）連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)：（適用于大型罐） n可采用高溫短時(shí)滅菌，營(yíng)養(yǎng)成分破壞少，有可采用高溫短時(shí)滅菌，營(yíng)養(yǎng)成分破壞少，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率；利于提高發(fā)酵產(chǎn)率；n發(fā)酵罐利用率高；發(fā)酵罐利用率高； n蒸汽負(fù)荷均衡；蒸汽負(fù)荷均衡； n采用板式換熱器時(shí)，可節(jié)約大量能量；采用板式換熱器時(shí)，可節(jié)約大量能量；n適宜采用自動(dòng)

29、控制，勞動(dòng)強(qiáng)度小；適宜采用自動(dòng)控制，勞動(dòng)強(qiáng)度小；n可實(shí)現(xiàn)將耐熱性物料和不耐熱性物料在不同可實(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(yíng)養(yǎng)成分的破壞。溫度下分開滅菌，減少營(yíng)養(yǎng)成分的破壞。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：n對(duì)小型罐無優(yōu)勢(shì)，不方便，對(duì)設(shè)備要求高；對(duì)小型罐無優(yōu)勢(shì)，不方便，對(duì)設(shè)備要求高；n蒸汽波動(dòng)時(shí)滅菌不徹底；蒸汽波動(dòng)時(shí)滅菌不徹底；n當(dāng)培養(yǎng)基中含有固體顆?；蛴休^多泡沫時(shí)，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，防止滅菌不徹底。以分批滅菌好，防止滅菌不徹底。 分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較分批滅菌與連續(xù)滅菌的比較 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)五、空氣除

30、菌五、空氣除菌（一）概述（一）概述（二）空氣過濾除菌流程（二）空氣過濾除菌流程（三）空氣預(yù)處理（三）空氣預(yù)處理（四）空氣預(yù)處理流程設(shè)計(jì)應(yīng)用舉例（四）空氣預(yù)處理流程設(shè)計(jì)應(yīng)用舉例（五）空氣過濾介質(zhì)（五）空氣過濾介質(zhì)（六）空氣過濾除菌原理（六）空氣過濾除菌原理（七）提高過濾除菌效率的措施（七）提高過濾除菌效率的措施發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（一）概述（一）概述n空氣除菌的必要性空氣除菌的必要性 以一個(gè)以一個(gè)50m3的發(fā)酵罐為例，若裝料系數(shù)為的發(fā)酵罐為例，若裝料系數(shù)為0.7，要，要求每立方米發(fā)酵液每分鐘通氣求每立方米發(fā)酵液每分鐘通氣0.8m3，培養(yǎng)周期，培養(yǎng)周期170h，那么每個(gè)周期需通氣量，那

31、么每個(gè)周期需通氣量2.86105 m3(500.7 0.8 170 60)，而每，而每立方米大氣立方米大氣中約有中約有103-104個(gè)微生物。個(gè)微生物。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n空氣除菌方法空氣除菌方法n輻射殺菌：超聲波、高能陰極射線，輻射殺菌：超聲波、高能陰極射線，x射線、射線、射線、射線、射線、紫外線射線、紫外線(2265 3287 )n加熱殺菌：加熱方法可用蒸汽、電和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)加熱殺菌：加熱方法可用蒸汽、電和空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量生的熱量 n靜電除菌靜電除菌 ：常用于潔凈工作臺(tái)、潔凈工作室所需無：常用于潔凈工作臺(tái)、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。菌無塵

32、空氣的第一次除塵，配合高效過濾器使用。n過濾除菌：采用定期滅菌的介質(zhì)來阻截流過的空氣過濾除菌：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。常用的過濾介質(zhì)有所含的微生物而取得無菌空氣。常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭、玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和棉花、活性炭、玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無機(jī)燒結(jié)材料等等。無機(jī)燒結(jié)材料等等。 （一）概述（一）概述發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)1. 對(duì)空氣過濾除菌流程的要求對(duì)空氣過濾除菌流程的要求n流程主要設(shè)備：流程主要設(shè)備：空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 、空氣過濾器空氣過濾器 附屬設(shè)備：粗過濾器、氣液分離器、空氣貯罐、空

33、氣冷卻器附屬設(shè)備：粗過濾器、氣液分離器、空氣貯罐、空氣冷卻器 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n流程的制定應(yīng)根據(jù)所在地的地理、氣候環(huán)境和設(shè)備條流程的制定應(yīng)根據(jù)所在地的地理、氣候環(huán)境和設(shè)備條件綜合考慮件綜合考慮 n環(huán)境污染比較嚴(yán)重的地方，要考慮改變吸風(fēng)的條件；環(huán)境污染比較嚴(yán)重的地方，要考慮改變吸風(fēng)的條件；n在溫暖潮濕的南方，要加強(qiáng)除水設(shè)施在溫暖潮濕的南方，要加強(qiáng)除水設(shè)施 ；n壓縮機(jī)耗油嚴(yán)重的設(shè)備流程中則要加強(qiáng)消除油霧的壓縮機(jī)耗油嚴(yán)重的設(shè)備流程中則要加強(qiáng)消除油霧的污染污染 ，也可采用無油潤(rùn)滑的往復(fù)式壓縮機(jī)；也可采用無油潤(rùn)滑的往復(fù)式壓縮機(jī)；n往復(fù)式壓縮機(jī)，要配備前置往復(fù)式壓縮機(jī)，要配備前置粗過濾器及

34、空氣貯罐粗過濾器及空氣貯罐。n通常要求壓縮空氣的相對(duì)濕度通常要求壓縮空氣的相對(duì)濕度=50%60%時(shí)通過過時(shí)通過過濾器為好。濾器為好。1. 對(duì)空氣過濾除菌流程的要求對(duì)空氣過濾除菌流程的要求發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)2. 空氣除菌流程的分析空氣除菌流程的分析n空氣除菌系統(tǒng)包括：冷卻、分離油水、加熱、空氣除菌系統(tǒng)包括：冷卻、分離油水、加熱、 過濾過濾n幾種典型的設(shè)備流程幾種典型的設(shè)備流程 兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程 冷熱空氣直接混合式空氣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)以上的流程將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程利

35、用熱空氣加熱冷空氣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一次冷卻和析水的空氣過濾流程 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（三）空氣預(yù)處理（三）空氣預(yù)處理1. 原理：原理：n除塵除塵(外源空氣的前處理外源空氣的前處理)：防塞，提高過濾效率和濾：防塞，提高過濾效率和濾器壽命；器壽命；n降溫：防燒傷介質(zhì)及水分蒸發(fā)嚴(yán)重，對(duì)發(fā)酵不利降溫：防燒傷介質(zhì)及水分蒸發(fā)嚴(yán)重，對(duì)發(fā)酵不利n除油、除水：防塞（因油膜堵），防止過濾器長(zhǎng)菌堵除油、除水：防塞（因油膜堵），防止過濾器長(zhǎng)菌堵塞（因水滴）塞（因水滴）n加熱：保持相對(duì)濕度加熱：保持相對(duì)濕度n穩(wěn)壓：防止壓力波動(dòng)，貯罐穩(wěn)壓：防止壓力波動(dòng)，貯罐 2. 預(yù)處

36、理流程設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)繁關(guān)鍵：去濕問題預(yù)處理流程設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)繁關(guān)鍵：去濕問題措施：建吸風(fēng)塔、粗過濾器措施：建吸風(fēng)塔、粗過濾器（布袋過濾器、布袋過濾器、填料過濾器、油浴洗滌和水霧除塵裝置等）、填料過濾器、油浴洗滌和水霧除塵裝置等）、高效前置過濾器高效前置過濾器發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程圖兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程圖1-粗過濾器；粗過濾器；2-空壓機(jī)；空壓機(jī)；3-貯罐；貯罐；4，6-冷卻器；冷卻器；5-旋風(fēng)分離器；旋風(fēng)分離器；7-絲網(wǎng)分離器；絲網(wǎng)分離器；8-加熱器；加熱器；9-過濾器過濾器 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程圖冷熱空氣直接混合式空氣除菌流

37、程圖 1-粗過濾器；粗過濾器；2-壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；3-貯罐；貯罐；4-冷卻器；冷卻器；5-絲網(wǎng)分離器；絲網(wǎng)分離器；6-過濾器過濾器 發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 利用熱空氣加熱冷空氣的流程示意圖利用熱空氣加熱冷空氣的流程示意圖1-高空采風(fēng)；高空采風(fēng)；2-粗過濾器；粗過濾器；3-壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；4-熱交換器；熱交換器；5-冷卻器；冷卻器；6，7-析水器；析水器；8-空氣總過濾器；空氣總過濾器；9-空氣分過濾器空氣分過濾器發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程1高空采風(fēng)；高空采風(fēng)；2粗過濾器；粗過濾器；3壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；4冷卻器；冷卻器；5冷卻器

38、；冷卻器；6空氣空氣總過濾器；總過濾器；7空氣分過濾器空氣分過濾器發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 高效前置過濾空氣除菌流程圖高效前置過濾空氣除菌流程圖1高效前置過濾器；高效前置過濾器；2壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；3貯罐；貯罐；4冷卻器；冷卻器；5絲網(wǎng)分離器；絲網(wǎng)分離器；6加熱器；加熱器；7過濾器過濾器發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù) 一次冷卻和析水的空氣過濾流程示意圖一次冷卻和析水的空氣過濾流程示意圖1高空采風(fēng)；高空采風(fēng)；2粗過濾器；粗過濾器；3壓縮機(jī)；壓縮機(jī)；4冷卻器；冷卻器；5，6析水器；析水器；7貯罐；貯罐；8加熱器；加熱器；9空氣總過濾器；空氣總過濾器；10空氣分過濾器空氣分過濾器發(fā)酵工程余龍

39、江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)空氣壓縮和壓縮空氣的冷卻空氣壓縮和壓縮空氣的冷卻 n空氣的壓縮過程可看作絕熱過程，故壓縮后的空氣溫度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)：與被壓縮的程度有關(guān)： T2=T1(P2/P1)(k-1)/k 式式中中 T1,T2壓縮前后空氣的絕對(duì)溫度，壓縮前后空氣的絕對(duì)溫度，K P1,P2 壓縮前后空氣的絕對(duì)壓強(qiáng)，壓縮前后空氣的絕對(duì)壓強(qiáng)，Pa k絕熱指數(shù)，空氣為絕熱指數(shù)，空氣為1.4 若壓縮為多變過程，則可用多變指數(shù)若壓縮為多變過程，則可用多變指數(shù)m（對(duì)于（對(duì)于 空氣空氣m=1.2-1.3）代替絕熱指數(shù)）代替絕熱指數(shù)k。發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)

40、n例例3：20oC的大氣被壓縮至表壓的大氣被壓縮至表壓 2.5kg/cm2時(shí)溫時(shí)溫度是多少？度是多少？ 解：解：T1=20+273=293k P2/P1=（2.5+1.033）/1.033=3.42 m=1.3 T2=T1(P2/P1)(m-1)/m=2933.420.3/1.3=389k t2=389-273=116oC發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)空氣預(yù)處理流程設(shè)計(jì)空氣預(yù)處理流程設(shè)計(jì)發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)3. 幾個(gè)概念幾個(gè)概念n空氣的絕對(duì)濕度：空氣的絕對(duì)濕度：1m3 濕空氣中含有的水蒸氣絕對(duì)量濕空氣中含有的水蒸氣絕對(duì)量(kg)n空氣的相對(duì)濕度（空氣的相對(duì)濕度（）：）：空氣的絕對(duì)

41、濕度與同溫度下飽空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽 和絕對(duì)濕度之比值或者空氣中水蒸汽分壓與同溫度時(shí)的和絕對(duì)濕度之比值或者空氣中水蒸汽分壓與同溫度時(shí)的 飽和水蒸汽壓之比值，稱為空氣的相對(duì)濕度。飽和水蒸汽壓之比值，稱為空氣的相對(duì)濕度。 =Pw/Ps 式中式中 Pw空氣中水蒸氣分壓，空氣中水蒸氣分壓， Pa Ps同溫度下水的飽和蒸氣壓，同溫度下水的飽和蒸氣壓，Pa， 它可由各類手它可由各類手 冊(cè)中查到。冊(cè)中查到。n空氣的濕含量（空氣的濕含量（X）：）：1kg干空氣中含有的水汽量干空氣中含有的水汽量 （kg/kg干空氣干空氣）發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)空氣的濕含量（空氣的濕含量（X） 設(shè)設(shè)Gg kg干空

42、氣中含干空氣中含Gw kg水蒸汽時(shí)，則水蒸汽時(shí)，則 X=Gw/Gg 又又Pw/Pg=nw/ng=(Gw/Mw)/(Gg/Mg) =(Gw/Gg)(Mg/Mw) （Mw，Mg分別為水和空氣的分子量分別為水和空氣的分子量） X=Gw/Gg=(PwMw)/(PgMg)=(18/28.94)(Pw/Pg) =0.622Pw/(P-Pw) （4-1）發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)（1）與與X的關(guān)系的關(guān)系 將將Ps=Pw代入式代入式4-1中得中得 X=0.622Ps/（P-Ps）所以，已知某一溫度所以，已知某一溫度T時(shí)時(shí)值值，便可求得便可求得X。 當(dāng)當(dāng)X一定時(shí)一定時(shí)，T1T2，導(dǎo)致導(dǎo)致12 ，則則X1=

43、0.6221Ps1/(P1-1Ps1)X2=0.6222Ps2/(P2-2Ps2)X1=X2 2=1(PS1/PS2)(P2/P1) （式（式4-2）發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)當(dāng)當(dāng)X發(fā)生變化，即有水析出時(shí)，發(fā)生變化，即有水析出時(shí)，X降低，此時(shí)降低，此時(shí)2=100%， 定義：當(dāng)定義：當(dāng)=1時(shí)，空氣中水蒸氣已飽和，此時(shí)溫度稱為時(shí)，空氣中水蒸氣已飽和，此時(shí)溫度稱為露點(diǎn)露點(diǎn)Td。當(dāng)當(dāng)TP1) 壓縮比壓縮比 愈大，露點(diǎn)愈高愈大，露點(diǎn)愈高122112PPPPss2121s12sPPPP121s1PPP111s1PPP12PP發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)加熱后空氣的溫度加熱后空氣的溫度n設(shè)析出水后

44、，在升溫階段設(shè)析出水后，在升溫階段X=0，根據(jù)式根據(jù)式4-2可可以求出析水后應(yīng)升溫到多少度才能滿足相對(duì)濕以求出析水后應(yīng)升溫到多少度才能滿足相對(duì)濕度保持度保持50-60%。 后= dPsd/Ps后 Ps后= dPsd/ 后 Ps后T后發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n例例4：溫度：溫度20、=85%的空氣，當(dāng)壓縮至的空氣，當(dāng)壓縮至2.0kg/cm2時(shí)，溫度為時(shí)，溫度為120，求此時(shí)空氣相對(duì)濕度是多少？若在，求此時(shí)空氣相對(duì)濕度是多少？若在壓力不變的情況下將溫度冷卻至壓力不變的情況下將溫度冷卻至40后，相對(duì)濕度又后，相對(duì)濕度又是多少？是多少？ 已知：已知：20時(shí)時(shí)，Ps1=0.0238 kg/cm2

45、,120時(shí)時(shí)，Ps2=2.025 kg/cm2 ，40時(shí)時(shí)，Ps3=0.0752 kg/cm2 解：解：120時(shí)，相對(duì)濕度為時(shí)，相對(duì)濕度為 40時(shí)，相對(duì)濕度為時(shí)，相對(duì)濕度為%93. 2033. 1033. 3025. 20238. 0%85122112ppppss%9 .780752. 0025. 20293. 0233223ppppss發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n例例5：若將例：若將例4中空氣繼續(xù)冷卻，至水析出，求露點(diǎn)中空氣繼續(xù)冷卻，至水析出，求露點(diǎn)td？（假定壓力不變）（假定壓力不變） 解：已知解：已知4100%，X一定一定，P一定一定由由所以所以查蒸汽壓表，查蒸汽壓表，0.059 kg/cm2飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)溫度飽和蒸汽壓對(duì)應(yīng)溫度td35。所以，當(dāng)所以，當(dāng)t35，繼續(xù)冷卻時(shí)，有水析出繼續(xù)冷卻時(shí)，有水析出。 433344334sssspppppp24334/059. 010752. 0%9 .78cmkgppss發(fā)酵工程余龍江版發(fā)酵工業(yè)無菌技術(shù)n