發(fā)酵工程基本操作演示文稿

發(fā)酵工程基本操作演示文稿本文檔共52頁；當前第1頁；編輯于星期一\14點5分優(yōu)選發(fā)酵工程基本操作本文檔共52頁；當前第2頁；編輯于星期一\14點5分第一節(jié)嚴格消毒滅菌控制有害微生物主要有以下幾種措施

本文檔共52頁；當前第3頁；編輯于星期一\14點5分除菌的方法培養(yǎng)基的加熱滅菌（包括常壓或蒸汽高壓加熱法）空氣的過濾除菌紫外線或電離輻射化學藥物滅菌本文檔共52頁；當前第4頁；編輯于星期一\14點5分

培養(yǎng)基的滅菌

本文檔共52頁；當前第5頁；編輯于星期一\14點5分一、影響培養(yǎng)基滅菌的因素

1、pH值的影響pH值對微生物的耐熱性影響很大，pH為時微生物最不易死亡，pH<6.0時氫離子易滲入微生物的細胞內。本文檔共52頁；當前第6頁；編輯于星期一\14點5分2、培養(yǎng)基成分

培養(yǎng)基的成分中，油脂、糖類、蛋白質都是傳熱的不良介質，會增加微生物的耐熱性，使滅菌困難。濃度較高的培養(yǎng)基相對需要較高溫度和較長時間滅菌。高濃度的鹽類，色素則削弱其耐熱性，故較易滅菌。本文檔共52頁；當前第7頁；編輯于星期一\14點5分3、培養(yǎng)基中的顆粒物質培養(yǎng)基中的顆粒物質大，滅菌困難，反之，滅菌容易。一般說來，含有顆粒對培養(yǎng)基滅菌影響不大，但在培養(yǎng)基混有較大顆粒，特別是存在凝結成團的膠體時，會影響滅菌效果，必須過濾除去。本文檔共52頁；當前第8頁；編輯于星期一\14點5分二、滅菌的實際操作

（一）空罐滅菌

空罐滅菌也稱空消。無論是種子罐、發(fā)酵罐、還是尿素（或液氨）罐、消泡罐，當培養(yǎng)基（或物料）尚未進罐前對罐進行預先滅菌，為空罐滅菌。為了殺死所有微生物特別是耐熱的的芽孢，空罐滅菌要求溫度較高，滅菌時間較長，只有這樣才能殺死設備中各死角殘存的雜菌或芽孢。本文檔共52頁；當前第9頁；編輯于星期一\14點5分（二）實罐滅菌

將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，達到預定滅菌溫度后，維持一定時間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵，這叫做實罐滅菌，又稱分批滅菌。操作要點：三路進汽：直接蒸汽從通風、取樣和出料口進入罐內直接加熱，直到所規(guī)定的溫度，并維持一定的時間。這就是所謂的“三路進氣”。

本文檔共52頁；當前第10頁；編輯于星期一\14點5分培養(yǎng)基連消工藝流程圖

本文檔共52頁；當前第11頁；編輯于星期一\14點5分本文檔共52頁；當前第12頁；編輯于星期一\14點5分（2）過濾除菌法

是將液體或氣體用微孔薄膜過濾，使大于孔徑的細菌等微生物顆粒阻留，從而達到除菌目的。在體外培養(yǎng)時，過濾除菌大多用于遇熱容易變性而失效的試劑或培養(yǎng)液。本文檔共52頁；當前第13頁；編輯于星期一\14點5分（3）其他方法

在配制培養(yǎng)基時，為避免發(fā)生沉淀，一般應按配方逐一加入各種成分。另外，加入0.01％EDTA或0.01％NTA（氮川三乙酸）等螯合劑到培養(yǎng)基中，可防止金屬離子發(fā)生沉淀。最后，還可以用氣體滅菌劑如氧化乙烯等對個別成分進行滅菌處理。本文檔共52頁；當前第14頁；編輯于星期一\14點5分三、化學殺菌劑或制菌劑

本文檔共52頁；當前第15頁；編輯于星期一\14點5分（一）表面消毒劑常用消毒劑的種類很多，它們的殺菌強度各不相同。但幾乎都有一個共同規(guī)律，即當其在極低濃度時，常常會對微生物的生命活動起刺激作用，隨著濃度逐漸增高，就相繼出現(xiàn)制菌和殺菌作用，因而形成一個連續(xù)的作用譜。表面消毒劑是指對一切活細胞都有毒性，不能用作活細胞內的化學治療用的化學藥劑。

本文檔共52頁；當前第16頁；編輯于星期一\14點5分為比較各種表面消毒劑的相對殺菌強度，常采用在臨床上最早使用的消毒劑——石炭酸作為比較的標準，并提出了石炭酸系數(shù)這一指標。所謂石炭酸系數(shù)，指在一定時間內被試藥劑能殺死全部供試菌的最高稀釋度與達到同效的石炭酸的最高稀釋度的比率。一般規(guī)定處理時間為10分鐘，而供試菌定為Salmonellatyphi（傷寒沙門氏菌）。

本文檔共52頁；當前第17頁；編輯于星期一\14點5分本文檔共52頁；當前第18頁；編輯于星期一\14點5分消毒試驗

⑴以人工染菌實物為消毒對象，模擬現(xiàn)場表面污染大腸桿菌液。⑵消毒前采樣：放置無菌規(guī)格板，取無菌棉拭于含5ml稀釋液試管中沾濕，在規(guī)格板空心處旋轉自左至右涂抹整個區(qū)域⑶消毒后采樣：在前采樣地點旁用0.05％過氧乙酸溶液消毒物體表面，30分鐘后將無菌棉拭于含5ml采樣液試管中沾濕，作為消毒后樣液。⑷將消毒前后樣液充分振蕩搖勻后稀釋⑸培養(yǎng)待凝固后37℃培養(yǎng)24～48小時，作菌落計數(shù)。本文檔共52頁；當前第19頁；編輯于星期一\14點5分滅菌效果監(jiān)測１、高壓蒸氣滅菌效果監(jiān)測(1)高壓蒸氣滅菌指示卡：將卡片放入滅菌器不同部位，觀察滅菌后指示卡顏色變化。(2)芽胞菌片法：將每片染有嗜熱脂肪桿菌芽胞105cfu/ml的菌片包好、放入滅菌器內。滅菌后作細菌計數(shù)測定。對照是不經滅菌的菌片，芽胞完全被殺滅或殺來率達99.9999％為合格。

本文檔共52頁；當前第20頁；編輯于星期一\14點5分２、紫外線消毒效果監(jiān)測⑴微型紫外線強度計：使用時打開儀器開關，裝入電池，打開電源開關，接通電源，將測定電壓轉換開關撥至電壓一方，此時指針應超過中線。測定時，將測定電壓轉換開關撥至測定一方，打開紫外線燈照射２分鐘后，將紫外線燈強度計置于紫外線燈下垂直１Ｍ的中央進行照射，直至儀表指針穩(wěn)定，所示之值即為該紫外線燈的強度值(uw/cm2)。本文檔共52頁；當前第21頁；編輯于星期一\14點5分(2)紫外線強度與消毒劑量指示卡：測定燈管強度時，將卡片置于離紫外燈管１Ｍ的中央處，將圖案一面朝向燈管，照射一分鐘（照射時間要準確）后，圖案正中涂層由白色變?yōu)樽霞t色。與周圍相應色塊相比，可測知所照射的強度。新燈管以不低于100uw/cm2為合格，舊燈管低于70uw/cm2應更換。本文檔共52頁；當前第22頁；編輯于星期一\14點5分第二節(jié)空氣的凈化

本文檔共52頁；當前第23頁；編輯于星期一\14點5分一、空氣中微生物的分布空氣中微生物的含量和種類，隨地區(qū)，季節(jié)和空氣中灰塵粒子多少，以及人們的活動情況而異。.北方氣候干燥，寒冷，空氣中的含菌量較多，離地面越高，含菌量越少；一般每升高10米，空氣中的含菌量就降低一個數(shù)量級；城市的空氣中含菌量較多，農村的空氣中含菌量較少，一般城市空氣中雜菌數(shù)為3000~8000個／米3

。本文檔共52頁；當前第24頁；編輯于星期一\14點5分空氣中的微生物種類以細菌和細菌芽胞較多，也有酵母，霉菌和病毒。這些微生物大小不一，一般附著在空氣中的灰塵上或霧滴上，空氣中微生物的含量一般為103~104個／米3?；覊m粒子的平均大小約0.6μm左右，所以空氣除菌主要是去除空氣中的微粒(0.6-1μm）本文檔共52頁；當前第25頁；編輯于星期一\14點5分二、空氣除菌

工業(yè)發(fā)酵對空氣處理的要求隨發(fā)酵產品和菌種不同而異。半固體制曲和酵母生產中無菌要求不十分嚴格，一般無需復雜的空所凈化處理；密閉的深層通氣發(fā)酵需嚴格的純凈培養(yǎng)，進入發(fā)酵罐前空氣必須進行冷卻、脫水、脫油和過濾除菌等處理。本文檔共52頁；當前第26頁；編輯于星期一\14點5分（二）發(fā)酵對空氣無菌程度

的要求好氣性發(fā)酵過程中需要大量的無菌空氣，空氣要作到絕對無菌在目前是不可能的，也是不經濟的。發(fā)酵對無菌空氣的要求是：無菌，無灰塵，無雜質，無水，無油，正壓等幾項指標；發(fā)酵對無菌空氣的無菌程度要求是：只要在發(fā)酵過程中不因無菌空氣染菌，而造成損失即可。在工程設計中一般要求1000次使用周期中只允許有一個菌通過，即經過濾后空氣的無菌程度為N=10-3

本文檔共52頁；當前第27頁；編輯于星期一\14點5分二、空氣除菌的方法

（一）輻射殺菌

（二）熱殺菌

（三）靜電除菌（四）

過濾除菌

本文檔共52頁；當前第28頁；編輯于星期一\14點5分一．輻射滅菌法

最常用的是用紫外光線進行無菌室滅菌。無菌室常用的紫外燈功率為30W，安裝在操作臺上方一米左右高處，每次照射15-30min既可。紫外線有很強的殺菌力，但穿透力很弱，一張薄紙即可完全擋住紫外線，因此待滅菌物品必須置于紫外光直接照射下，而且在一定范圍內作用強度與距離平方成反比。本文檔共52頁；當前第29頁；編輯于星期一\14點5分此外，紫外線對人體組織有一定刺激作用，眼睛、皮膚受照射后會產生某些癥狀，所以工作人員在無菌室操作時應關閉紫外燈本文檔共52頁；當前第30頁；編輯于星期一\14點5分二、熱滅菌原理：基于加熱后微生物體內的蛋白（酶）熱變性而得以實現(xiàn)。熱空氣進入培養(yǎng)系統(tǒng)之前，一般均需用壓縮機壓縮，提高壓力?？諝鈮嚎s后溫度能達到200度以上，保持一定時間后，便可實行干熱殺菌。本文檔共52頁；當前第31頁；編輯于星期一\14點5分利用空氣壓縮時所產生的熱量進行滅菌的原理對制備大量無菌空氣有特別意義。實際應用中需考慮培養(yǎng)裝置與空氣壓縮機的相對位置，連接壓縮機與培養(yǎng)裝置的管道的滅菌以及管道長度等。本文檔共52頁；當前第32頁；編輯于星期一\14點5分三、靜電除菌靜電除塵器可除去空氣中的水霧、油霧、塵埃，同時也除去微生物。原理：利用靜電引力來吸附帶電粒子而達到除塵滅菌目的。對于一些直徑小的微粒，所帶電荷小，不能被吸附而沉降。電

除

塵

電

源

本文檔共52頁；當前第33頁；編輯于星期一\14點5分四、介質過濾除菌

介質過濾除菌是使空氣通過經高溫滅菌的介質過濾層，將空氣中的微生物等顆粒阻截在介質層中，而達到除菌的目的。從可靠性，經濟適用與便于控制等方面考慮，目前仍以介質過濾法較好，也是大多數(shù)發(fā)酵廠廣泛采用的方法。本文檔共52頁；當前第34頁；編輯于星期一\14點5分發(fā)酵生產中制備無菌空氣的大致過程

本文檔共52頁；當前第35頁；編輯于星期一\14點5分一、對空氣除菌流程的要求要制備較高無菌程度，具有一定壓力的無菌空氣，它的流程設備有空氣壓縮機。附屬設備要求盡量采用新技術，提高效率，減少設備，精簡設備投資、運轉費用和動力消耗，簡便操作。流程的制訂就根據(jù)所在的地理、氣候環(huán)境和設備條件而考慮。

本文檔共52頁；當前第36頁；編輯于星期一\14點5分在環(huán)境污染比較嚴重的地方，要考慮改變吸風的條件，以降低過濾器的負荷，提高空氣的無菌程度；在溫暖潮濕的南方，要加強除水設施，以確保和發(fā)揮過濾器的最大除菌效率；在壓縮機耗油嚴重的設備流程中則要加強消除油霧的污染等等。本文檔共52頁；當前第37頁；編輯于星期一\14點5分二、空氣除菌流程分析要保持過濾器有比較高的過濾效率，應維持一定的氣流速度和不受油、水的干擾。氣流速度可由操作來控制；要保持不受油、水干擾則要有一系列冷卻、分離、加熱的設備來保證空氣的相對濕度在50%～60%的條件下過濾。本文檔共52頁；當前第38頁；編輯于星期一\14點5分高空取氣管

高空取氣管是遠離地面幾十米的管子。一般而言，地面附近空氣中所含的微生物和灰塵等均比高空空氣中含的多，據(jù)資料介紹，每升高10米，空氣中雜菌可降低一個數(shù)量級，因此從高空取氣要比從低空取氣有利得多。本文檔共52頁；當前第39頁；編輯于星期一\14點5分油水分離器其內部同時采用直接攔截，慣性碰撞，布朗擴散及凝聚等機理，能有效地去除空氣中的水、油霧、塵埃，內部不銹鋼絲網(wǎng)可清洗，使用壽命長。本文檔共52頁；當前第40頁；編輯于星期一\14點5分兩級分離、冷卻、加熱的空氣除菌流程

１——粗過濾器２——壓縮機３——貯罐４——冷卻器

５——絲網(wǎng)分離器６——過濾器

本文檔共52頁；當前第41頁；編輯于星期一\14點5分高效前置過濾除菌流程

１——高效前置過濾器２——壓縮機３——貯罐４——冷卻器

５——絲網(wǎng)分離器６——加熱器７——過濾器

本文檔共52頁；當前第42頁；編輯于星期一\14點5分空氣凈化的流程吸氣口吸入的空氣先經過壓縮前的過濾進入空氣壓縮機（120-150度）冷卻（20-25度），除去油、水，再加熱至30-35度。最后通過總過濾器和分過濾器除菌，獲得潔凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣。本文檔共52頁；當前第43頁；編輯于星期一\14點5分二、過濾除菌設備原理

概述：

目前發(fā)酵工廠采用的空氣過濾設備大多數(shù)是傳統(tǒng)的深層過濾設備，濾層厚度一般為1～2米，所用的過濾介質一般是棉花、活性炭，也有采用玻璃纖維、焦炭等。對不同的材料，材料的不同規(guī)格，材料的填充情況不同，都會得到不同的過濾效果。為了制取適合要求的無菌空氣，就得深入研究深層過濾的各種關系。本文檔共52頁；當前第44頁；編輯于星期一\14點5分（一）深層過濾原理深層過濾所用的過濾介質—棉花的纖維直徑一般為16~20微米。充填系數(shù)為8%時，棉花纖維所形成網(wǎng)格的孔隙為20～50微米，微粒大小為(0.5-2微米)。微粒隨氣流通過濾層時，濾層纖維所形成的網(wǎng)格阻礙氣流前進，使氣流出現(xiàn)無數(shù)次改變運動速度和運動方向，繞過纖維前進；這些改變引起微粒以對濾層纖維產生慣性沖擊、阻攔、重力沉降、布朗擴散、靜電吸引等作用而把微粒滯留在纖維表面上。本文檔共52頁；當前第45頁；編輯于星期一\14點5分空氣過濾除菌介質１、棉花：纖維細長，16-20um，填充150-200kg/立方米２、玻璃纖維：直徑8-19um，直徑越小越好，但小易斷，缺點：更換時碎末飛揚，過敏３、活性炭：大表面，物理吸附，空氣阻力小，常夾帶在二層棉花中降低阻力，為整個過濾器的1/3-1/2４、超細玻璃纖維紙:以攔截為主，直徑1-1.5um，有較高過濾效率。缺點為強度差，受溫后纖維松散。只用于分過濾器。可加入木漿纖維或其他纖維或采用樹脂并加疏松劑。本文檔共52頁；當前第46頁；編輯于星期一\14點5分５、石棉濾板：藍石棉20％加80％紙將混合打漿。溫強度大，過濾效率低，耐蒸氣反復殺菌。６、燒結材料過濾介質：聚乙烯醇過濾板。７、新型過濾介質：微孔濾膜本文檔共52頁；當前第47頁；編輯于星期一\14點5分提高過濾除菌效率的措施鑒于目前所采用的過濾介質均需要干燥條件下才能進行除菌，因此需要圍繞介質來提高除菌效率。本文檔共52頁；當前第48頁；編輯于星期一\14點5分（1）設計合理的空氣預處理設備，選擇合適的空氣凈化流程