華南理工微生物工程工藝原理第十一章+工業(yè)發(fā)酵染菌的防治1ppt課件

1、第五節(jié) 菌體濃度與基質(zhì)對(duì)發(fā)酵的影響一、菌體濃度對(duì)發(fā)酵的影響比生長(zhǎng)速率比消費(fèi)速率等動(dòng)力學(xué)參數(shù)菌體濃度與菌體生長(zhǎng)速率直接相關(guān)菌體濃度的大小影響產(chǎn)物的得率初級(jí)代謝產(chǎn)物次級(jí)代謝產(chǎn)物 控制培育基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量來(lái)控制菌體濃度1.二、基質(zhì)對(duì)發(fā)酵的影響代謝的物質(zhì)根底：菌體生長(zhǎng)繁衍，代謝產(chǎn)物構(gòu)成碳源對(duì)發(fā)酵的影響及控制氮源對(duì)發(fā)酵的影響及控制磷酸鹽對(duì)發(fā)酵的影響及控制 下一章.碳源對(duì)發(fā)酵的影響及控制碳源的利用速度 混合碳源碳源的種類碳源的濃度生長(zhǎng)的最適碳源 與 產(chǎn)物構(gòu)成的最適碳源比生長(zhǎng)速率、比消費(fèi)速率、糖耗速率等-補(bǔ)料控制.氮源對(duì)發(fā)酵的影響及控制氮源的利用速度 混合氮源氮源的種類氮源的濃度生長(zhǎng)的最適氮源 與 產(chǎn)物構(gòu)

2、成的最適氮源補(bǔ)加氮源： 有機(jī)：土霉素-酵母粉，青霉素-尿素 無(wú)機(jī)：氨水、硫酸銨，同時(shí)調(diào)pH.磷酸鹽對(duì)發(fā)酵的影響及控制生長(zhǎng)繁衍和合成代謝 必需的 生長(zhǎng)0.32-300mmol/L，次級(jí)代謝1mmol/L調(diào)整培育基pH的功能.第十一章工業(yè)發(fā)酵染菌的防治.本章講述的內(nèi)容發(fā)酵染菌的危害發(fā)酵過(guò)程中的染菌的判別發(fā)酵染菌率和染菌緣由的分析發(fā)酵染菌的防止噬菌體感染和處置方法.第一節(jié) 發(fā)酵染菌的危害發(fā)酵染菌能給消費(fèi)帶來(lái)嚴(yán)重危害，防止雜菌污染是任何發(fā)酵工廠的一項(xiàng)重要任務(wù)內(nèi)容。尤其是無(wú)菌程度要求高的液體深層發(fā)酵，污染防止任務(wù)的重要性更為突出。 所謂“雜菌，是指在發(fā)酵培育中侵入了有礙消費(fèi)的其他微生物。幾乎一切的發(fā)酵工

3、業(yè)，都有能夠蒙受雜菌的污染。染菌的結(jié)果，輕者影響產(chǎn)量或產(chǎn)質(zhì)量量，重者能夠?qū)е碌构?，甚至停產(chǎn)。.一，染菌對(duì)不同種類發(fā)酵的影響青霉素疫苗檸檬酸谷氨酸肌苷、肌苷酸酶制劑.二，不同種類的雜菌對(duì)發(fā)酵的影響青霉素發(fā)酵：污染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害大鏈霉素發(fā)酵：污染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害大四環(huán)素發(fā)酵：污染雙球菌、芽孢桿菌和夾膜桿菌的危害較大.檸檬酸發(fā)酵：最怕污染青霉菌肌苷、肌苷酸發(fā)酵：污染芽孢桿菌的危害最大谷氨酸發(fā)酵：最怕污染噬菌體高溫淀粉酶發(fā)酵：污染芽孢桿菌和噬菌體的危害較大.三，不同染菌時(shí)間對(duì)發(fā)酵的影響種子培育期染菌：菌體濃度低、培育基營(yíng)養(yǎng)豐富發(fā)酵前期染菌：雜菌與消費(fèi)菌爭(zhēng)奪營(yíng)

4、養(yǎng)成分，干擾消費(fèi)菌的繁衍和產(chǎn)物的構(gòu)成發(fā)酵中期染菌：嚴(yán)重干擾消費(fèi)菌的繁衍和產(chǎn)物的生成發(fā)酵后期染菌：如雜菌量不大，可繼續(xù)發(fā)酵。如污染嚴(yán)重，可采取措施提早放罐.四，不同染菌途徑對(duì)發(fā)酵的影響種子帶菌：種子帶菌可使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性空氣帶菌：空氣帶菌也使發(fā)酵染菌具有延續(xù)性，導(dǎo)致染菌范圍擴(kuò)展至一切發(fā)酵罐培育基或設(shè)備滅菌不徹底：普通為孤立事件，不具有延續(xù)性設(shè)備滲漏：這種途徑呵斥染菌的危害性較大.五，染菌對(duì)產(chǎn)物提取和產(chǎn)質(zhì)量量的影響對(duì)過(guò)濾的影響：發(fā)酵液的粘度加大菌體大多自溶由于發(fā)酵不徹底，基質(zhì)的殘留濃度添加呵斥的后果：過(guò)濾時(shí)間拉長(zhǎng)，影響設(shè)備的周轉(zhuǎn)運(yùn)用，破壞消費(fèi)平衡大幅度降低過(guò)濾收率.對(duì)提取的影響有機(jī)溶劑萃取工藝

5、：染菌的發(fā)酵液含有更多的水溶性蛋白質(zhì)，易發(fā)生乳化，使水相和溶劑相難以分開(kāi)離子交換工藝：雜菌易粘附在離子交換樹(shù)脂外表或被離子交換樹(shù)脂吸附，大大降低離子交換樹(shù)脂的交換量.對(duì)產(chǎn)質(zhì)量量的影響對(duì)內(nèi)在質(zhì)量的影響：染菌的發(fā)酵液含有較多的蛋白質(zhì)和其它雜質(zhì)。對(duì)產(chǎn)品的純度有較大影響。對(duì)產(chǎn)品外觀的影響：一些染菌的發(fā)酵液經(jīng)處置過(guò)濾后得到廓清的發(fā)酵液，放置后會(huì)出現(xiàn)混濁，影響產(chǎn)品的外觀。.六，染菌對(duì)三廢處置的影響使過(guò)濾后的廢菌體無(wú)法利用發(fā)酵染菌的廢液，生物需氧量BOD增高，添加三廢治理費(fèi)用和時(shí)間.七，發(fā)酵染菌的危害直接經(jīng)濟(jì)損失間接經(jīng)濟(jì)損失.發(fā)酵過(guò)程中染菌的檢查判別一，雜菌的檢查方法 目前消費(fèi)上常用的雜菌檢查方法有：顯微鏡

6、檢查：染色 鏡檢平板劃線檢查：到平板 空培育 待測(cè)樣品劃線 培育察看酚紅肉湯培育檢查：無(wú)菌肉湯培育基空培育 接入樣品 培育察看.判別發(fā)酵能否染菌應(yīng)以無(wú)菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果為根據(jù)無(wú)菌實(shí)驗(yàn)的目的：1，監(jiān)測(cè)培育基、發(fā)酵罐及附屬設(shè)備滅菌能否徹底2，監(jiān)測(cè)發(fā)酵過(guò)程中能否有雜菌從外界侵入3，了解整個(gè)消費(fèi)過(guò)程中能否存在染菌的隱患和死角.二，各種檢查方法的比較顯微鏡檢查方法簡(jiǎn)便、快速，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)雜菌，但由于鏡檢取樣少，視野的察看面也小，因此不易檢出早期雜菌。平板劃線法和肉湯培育方法的缺陷是需經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間培育(普通要過(guò)夜)才干判別結(jié)果，且操作較繁瑣，但它要比顯微鏡能檢出更少的雜菌，而且結(jié)果也更為準(zhǔn)確.三，雜菌檢查中的問(wèn)題檢查

7、結(jié)果應(yīng)以平板劃線和肉湯培育結(jié)果為主要根據(jù)平板劃線和肉湯培育應(yīng)做三個(gè)平行樣要定期取樣酚紅肉湯和平板劃線培育樣品應(yīng)保管至放罐后12小時(shí)，確定為無(wú)菌時(shí)方可棄去取樣時(shí)防止外界雜菌混入的措施.四，檢查的工序和時(shí)間 選擇那些消費(fèi)工序和時(shí)間的樣品檢查也是非常重要的問(wèn)題?？茖W(xué)合理的選擇檢查工序和時(shí)間，對(duì)于除去已污染雜菌的物料，防止下道工序再遭染菌，有著直接的指點(diǎn)意義。有時(shí)即使由于檢查時(shí)間較長(zhǎng)，未能及時(shí)據(jù)導(dǎo)本批消費(fèi)，但對(duì)于找出呵斥染菌事故的環(huán)節(jié)，分析染菌緣由，杜絕染菌破綻也是不可短少的。由于消費(fèi)菌種相產(chǎn)品的不同，檢查的時(shí)間也不完全一樣：但總的原那么是一致的，即每個(gè)工序或經(jīng)一定時(shí)間都應(yīng)進(jìn)展取樣檢查。.發(fā)酵過(guò)程的雜

8、菌檢查. 除了以上的方法外，在實(shí)踐消費(fèi)中還可以根據(jù)以下參數(shù)的異常變化來(lái)判別能否染菌。溶解氧pH值尾氣中CO2含量.發(fā)酵染菌率和染菌緣由的分析一、發(fā)酵染菌率總?cè)揪剩褐敢荒陜?nèi)發(fā)酵染菌的批次與總投料批次數(shù)之比乘以100得到的百分率設(shè)備染菌率：統(tǒng)計(jì)發(fā)酵罐或其他設(shè)備的染菌率，有利于查找因設(shè)備缺陷而呵斥的染菌緣由不同種類發(fā)酵的染菌率：統(tǒng)計(jì)不同種類發(fā)酵的染菌率，有助于查找不同種類發(fā)酵染菌的緣由.不同發(fā)酵階段的染菌率：將整個(gè)發(fā)酵周期分成前期、中期和后期三個(gè)階段，分別統(tǒng)計(jì)其染菌率。有助于查找染菌的緣由。季節(jié)染菌率：統(tǒng)計(jì)不同季節(jié)的染菌率，可以采取相應(yīng)的措施制服染菌。操作染菌率：統(tǒng)計(jì)操作工的染菌率，一方面可以分析

9、染菌緣由，另一方面可以考核操作工的滅菌操作技術(shù)程度。.二、染菌緣由的分析防止在發(fā)酵消費(fèi)中污染雜菌應(yīng)以預(yù)防為主?！胺乐赜谥?，事前防止勝于事后挽救。 假設(shè)一旦發(fā)生染菌景象就要盡快找出緣由及時(shí)糾正、堵塞破綻才干減少損失，并從中汲取閱歷教訓(xùn)，防止以后有類似情況發(fā)生，堅(jiān)持消費(fèi)的正常進(jìn)展。但在發(fā)酵消費(fèi)中，往往由于消費(fèi)過(guò)程的環(huán)節(jié)很多，同時(shí)各工廠的消費(fèi)設(shè)備、產(chǎn)品種類和管理措施不盡一樣，引起染菌的緣由比較復(fù)雜，有時(shí)不能及時(shí)找出而耽擱了消費(fèi)。.1，國(guó)外一抗生素發(fā)酵染菌緣由的分析染菌原因百分率%染菌原因百分率%種子帶菌 9.64蛇管穿孔 5.89接種時(shí)罐壓跌零 0.19接種管穿孔 0.39培養(yǎng)基滅菌不透 0.79閥

10、門泄漏 1.45空氣系統(tǒng)帶菌 19.96罐蓋漏 1.54攪拌軸密封泄漏 2.09其他設(shè)備漏 10.13泡沫冒頂 0.48操作問(wèn)題 10.15夾套穿孔 12.36原因不明 24.91.2，國(guó)內(nèi)一制藥廠發(fā)酵染菌緣由的分析染菌原因百分率，%外界帶入雜菌（取樣、補(bǔ)料帶入）8.20設(shè)備穿孔7.60空氣系統(tǒng)帶菌26.00停電罐壓跌零1.60接種11.00蒸汽壓力不夠或蒸汽量不足0.60管理問(wèn)題7.09操作違反規(guī)程1.60種子帶菌0.60原因不明35.00.3，從染菌的規(guī)模來(lái)分析染菌緣由 大零售酵罐染菌 ：空氣系統(tǒng)部分發(fā)酵罐(或罐組)染菌：前期能夠是種子帶雜菌，或滅菌不徹底，中后期那么能夠是中間補(bǔ)料系統(tǒng)或油

11、管路系統(tǒng)發(fā)生問(wèn)題所呵斥的個(gè)別發(fā)酵罐延續(xù)染菌：設(shè)備問(wèn)題(如閥門的滲漏或罐體腐蝕磨損)，設(shè)備的腐蝕磨損所引起的染菌會(huì)出現(xiàn)每零售酵的染菌時(shí)間向前推移的景象個(gè)別發(fā)酵罐偶爾染菌：緣由比較復(fù)雜，由于各種染菌途徑都能夠引起。.4，從染菌的時(shí)間來(lái)分析發(fā)酵早期染菌：種子帶菌、培育基和設(shè)備滅菌不徹底、設(shè)備或管道有死角中、后期染菌：中間補(bǔ)料、設(shè)備滲漏、操作不合理.5，從染菌的類型來(lái)分析耐熱性芽抱桿菌：死角或滅菌不徹底球菌、酵母：能夠是從蒸汽的冷凝水或空氣中帶來(lái)的淺綠色菌落(革蘭氏陰性桿菌) ：發(fā)酵罐的冷卻管或夾套滲漏霉菌：滅菌不徹底或無(wú)菌操作不嚴(yán)厲.第二節(jié) 發(fā)酵染菌的防止一、種子帶菌的緣由及防止1，帶菌的緣由無(wú)菌室

12、的無(wú)菌條件不符合要求培育基滅菌不徹底操作不當(dāng).2，種子帶菌的防止種子帶雜菌是發(fā)酵前期染菌的緣由之一。在每次接種后應(yīng)留取少量的種子懸浮液進(jìn)展平板、肉湯培育，借以闡明能否是種子中帶雜菌。種子培育的設(shè)備和安裝有無(wú)菌室、滅菌鍋和搖瓶機(jī)等。.1無(wú)菌室無(wú)菌室的根本要求：無(wú)菌室面積不宜過(guò)大，普通約46米2高約26米。 為了減少外界空氣的侵入，無(wú)菌室要有13個(gè)套間(緩沖過(guò)道) 無(wú)菌室內(nèi)部的墻壁、天花板要涂白漆或采用磨光石子，要求無(wú)裂痕，墻角最好做成圓弧形 。室內(nèi)布置應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，最好能安裝空氣調(diào)理安裝，通入無(wú)菌空氣并調(diào)理室內(nèi)的溫濕度。 無(wú)菌室的每個(gè)套間普通都用紫外線滅菌。.化學(xué)滅菌藥劑 用作噴灑或揩擦的(以揩擦

13、為主) ： 75%酒精 025%新潔而滅(季胺鹽) 061%漂白粉 05%石炭酸 05%過(guò)氧乙酸 1%煤酚皂(來(lái)蘇爾) 05%高錳酸鉀 300單位毫升土霉素 50單位毫升制霉菌素等 用作熏蒸的 ： 甲醛(每立方米空間約用10毫升)或硫磺(每立 方米空間約用23克)。 .無(wú)菌室內(nèi)無(wú)菌度的要求 把無(wú)菌培育皿平板翻開(kāi)蓋子在無(wú)菌室內(nèi)放置30分鐘，根據(jù)普通工廠的閱歷，長(zhǎng)出的菌落在3個(gè)以下為好。.2種子培育基滅菌的本卷須知滅菌操作時(shí)需求留意排氣管能否暢通 固體培育基可采用兩次滅菌的方法通入蒸汽后使瓶?jī)?nèi)培育基溫度到達(dá)121C所需的時(shí)間與瓶?jī)?nèi)培育基的體積有關(guān) .3種子搖瓶培育的本卷須知保證搖瓶間的清潔衛(wèi)生搖瓶

14、內(nèi)液體裝料不宜過(guò)多瓶口包扎的紗布普通為八層以上.二、發(fā)酵設(shè)備、管件的滲漏與配置設(shè)備和管件的滲漏普通是指設(shè)備和管件由于腐蝕、內(nèi)應(yīng)力或其他緣由構(gòu)成微小漏孔所發(fā)生的滲漏景象。這些漏孔很小，特別是不銹鋼資料構(gòu)成的漏孔更小，有時(shí)肉眼不能直接覺(jué)察，需求經(jīng)過(guò)一定的試漏方法才干發(fā)現(xiàn)。.1，設(shè)備滲漏的緣由發(fā)酵液中腐蝕性物質(zhì)對(duì)設(shè)備的腐蝕磨蝕發(fā)酵液中固體物料因攪拌槳的攪動(dòng)與冷卻管摩擦而引起管外壁磨損冷卻介質(zhì)和加熱時(shí)蒸汽的沖擊，引起管內(nèi)壁的磨損設(shè)備加工不良彎管時(shí)，彎頭處管壁變薄焊接不良.2，盤管滲漏的防止放罐后要仔細(xì)清洗發(fā)酵罐控制冷卻水質(zhì)量，降低其中氯離子含量對(duì)盤管定期檢查、試漏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏隙試漏方法氣壓實(shí)驗(yàn) ：先在

15、發(fā)酵罐內(nèi)放滿清水，用緊縮空氣通入管子，察看水面有無(wú)氣泡產(chǎn)生以確定管子有否滲漏和滲漏的部位。氣壓法快速方便，但管子下部彎曲處積水不易排盡，有漏孔時(shí)不產(chǎn)生氣泡就難以發(fā)現(xiàn)。 水壓實(shí)驗(yàn) ：用手動(dòng)泵或試壓齒輪泵將水逐漸壓入冷卻管，泵到一定壓力時(shí)，察看管子有否滲漏景象.3，空氣分布管滲漏的防止4，罐體滲漏的防止5，管件的滲漏 與發(fā)酵罐相銜接的管路很多，有空氣、蒸汽、水、物料、排氣、排污等管路，管路多，相應(yīng)的管件和閥門也多。管道的銜接方式、按裝方法以及選用的閥門方式對(duì)防止污染有很大的關(guān)系。所以，與發(fā)酵有關(guān)的管路不能同普通化工廠的化工管路完全一樣，而有其特殊的要求。.(1)閥A，截止閥.截止閥安裝應(yīng)留意的問(wèn)題

16、方向問(wèn)題普通發(fā)酵罐附近銜接的的各種管道，只需在滅菌通蒸汽時(shí)，對(duì)封鎖時(shí)的閥門，嚴(yán)密度要求較嚴(yán)厲，因此在發(fā)酵罐臨近的截止閥按規(guī)定安裝的反方向安裝。打料、接種、加油、加糖等管道上的截止閥，在發(fā)酵過(guò)程中還需求滅菌，閥門應(yīng)按正向安裝。.B，隔膜閥隔膜閥適用于移種、打料管道。這些管道上假設(shè)安裝截止閥，如滲漏或封鎖不嚴(yán)，易發(fā)生染菌事故。.閥門試漏的方法.2管路的銜接螺紋銜接.法蘭銜接.四、染菌后的挽救措施種子培育或種子罐中發(fā)現(xiàn)污染 。發(fā)酵早期染菌可以適當(dāng)添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，重新滅菌后再接種發(fā)酵。 中后期染菌，假設(shè)雜菌的生長(zhǎng)將影響發(fā)酵的正常進(jìn)展或影響產(chǎn)物的提取時(shí)，應(yīng)該提早放罐。 有些發(fā)酵染菌后發(fā)酵液中的碳、氮源還較

17、多，假設(shè)提早放罐，這些物質(zhì)會(huì)影響后處置提取使產(chǎn)品取不出，此時(shí)應(yīng)先設(shè)法使碳、氮源耗費(fèi)，再放罐提取。.有時(shí)發(fā)酵罐偶而染菌，緣由一時(shí)又找不出，普通可以采取以下措施：(1)延續(xù)滅菌系統(tǒng)前的料液貯罐在每年4一10月份(雜菌較旺盛生長(zhǎng)的時(shí)間)參與0.2%甲醛，加熱至80C，存放處置4小時(shí)，以減少帶入培育液中的雜菌數(shù)。(2)對(duì)染菌的罐，在培育液滅菌前先加甲醛進(jìn)展空消處置。甲醛用量每立方米罐的體積0.120.17升。(3)對(duì)染菌的種子罐可在罐內(nèi)放水后進(jìn)展滅菌，滅菌后水量占罐體的三分之二以上。這是由于細(xì)菌芽孢較耐干熱而不耐濕熱的緣故。 .噬菌體感染和處置方法利用細(xì)菌或放線菌進(jìn)展的發(fā)酵容易感染噬菌體。 噬菌體是病毒的一種，直徑約01微米，可以經(jīng)過(guò)細(xì)菌過(guò)濾器，所以通用的空氣過(guò)濾器不易將其除去。.一、引起噬菌體感染的緣由設(shè)備的滲漏 空氣系統(tǒng)、培育基滅菌不徹底 .二、預(yù)防噬菌體感染的措施發(fā)酵罐的排氣管要用汽封或引入藥液(如高錳酸鉀、漂白粉或石灰水等溶液)槽中。取樣、洗罐或倒罐的帶菌液體要處置后才允許排入下水道。把好種子關(guān)，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)厲的無(wú)菌操作。搞好消費(fèi)場(chǎng)地的環(huán)境衛(wèi)生。車間周圍要經(jīng)