發(fā)酵工程-空氣凈化課件

1）發(fā)酵罐的滅菌（在中）關(guān)好空氣閥門(mén)，蒸汽上進(jìn)下出，沖蒸氣，壓力大于2kg/cm2（120℃），最好是4～5kg/cm2（160℃）。當(dāng)罐內(nèi)>80℃，進(jìn)蒸汽口（蒸氣閥）關(guān)掉，出蒸汽口（排氣閥）關(guān)小。打開(kāi)空氣閥門(mén)，蒸汽直接進(jìn)罐，121℃，20～30min。從80℃～100℃上升很快，大于100℃后溫度上升很慢，到118℃時(shí)就開(kāi)始計(jì)時(shí)，到25min時(shí)立即關(guān)掉蒸汽閥。關(guān)掉蒸汽閥后通入無(wú)菌空氣，使罐內(nèi)一直保持正壓（高于大氣壓，空氣不會(huì)倒灌入罐內(nèi)）。（在中）加自來(lái)水冷卻，從下向上，使溫度盡快降到55℃37～38℃時(shí)關(guān)掉水，也有緩沖性。因?yàn)橛芯彌_性，蒸汽會(huì)沖到121℃。在80℃以上沖入蒸汽不容易產(chǎn)生冷凝水，罐內(nèi)體積不會(huì)增加很大，培養(yǎng)基不會(huì)被稀釋很大。過(guò)程小型罐50L～7噸用冷卻；大型罐7噸以上，用（盤(pán)腸、列管系統(tǒng)）。2）發(fā)酵罐的管路和死角的消除(1)盡量減少管路單罐多罐發(fā)酵罐的出口越少越好，出料口和進(jìn)氣管可以合并，接種管、消泡管、補(bǔ)料管可以合并。排氣管不能合并，易引起交叉污染。出料前后都要消毒，用活（流動(dòng)）蒸氣消毒；出料管不能合并；3)發(fā)酵罐的管道布置保證蒸氣在管道中暢通，有排氣口（小閥），接種管、中間補(bǔ)料管、放料管都要有排氣口（小閥）；避免冷凝水排入已滅菌的罐體或空氣，加止逆閥（單向閥）；滅菌后的管道用無(wú)菌空氣保壓；蒸氣總管道要有分氣缸、排氣閥、減壓閥、安全閥；相鄰罐不聯(lián)通連續(xù)滅菌也叫連消培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌時(shí)，需在培養(yǎng)基進(jìn)入發(fā)酵罐前，直接用蒸汽進(jìn)行空罐滅菌，用無(wú)菌空氣保壓，待培養(yǎng)基流入罐后，開(kāi)始冷卻。滅菌時(shí)可采用各種加熱器。培養(yǎng)基的冷卻方式有噴淋冷卻式、真空冷卻式、薄板換熱器式幾種方式，其過(guò)程均包括加熱、維持和冷卻。連續(xù)滅菌的流程：培養(yǎng)基配料冷卻器加熱塔配料罐無(wú)菌培養(yǎng)基2、連續(xù)滅菌噴淋冷卻優(yōu)點(diǎn)是能一次冷卻到發(fā)酵溫度。培養(yǎng)基冷卻方式比較：真空冷卻只能冷卻到一定溫度，需在發(fā)酵罐中繼續(xù)冷卻，但它可以減少冷卻用水，占地面積少。板式換熱器效率高，且利用冷培養(yǎng)液作冷卻劑，既能冷卻了熱培養(yǎng)基，又預(yù)熱了冷培養(yǎng)液，節(jié)約用水和蒸汽。連續(xù)滅菌采用連消塔時(shí)，可在20～30s達(dá)到預(yù)定滅菌溫度，由維持罐來(lái)保持必需的殺菌時(shí)間。采用噴射殺菌設(shè)備，蒸汽直接噴入生培養(yǎng)液，溫度幾乎立即上升到預(yù)定殺菌溫度，由保溫段管子的長(zhǎng)度來(lái)保證必要的殺菌時(shí)間。采用板式換熱器，可在20s內(nèi)達(dá)到殺菌溫度，經(jīng)保溫保持必要的殺菌時(shí)間，然后再板式熱交換器另一段20s內(nèi)冷卻到發(fā)酵溫度。第四章無(wú)菌空氣的制備（一）空氣凈化的方法一般可按10－3的染菌概率，即在1000次培養(yǎng)過(guò)程中，只允許一次是由于空氣滅菌不徹底而造成染菌，致使培養(yǎng)過(guò)程失敗。熱滅菌法輻射滅菌靜電除菌介質(zhì)過(guò)濾除菌法空氣凈化的方法大致有以下幾種：空氣滅菌的目的----除去空氣中的水霧、油霧、塵埃，同時(shí)也除去了空氣中的微生物2、輻射滅菌利用超聲波、紫外線、X射線、α射線、β射線γ射線或放射性物質(zhì)產(chǎn)生的高能粒子破壞蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)進(jìn)行滅菌，以紫外線最常用。僅適用于表面滅菌和無(wú)菌室、培養(yǎng)室等空間的滅菌。3.靜電除菌靜電除菌時(shí)是利用靜電引力來(lái)吸附帶電粒子而達(dá)到除塵滅菌的目的。過(guò)濾除菌法是讓含菌空氣通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，以阻截空氣中所含微生物，而取得無(wú)菌空氣的方法。并有足夠的壓力和適宜的溫度以供好氧培養(yǎng)過(guò)程之用。該法廣泛應(yīng)用，是獲得大量無(wú)菌空氣的常規(guī)方法，在生產(chǎn)中使用最多。4.介質(zhì)過(guò)濾除菌法第二節(jié)空氣的過(guò)濾除菌原理和過(guò)濾介質(zhì)一、空氣的過(guò)濾除菌原理布朗擴(kuò)散截留作用攔截截留作用慣性撞擊截留作用重力沉降作用靜電吸引作用二、空氣過(guò)濾除菌的介質(zhì)和過(guò)濾器用于空氣過(guò)濾的過(guò)濾介質(zhì)有纖維狀物或顆粒狀物、過(guò)濾紙、微孔濾膜等各種類(lèi)型。1、纖維狀或顆粒狀過(guò)濾介質(zhì)棉花----常用的過(guò)濾介質(zhì)，通常使用脫脂棉玻璃纖維----纖維直徑小，不易折斷，過(guò)濾效果好?；钚蕴?---要求活性炭質(zhì)地堅(jiān)硬，不易壓碎，顆粒均勻，裝填前應(yīng)將粉末和細(xì)粒篩去。常用小圓柱體的顆?；钚蕴?。（2）平板式纖維紙分過(guò)濾器空氣從筒身中部切線方向進(jìn)入，空氣中的水霧沉入筒底，由排污管排出，空氣經(jīng)緩沖層通過(guò)下孔板經(jīng)薄層介質(zhì)過(guò)濾后，從上孔板進(jìn)入頂蓋排氣孔排出。三、介質(zhì)過(guò)濾效率介質(zhì)過(guò)濾效率是指被介質(zhì)層捕集的塵埃顆粒與空氣中原有顆粒數(shù)之比。η＝N1－N2N1＝1－N2N1＝1－PN1，N2——過(guò)濾前、后空氣中的塵埃顆粒數(shù)；η——過(guò)濾效率，％；P——穿透率，即過(guò)濾后空氣中殘留顆粒數(shù)與原有顆粒數(shù)之比。介質(zhì)過(guò)濾不能長(zhǎng)期獲得100％的過(guò)濾效率，即經(jīng)過(guò)濾的空氣不是長(zhǎng)期無(wú)菌。當(dāng)氣流速度達(dá)到一定值或過(guò)濾介質(zhì)使用時(shí)間長(zhǎng)，滯留的帶菌微粒就有可能穿過(guò)，所以過(guò)濾器必須定期滅菌。介質(zhì)過(guò)濾效率與介質(zhì)纖維直徑關(guān)系很大，在其他條件相同時(shí)，介質(zhì)纖維直徑越小，過(guò)濾效率越高。四、影響介質(zhì)過(guò)濾效率的因素對(duì)于相同的介質(zhì)，過(guò)濾效率與介質(zhì)濾層厚度、介質(zhì)填充密度和空氣流速有關(guān)。介質(zhì)填充厚度越高，過(guò)濾效率越高；介質(zhì)填充密度越大，過(guò)濾效率越高。五、提高過(guò)濾除菌效率的措施(見(jiàn)書(shū)p98)1、減少進(jìn)口空氣的含菌量2、安裝合理的空氣過(guò)濾器，選用除菌效率高的過(guò)濾介質(zhì)3、設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理設(shè)備4、保證過(guò)濾介質(zhì)干燥第三節(jié)空氣過(guò)濾除菌的工藝技術(shù)空氣過(guò)濾除菌一般是吸氣口吸入的空氣先經(jīng)過(guò)壓縮前的過(guò)濾，然后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)。從空壓機(jī)出來(lái)的空氣（一般壓力在1.96×105Pa以上，溫度120～150℃），先冷卻到適當(dāng)?shù)臏囟龋?0～25℃）除去油和水，再加熱到30～35℃，最后通過(guò)總過(guò)濾器和分過(guò)濾器除菌，從而獲得潔凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無(wú)菌空氣。（一）空氣凈化的一般流程空氣吸氣口粗過(guò)濾器空氣壓縮機(jī)一級(jí)空氣冷卻器空氣儲(chǔ)罐分水器旋風(fēng)分離器絲網(wǎng)除沫器二級(jí)空氣冷卻器空氣加熱器總空氣過(guò)濾器無(wú)菌空氣分空氣過(guò)濾器（二）幾種典型的空氣凈化流程這是一個(gè)比較完善的空氣除菌流程，可適應(yīng)各種氣候條件，能充分分離油水，使空氣達(dá)到較低的相對(duì)適度下進(jìn)入過(guò)濾器，以提高過(guò)濾效率。1.兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程2.冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程壓縮空氣從貯罐出來(lái)后分成兩部分，一部分進(jìn)入冷卻器，冷卻到較低溫度，經(jīng)分離器分離水、油霧后與另一部分未處理的高溫壓縮空氣混合，此時(shí)混合空氣已達(dá)到溫度為30～35℃，相對(duì)濕度為50～60％的要求，在進(jìn)入過(guò)濾器過(guò)濾。3.高效前置過(guò)濾空氣除菌流程采用高效率的前置過(guò)濾設(shè)備，利用壓縮機(jī)的抽吸作用，使空氣先經(jīng)中、高效過(guò)濾后，再進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，降低了主過(guò)濾器的負(fù)荷，所得的空氣無(wú)菌程度很高。4、將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程（p100)5、利用熱空氣加熱冷空氣的流程6、一次冷卻和一次析水的空氣過(guò)濾流程（三）附屬設(shè)備1.粗過(guò)濾器安裝在壓縮空氣機(jī)前的過(guò)濾器，主要作用是捕集較