第3章 灭菌与除菌工艺及设备 -2

第三章灭菌与除菌工艺及设备主讲：程爱芳（发酵工程教研室）[e-mail]学习群：2761821451第一节有害微生物的控制23第二节培养基灭菌第三节无菌空气制备第三章灭菌与除菌工艺及设备1湿热灭菌的原理23培养基灭菌的方法培养基灭菌时间的计算第二节培养基灭菌4影响培养基灭菌的因素上节课已讲52实验室培养基的灭菌是如何实现的？第二节培养基灭菌二、培养基的灭菌方法液体培养基固体培养基：分批灭菌连续灭菌转鼓灭菌机灭菌P551、分批灭菌也称实消、实罐灭菌，是指将配制好的培养基输入发酵罐内，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程。二、培养基的灭菌方法P55（1）灭菌前的准备（2）进料（3）灭菌①升温②保温③降温升温保温降温实罐灭菌过程：•夹套预热•三路进汽，四路出汽•三路进汽，四路出汽•关进汽阀、排气阀•夹套冷却，•引入无菌空气维持罐压实罐灭菌过程Flash动画：在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。全过程包括升温、保温、降温三个过程。培养基间歇灭菌过程中的温度变化情况240150120时间（min)050100150各阶段对灭菌的贡献：20%75%5%升温→保温→降温温度保温冷却升温2、连续灭菌也称连消，指培养基在向发酵罐输送的同时，在罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已空消的发酵罐的灭菌法。连续灭菌的3种流程：010203连消塔-喷淋冷却连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程薄板换热器连续灭菌流程60~75℃126~132℃20~30s5~7min40~50℃（1）连消塔-喷淋冷却连续灭菌流程图2-7连消塔的构造培养液蒸汽培养液连消塔的构造套管式小孔：上疏下密，向小倾45℃培养液在管间保持15~20s140℃，2~3min真空闪急冷却器（2）喷射加热连续灭菌流程90~120℃20~30s140℃30~120s20~30s（3）薄板换热器连续灭菌流程续灭菌流程类型预热加热维持保温降温1.连消塔-喷淋冷却连续灭菌2.喷射加热连续灭菌3.薄板换热器连续灭菌3种连续灭菌流程比较调浆罐连消塔维持罐喷淋冷却器喷射式加热器维持管真空冷却器第2个热交换器维持管第2个热交换器第1个热交换器分批灭菌连续灭菌优点缺点分批灭菌与连续灭菌的比较①设备要求低，不需另外加热、冷却装置。②操作要求低，适合小批量生产规模③适合含大量固体物料的灭菌①高温短时灭菌，培养基营养成分损失少②发酵罐占用时间缩短，利用率高①培养基的营养物质损失大，灭菌后培养基质量下降②发酵罐的利用率较低③不适合大规模生产的灭菌①设备复杂，操作麻烦，染菌机会多②不适合含大量固体物料的灭菌该设备能承受一定压力，装料后旋紧进出口盖，就如同密封容器。转鼓以0.5～1r/min徐徐转动，培养基得到翻动，蒸汽沿轴心通入加热培养基，达到一定温度后进行保温灭菌。灭菌完毕用真空泵沿空心轴抽真空，转鼓内压力降低，培养基冷却。3、固体培养基灭菌采用转鼓式灭菌机灭菌。三、灭菌时间的计算1、分批灭菌时间的计算【例3-1】有一发酵罐内装50m3培养基，在121℃进行实罐灭菌。原污染程度为每1mL有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭菌速率常数为2.0min－1。求灭菌失败机率为0.001时所需的灭菌时间。2、连续灭菌时间的计算【例3-2】若将例3-1中的培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速率常数为15min－1，求灭菌所需的维持时间。四、影响培养基灭菌的其他因素影响因素15237微生物细胞菌龄培养基成分培养基物理状态微生物细胞含水量泡沫46pH值空气排除情况