第三章-物料处理与培养基制备
培养基的制备
培养基的制备
1.配制培养基中所需的化合物，并将其分别加入到适量的蒸馏水中。
2.将配制好的化合物充分混合，加热搅拌至化合物完全溶解。
3.调节pH值，使用盐酸或氢氧化钠来调整pH值到所需的范围。
4.加入适量的琼脂糖（用于固化培养基），充分搅拌至琼脂糖完全溶解。
5.倒入细菌平板或试管中，待培养基凝固后即可使用。
注意事项：
1.所有容器和仪器必须完全干净，以避免细菌污染。
2.培养基中添加的化合物必须按正确的比例配制，否则会影响到细菌的生长。
3.pH值必须精确调节，否则可能会影响到细菌的生长。
4.培养基必须严格遵守使用期限，过期的培养基可能会导致细菌污染和生长受阻。
生产工艺第三章 培养基制备 第二节培养基的类型及选择
第二节 培养基的类型及选择
项目 产地 及加工方法
表3-5 甘蔗糖蜜的成分
比重
蔗糖 （%）
转化糖 （%）
全糖 （%）
灰分 （%）
蛋白质 （%）
广东（亚硫酸法） 广东（碳酸法） 四川（碳酸法）
0． 49 1．40
33．00 27．00 35．80
18．08 20．00 19．00
51．98 47．00 54．80
第二节 培养基的类型及选择
（2） 种子培养基 种子培养基是供孢子发芽、生长 和大量繁殖菌丝体，并使菌体长得粗壮，成为活力强的 “种子”。所以种培养基的营养成分要求比较丰富和完全， 氮源和维生素的含量也要高些，但总浓度以略稀薄为好， 这样可达到较高的溶解氧，供大量菌体生长繁殖。种子培 养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH， 其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。一般种子培养 基都用营养丰富而完全的天然有机氮源，因为有些氨基酸 能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用，有利于菌体迅速 生长，所以种子培养基中常包括有机及无机氮源。最后一 级种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基，这样可使 种子进入发酵培养基后能迅速适应，快速生长。
在制备培养基时水质的影响也应注意，各地区的深井 水和自来水的质量有很大差别。其中微量元素的含量，对 成分简单的孢子培养基有较大的影响。在制酒或啤酒工业 中更要注意选择水源、控制水的硬度、含铁量、含氯量及 氨态、硝酸态和亚硝酸态氮的含量，一般常用电渗析或离 子交换树脂等进行水的纯化。
第二节 培养基的类型及选择
第二节 培养基的类型及选择
第三，要注意生理酸、碱性盐和pH的变化情况，以 及最适pH的控制范围等，综合考虑选用什么生理酸碱性 物质及用量，从而保证在整个发酵过程中pH都能维持在 最佳状态（有时也可考虑用中间补料来控制pH）
培养基的配制-PPT
摆斜面：
◇ 成扎摆放，不需将每支试管单独摆放 ◇ 最好待培养基冷至60℃时摆斜面，以免形 成大量冷凝水
无菌检查：
将灭菌的培养基放在37℃温箱中培养24-48小 时，以检查灭菌是否彻底。
二 消毒与灭菌
实验目的
1、了解掌握常用消毒、灭菌方法的原理。 2、学习掌握干热灭菌和压力蒸汽灭菌操作步骤。
实验原理 干热法
压力蒸汽灭菌
实验内容及实验步骤 (continued)
1、检查水位，放入物品。
2、加盖、拧紧 对称用力 3、加热升温 4、排冷空气 等压力升至0.5kg/cm2时，打开排气 阀，排净冷空气。
5、升温、保压 等锅内压力升至所需数值（通常为
1.03kg/cm2），保持压力20-30分钟。
6、降压、取物
硝酸钾
1g
磷酸氢二钾 0.5 g
NaCl
0.5 g
硫酸镁
0.5g
硫酸亚铁 0.01克
琼脂
15-20g
水
ml
pH
7.2-7.4
马铃薯蔗糖琼脂培养基：
把马铃薯洗净去皮，取200克切成小 块，加水1000毫升，煮沸半小时后， 补足水分。在滤液中加入15克琼脂， 煮沸溶解后加蔗糖20克补足水分 pH值调到7.2～7.4
99 mL无菌水 装三角瓶 6 瓶 9 mL无菌水 试管装 12 支 1 mL 吸管 15 支 牛肉膏蛋白胨固体培养基 斜面 5支
牛肉膏蛋白胨培养基配方：
牛肉膏 蛋白胨 NaCl 琼脂 水 pH
3g 10g 5g 15-20g 1000ml 7.4-7.6
淀粉琼脂培养基（高氏培养基） ：
可溶性淀粉 20 g
分装：
操作步骤 (continued)
培养基制备方法
培养基制备方法
引言
本文档旨在介绍培养基制备的一种简单而有效的方法。
培养基是用于细菌、真菌或细胞培养的基础营养液，对于科研实验以及生物制药等领域起着至关重要的作用。
材料与设备
以下是本方法制备培养基所需的主要材料和设备：
- 蔗糖：用作能源供应
- 酵母提取物：提供必要的氮源
- 高锰酸钾：用于抑制细菌污染
- 磷酸二氢钾：提供磷源
- 硫酸镁：提供镁离子
- 氯化钙：提供钙离子
- 水
- 烧杯和容量瓶：用于容量的测量和混合
制备方法
按照以下步骤制备培养基：
1. 首先，将适量的水加入烧杯中。
2. 将蔗糖、酵母提取物、高锰酸钾、磷酸二氢钾、硫酸镁和氯
化钙按照给定比例加入烧杯中。
3. 充分搅拌混合，确保所有成分均匀分散。
4. 用过滤器或无菌操作，将培养基转移至无菌容量瓶中。
5. 根据需要，调整pH 值，使用盐酸或氢氧化钠溶液进行调节。
6. 用无菌蒸馏水将容量瓶中的培养基补满至标定线。
7. 密封，通过高压灭菌器（autoclave）高压灭菌，确保培养基
无细菌污染。
8. 灭菌后，将培养基冷却至室温后即可使用。
结论
通过上述简单的步骤，我们可以制备出一种基础的培养基，适
用于细菌、真菌或细胞的培养。
当然，根据不同的应用和研究需求，
可以调整配方和浓度以满足特定要求。
培养基的制备对于科研实验和生物制药至关重要，因此我们建议严格按照无菌操作以及实验室安全规范来执行制备过程。
培养基制备的流程
培养基制备的流程
培养基制备的流程主要包括以下几个步骤：
1.计算配方：根据所需培养基的种类和实验需求，计算各成分的比例和用量。
2.称量：准确称取各种成分，如蛋白胨、牛肉膏、琼脂等。
3.溶解：将称取的成分放入适量的水中，搅拌均匀，使其充分溶解。
对于一些
不易溶解的物质，如琼脂，可能需要加热辅助溶解。
4.调pH：根据微生物的生长需求，调整培养基的pH值。
一般而言，细菌培养
基的pH值范围在6.5-7.5，真菌培养基的pH值范围在4.8-5.8。
5.过滤：将溶解好的培养基通过过滤器过滤，以去除可能存在的杂质。
6.分装：将过滤后的培养基倒入无菌的培养皿或瓶子中，注意留出适当的空隙，
以利于蒸汽的排出。
7.灭菌：将分装好的培养基进行灭菌处理，常用的方法有高压蒸汽灭菌和干热
灭菌。
灭菌过程中要注意保持培养基内部的温度和压力，确保微生物被有效杀灭。
8.检验：对制备好的培养基进行质量检验，如观察培养基的外观、透明度、pH
值等，确保符合实验要求。
9.储存：将检验合格的培养基在适当的条件下储存，如4℃冰箱或阴凉干燥处。
在使用前，如需再次检验，可进行细菌或真菌的接种试验。
需要注意的是，在培养基制备过程中要严格遵循无菌操作规程，避免微生物污染。
同时，根据实验需求选择合适的培养基类型和配方，以满足不同微生物的生长需求。
培养基的配制过程
培养基的配制过程
培养基的配制过程
培养基是实验中常用的培养材料，其质量和性能对试验数据的准确性有很大的影响。
合理配制培养基，是保证实验质量和可靠性的重要一步。
以下分步介绍培养基配制过程。
第一步，准备原料。
准备所需培养基原料，包括氮来源、碳来源、催化剂、维生素、矿物质和无机盐。
这些原料及添加量应按照培养基配方要求准备好。
第二步，蒸馏水灭菌。
所有材料，包括悬浮成分在内的所有培养基，都应使用蒸馏水加热灭菌。
第三步，全部成分混合。
将所有成分混合搅拌均匀，直到培养基完全溶解，形成无色透明液体。
第四步，灭菌处理。
将混合后的培养基放入灭菌器中，以121℃、
15psi的压力对培养基进行30-60分钟的高温杀菌处理。
第五步，检测培养基。
检测培养基的 pH 值，通常可用 pH 计或试纸检测。
第六步，培养基存储。
将灭菌后的培养基储存在4℃的冰箱内，以避免受到可能的污染。
以上就是培养基的配制过程，它可以有效地确保培养基的质量和可靠
性，从而确保实验效果的准确性。
正确的配制培养基非常重要，只有这样才能确保实验的可靠性和准确性。
《培养基的制备》课件
在制备培养基时，需要将 培养基中的气泡排除，以 确保培养基的质量。
3 除菌
必须对培养基进行严格的 除菌处理，以避免外源性 的微生物污染。
6. 结语
培养基的重要性
培养基是细胞培养和微生物研究的基础，对于科学 研究和产业应用具有重要意义。
经验总结
制备培养基时要注意操作规范，保持实验环境的清 洁，确保培养基的质量。
4. 培养基的贮存
1
贮存时间
不同类型的培养基有不同的贮存期限，要根据需要及时更新。
2
贮存温度
培养基应该在指定的温度下储存，避免因温度过高或过低而导致变质。
3
细菌培养
使用培养基时，必须遵循无菌操作，确保细菌的纯度和培养环境的卫生。
5. 培养基的常见问题
1 氧化
2 消泡
培养基暴露在空气中会发 生氧化反应，影响培养效 果，需在贮存时防止氧化。
《培养基的制备》PPT课 件
这是一个关于培养基制备的PPT课件，课件内容包括前言、培养基的组成、培 养基的配制、培养基的贮存、培养基的常见问题以及结语。
1. 前言
培养基是一种用于细菌、真菌和细胞培养的人工培养环境。它提供了细胞生长所需的营养物质和调节因子。
2. 培养基的组成
基Hale Waihona Puke 成分包括碳源、氮源、矿物质和生长因子等。
辅助成分
提供额外的营养物质和调节剂，如洋菜、琼脂和血清等。
酸碱度调节剂
控制培养基的酸碱度，维持适宜的生长环境。
3. 培养基的配制
1
操作步骤
按照特定的步骤和顺序，将不同成分加
器材准备
2
入适量的溶液中，并进行搅拌和消毒处 理。
准备好所需的培养皿、量杯、瓶子、搅
第三章培养基及制备.ppt
响应面分析法：是数学和统计学相结合的一种方 法，综合了实验设计和数学建模，通过局部实 验回归拟合因素与结果间的全局函数关系，得 到准确有效的实验结论。
六、培养基设计的步骤
① 根据前人的经验和培养基成分确定时一些必须考虑 的问题，初步确定可能的培养基成分；
例如：啤酒酵母扩大培养用的培养基组成如下： 固体试管 液体试管 三角瓶 大三角 （无酒花） （有酒花 ）（有酒花）
通常，对于种子用的培养基，摇瓶与种子罐 用的培养基也不相同，摇瓶要求培养基用的原 材料精细，碳源浓度较低而且是用微生物较易 利用的碳源；对于种子罐用培养基，要求使用 接近大生产用的原材料，氮源浓度较高，有利 于菌体的增殖。
有害物质：胶体成分（起泡、结晶）、钙盐（结晶） 生物素（发酵控制）
预处理：澄清→脱钙→脱除生物素 例：柠檬酸发酵
有害物质：铁离子含量高（导致异柠檬酸的生成）
（3） 淀粉、糊精
使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类 缺点：难利用、
发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶 成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。
② 通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；
③ 当培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适 的浓度，由于培养基成分很多，为减少实验次数常采 用一些合理的实验设计方法。
类胡萝卜素高产菌Y11的培养基的优化
郭秒,食品与工业发酵，2004
类胡萝卜素的作用：色素、营养保健
发酵培养基
原培养基:
发酵培养基
三、培养基的配制原则
1、根据不同微生物的营养需要配制不同的培 养基营养成分的恰当配比：最重要的C/N 影响产物的积累，菌体的生长速度，菌体 衰老、自溶程度，以及代谢途径。不同的 微生物、同一种微生物不同的菌株，其对 培养基中的C/N要求是不一样的，同一菌 株在不同的发酵阶段，其对C/N的要求也 不一样。
生产工艺第三章 培养基制备 第四节淀粉水解糖的制备
第四节 淀粉水解糖的制备
2.淀粉水解反应动力学 参与淀粉水解反应的物质，除淀粉本身以外，还有 水和无机催化剂，反应进行的速度理应取决于这三种物 质。无机酸是催化剂，其氢离子对于反应具有催化作用， 但是在反应过程中并不消耗，酸的浓度应该不变化。水 解实际上是淀粉分子与水分子之间的双分子反应，反应 进行的速度取决于两者的浓度。但在水解情况下，淀粉 乳浓度一般较低，水的量较大，虽有一部分水参与反应， 但是水的量变化很少，不影响反应速度，于是水解的速 率只决定于淀粉的浓度，反应则属于单分子反映的一级 化学反应类型。
第四节 淀粉水解糖的制备
据研究，水解反应速率常数k与下列几个因素有关， 并建立关系式如下。
K=α﹒cN﹒δ﹒γ 式中 α--催化剂的活性常数，因不同种类的酸，其H+解 离 程 度 不 同 ， 由 实 验 测 定 HCl 的 H+ 能 够 1 0 0 % 解 离 。 其 α=1,H2SO4为0.5～0.52，H3PO4为0.3，CH3COOH为0.025， HBr为1.7，因此，盐酸是一种良好的催化剂；
第四节 淀粉水解糖的制备
3．酸酶结合法 酸酶结合法是集中酸法和酶解法制糖的优点而采用的 结合生产工艺。根据原料淀粉性质可采用酸酶水解法或酶 酸水解法。 （1）酸酶法 是先将淀粉酸解水解成糊精或低聚糖， 然后再用糖化酶将其水解成葡萄糖的工艺。如玉米、小麦 等谷类原料的淀粉，淀粉颗粒坚硬，如果用α-淀粉酶液化， 在短时间内作用，液化反应往往不彻底。工厂采用淀粉用 酸水解到一定的程度（用液化DE表示，一般为10～15）， 再降温中和后，用糖化酶进行糖化，此法的优点是酸液化 速度快，糖化时间可采用较高的淀粉乳浓度，提高生产效 率。酸用量少，产品颜色浅，糖液质量高。DE值表示淀粉 水解的程度，指的是葡萄糖（所测的还原糖都以葡萄糖计 算）占干物质的百分比。
第三章__培养基的制备和灭菌设备
3dG1C A T2dT
0
W2C A1T 1 Tt1
冷却降温时间：
3G1C AlnT1t1
W2CA1 T2t1
式中： T1—培养基冷却前的温度，℃ T2—培养基冷却后的温度，℃
.
2、加热和冷却介质用量
加热蒸汽用量：
S1 GC1(T2 T1)
I
式中：I—加热蒸汽的焓，kJ/kg
λ—冷凝水的焓，kJ/kg
（三）加热灭菌方式
培养基→加热升温→维持保温→冷却降温→发酵
分批灭菌：三个过程在一个设备内完成 连续灭菌：三个过程分别在不同的设备内完成
（四）灭菌要求
❖ 达到无菌程度 ❖ 尽量减少营养成分损失 ❖ 降低能量消耗
.
（五）理论灭菌时间
微生物的受热死灭过程属于一级反应
dN kN
d
式中： τ——受热时间 N——活菌个数 k——反应速率常数，随反应温度变化
营养成分破坏较少 蒸汽负荷均衡，操作方便 降低了劳动强度，适宜自动
控制
缺点：需要专门设备，投资较大 设备较多，染菌机会也相.应较多
2、要求
①.加热设备：加热均匀， 1 4 4 ℃ 2 0 s 2 - 3 m i n 2 0 s 快速升温到灭菌温度
（温度一致）
②.维持设备：使培养基按
温 度
顺序流动，维持灭菌
N0 40106 2107 81014(个) NS 0.001(个） k 0.25(s1) t 1 ln N0 2.7(min)
k NS
.
二、分批灭菌过程与计算
（一）分批灭菌操作过程
(实罐灭菌或实消)
❖ 升温：将培养基置于 发酵罐中用蒸汽加热
❖ 保温：达到预定灭菌 温度后维持一定时间
培养基的制作过程
培养基的制作过程培养基是生物学实验中常用的一种基质，用于培养和繁殖各种微生物、细胞和组织。
它提供了生长微生物所需的营养物质和生长条件。
下面将介绍培养基的制作过程。
一、准备原料制作培养基的首要步骤是准备所需的原料。
常用的培养基原料主要包括蛋白胨、葡萄糖、氨基酸、维生素、盐类等。
这些原料可以在实验室的化学试剂供应商处购买得到。
二、称量和混合将所需的原料按照一定比例称量，并混合均匀。
在称量过程中，需要注意使用准确的称量工具，并遵循实验室的操作规范。
混合时可以使用搅拌器或摇床来加快混合速度，确保各种原料充分混合。
三、加热和溶解混合好的原料需要加热溶解，以便使各种成分充分溶解并杀灭可能存在的细菌和其他微生物。
加热可以使用电热板或水浴进行，温度一般控制在80-100摄氏度之间。
加热时间视情况而定，一般需要持续加热15-30分钟。
四、调整pH值加热溶解后的培养基需要调整pH值，以适应不同微生物的生长需求。
调整pH值可以使用酸碱溶液，如盐酸或氢氧化钠。
在调整pH值时，需要注意逐渐加入酸碱溶液，并不断搅拌和测量pH值，直到达到目标范围。
五、灭菌调整好pH值的培养基需要进行灭菌处理，以杀死可能存在的细菌和其他微生物。
常用的灭菌方法包括高温灭菌和滤器灭菌。
高温灭菌可以使用高压灭菌器或自动灭菌器，温度和时间根据需要进行调整。
滤器灭菌则是通过将培养基过滤，使用孔径较小的滤膜来去除微生物。
六、装瓶和保存经过灭菌处理的培养基需要装入无菌瓶中，并密封保存。
装瓶时需要注意保持无菌操作，避免外界的污染。
保存时可以放置在阴凉干燥的地方，或者使用冰箱冷藏保存。
以上就是培养基的制作过程。
制作培养基需要仔细操作，保持无菌操作和正确的实验室操作规范。
制作好的培养基可以用于各种生物学实验，为研究微生物、细胞和组织提供必要的条件。
通过不断改进和优化制作过程，可以得到更适合特定实验需求的培养基，提高实验的可靠性和重复性。
微生物工程--第3章-发酵工业的培养基及原料处理可编辑全文
加热
维持
加压灭菌法
连续加压灭菌法优点
①因采用高温瞬时灭菌，故既可杀灭微生物，又可最大 限度减少营养成分的破坏，从而提高了原料的利用率， 比“实罐灭菌”（120℃，30分钟）提高产量5～10％；
②由于总的灭菌时间较分批灭菌明显减少，所以缩短了 发酵罐的占用周期，从而提高了它的利用率；
③由于蒸汽负荷均匀，故提高了锅炉的利用率； ④适宜于自动化操作； ⑤降低了操作人员的劳动强度。
①营养不能太丰富，否则不易产孢。
②无机盐浓度要适当，不然会影响孢子 量和孢子的颜色（质量）。
③注意pH和湿度。
常用的孢子培养基有：麸皮培养基、小 米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基等。
它们含氮量低，疏松、表面积有摇瓶种子和种子罐用的种子培养基等。对种 子培养要求做到纯种、健壮、活力旺盛，并有足 够的数量，以满足下一级菌种生长繁殖需要。
葡萄糖值（DE）98以上
含非发酵性糖、NaCl等杂质， 糖化液纯度高，易于精制 精制较难
糖化液具苦味，色深 高温、高压 淀粉浆浓度低 收率较低，成本较高
糖化液不具苦味，色浅 常温、常压 淀粉浆浓度高 收率比酸法提高10％，成本 降低10％
长时间多次结晶，才能制得 可一次结晶制得纯葡萄糖 纯葡萄糖
废液利用率低 酸用量少，糖化时间短
对这种培养基的要求是能够使菌体长得快 而健壮，而且不易引起菌种变异。
一般斜面培养基中碳源和氮源含量不 宜过多，特别是碳源，多了会引起pH波动， 无机盐浓度也要控制适当，以免影响菌种 特性。
2、孢子培养基：
供菌种繁殖孢子的一种固体培养基，要 求使菌体生长迅速，产生数量较多的优质孢 子，并且不引起菌种的变异，因此在配置上 要求:
（二）消毒（disinfection）
微生物培养基质控与图解——培养基的制备
微生物培养基质控与图解——培养基的制备微生物培养基质控与图解——培养基的制备来源：青岛海博第三章培养基的制备目前培养基的配制主要分为干粉培养基和新鲜培养基两类。
干粉培养基是将培养基原材料浓缩，喷雾干燥，然后根据要求将干粉原料按一定配比制成各种不同的培养基。
干粉培养基在使用时，只需按说明书称重，加入蒸馏水、分装、高压灭菌后即可使用。
南于它具有使用方便、易于保存、质量稳定等优点，所以深受各微生物实验室的欢迎。
第一节培养基的制备方法一、新鲜培养基的制备不同类型培养基制备的程序不尽相同。
但配制一般培养基的主要程序为：调配、溶化、矫正pH、澄清过滤、分装、高压灭菌及检定等步骤。
1．调配按培养基处方准确称取各种成分，混悬于蒸馏水或去离子水中。
2．溶化将各种成分混匀于水中，最好以流通蒸气溶化半小时，如在电炉上溶化应随时搅拌，特别是含有琼脂成分的更应注意防止烧焦和外溢。
溶化完毕，应注意补足失去的水分。
制备大量培养基时，除中性硬质玻璃容器外，还可以用不锈钢锅、搪瓷桶等容器加热溶解，但不可用铜或铁锅，以免金属离子进入培养基中，影响培养基酸碱度，最终影响细菌的生长。
3．矫正pHpH比色计应准确可靠，一般培养基需矫正pH至7.4~7.6，此外亦有需要酸性或碱性的培养基。
培养基在高压灭菌后会有所变化，一般来说，用氢氧化钠调节时，灭菌后会下降0.1~0.2；用碳酸氢钠调节时，灭菌后会上升0.1左右。
故矫正应掌握这种变化规律。
4．分装根据需要将培养基分装于不同的三角烧瓶、试管等。
分装的量不宜超过容器的2／3以免灭菌时外溢。
(1)基础培养基。
应常贮有无菌的基础培养基，以便临时分装或配制鉴别培养基等。
分装的量根据使用目的和要求决定，但必须定量分装，便于应用。
一般分装于三角烧瓶或盐水瓶内，高压灭菌后备用。
(2)琼脂斜面。
分装量为试管容量的1/5，灭菌后需趁热放置成斜面，斜面长度约为试管长度的2/3。
(3)半固体培养基。
分装量约为试管的1/3，高压灭菌后直立凝固备用。
物料处理与培养基制备培训计划(PPT 53页)
冷粉浆
粉浆
热 热粉粉浆浆
29
3、汽液分离器
操作要求： （1）分离出二次蒸
汽 （2）装料率为50%
30
4、真空冷却器
冷水入口
料液入口
优点：蒸煮醪在骤
然冷却下，形成结
晶状的小粒。 糊化醪冷却温
料液出口
水池
度:100℃→60℃
真空度：70-80kPa
冷水池入口
31
真空冷却器的原理构造和计算
连续糖化罐 搅拌速度 45-90r/min 糖化罐体积
V = V‘τ/60η（ m3 ）
40
糖化罐的构造和计算
（１）糖化罐的计算 糖化罐的容积决定 于醪液流量和在罐 中的逗留时间及其 有效的容积系数。
（２）糖化罐的构造
41
糖化曲计量罐
冷
气 液
凝 器
分
离 器
真空糖化罐
真 空 冷 却 器
三级冷凝器
糖化醪泵
2）两个关键部件 锤刀， 筛网
3）产能力
Q = kD1Lρ (kg/h）
4）功率消耗
N = kD21Ln （kW）
15
1、辊式粉碎机
原理 利用两辊筒相对转动把物料压碎 麦芽粉碎要求 大米粉碎要求
16
(1）两辊式粉碎机
17
3）多辊粉碎 特点: 多辊、振动筛
以2.5~6m/s,相向运动，有一定的速度差，作用是提高对物料的剪切力， 增加破碎度；辊一个用螺栓固定在机架上，一个可以移动 .
1. 两器组合 2. 四器组合 3. 五器组合 4. 六器组合
46
（二）糊化锅
1、作用 2、结构及材料 D/H = 2， 弧形底,蒸汽夹套传热 搅拌器 升气管 环形槽 调节风门 容积100kg干物料0.5m3 材料：不锈钢
3培养基及制备-PPT文档资料
1、工业上常用的碳源
碳源供给菌体生命活动所需的能量和构成菌体细胞以及代谢产物。
在微生物发酵过程中，普遍以碳水化合物作为碳源。
碳源
来源
葡萄糖
纯葡萄糖，水解淀粉
乳糖
纯乳糖，乳清粉
淀粉 大麦，花生粉，燕麦粉，黑麦粉，大豆粉等
蔗糖
甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜，粗红糖，精白糖等
生产疫苗时通常用牛血清蛋白、牛肉汁等蛋白质作为碳源。
7.5g/L
大豆油，20mL/L； 甘油，20mL/L； 葡萄糖，20g/L； 玉米浆，12mL/L； 酪蛋白，12g/L； KH2PO4，1.0g/L
葡萄糖或糖蜜，总量的10％； 玉米浆，总量的4％～5％； 苯乙酸，总量的0.5％～0.8％； 猪油或植物油；
消泡剂，总量的0.5％
一、工业发酵培养基的原料
酸度/mL(0.1molNaOH/L)
108.0-144.0
挥发酸/mL(0.1molNaOH/L) 0.10-1.10
乳酸g/100g
11.6-19.3
pH值
4.0-4.7
磷g/100g
1.5-1.9
钙g/100g
含氮量
大麦
1.5～2.0 花生粉 8.0
甜菜糖蜜 1.5～2.0 燕麦粉 1.5～2.0
甘蔗糖蜜 1.5～2.0 大豆粉 8.0
玉米浆 4.5
乳清粉 4.5
两种玉米浆的成分
组成
液态玉米浆
干物质g/100g
46.8-9.6
灰分g/100g
8.0-10.4
总氮g/100g
3.3-3.7
总糖（以葡萄糖计）g/100g 0.8-4.4
一般发酵工业中C/N为100:（0.2～2.0）
培养基的制备-PPT课件
四、培养基成分配比的选择
培养基的组分、配比、缓冲能力、黏度、 消毒是否彻底、消毒后营养破坏的程度及 原料中杂质的含量都对菌体生长和产物形 成有影响。 理论+经验 数学分析方法
• 正交实验设计，方差分析
正交表因素水平
因素水 平
1 2 3
玉米粉 （％） A 0.5
1.0 1.5
豆饼粉 （％） B 4
③ 淀粉、糊精 使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类 缺点：难利用、 发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶 成分比较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等等。 优点：来源广泛、价格底 难利用，可以解除葡萄糖效应
(半纤维素酶)
(1.5g麸皮)
李江华，无锡轻工大学学报，2019
二、氮源
斜面培养基
作用：这是供微生物细胞生长繁殖用的， 包括细菌，酵母等的斜面培养基以及霉菌、 放线菌生孢子培养基或麸曲培养基等。这 类培养基主要作用是供给细胞生长繁殖所 需的各类营养物质。
特点： 1.富含有机氮源，少含或不含糖分。有机氮有 利于菌体的生长繁殖，能获得更多的细胞。 2.对于放线菌或霉菌的产孢子培养基，则氮源 和碳源均不宜太丰富，否则容易长菌丝而较少 形成孢子。 3.斜面培养基中宜加少量无机盐类，供给必要 的生长因子和微量元素。
２、硫酸镁
镁是某些细菌的叶绿素的组成成分。虽不参 加任何细胞结构物质的组成，但它的离子状 态是许多重要的酶的激活剂。 硫，含硫蛋白质的组分；酶的活性基。
• 硫酸镁
２、钾盐
钾不参加细胞结构物质的组成，但它是许多 酶的激活剂。
３、微量元素
铜、锰、锌、钼、碘、溴等。 避免有害离子加入到培养基中。
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液体培养基的制备及杀菌设备
• 连续灭菌流程 培养基的连续灭菌有以下优点： （1） 提高产量，设备利用率高。 （ 2 ）与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基中营养 成分破坏较少。 （3）产品质量较容易控制；蒸汽负荷均衡，操作方便。 （4）降低了劳动强度，适用于自动控制。
液体培养基的制备及杀菌设备
1.糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜连续稀释器
• 膨缩式连续稀释器 • 变管径式连续稀释器
液体培养基的制备及杀菌设备
2.淀粉质原料的蒸煮糖化设备
一）淀粉质原料蒸煮糖化的目的 1.高温高压蒸煮过程可使植物细胞壁膜破裂，内容物流出， 变成可被糖化酶作用的可溶性淀粉，并进一步变成可发酵性 糖 2。在蒸煮过程中将原料中的大量微生物进行灭菌，保证发 酵过程的无菌状态
生物反应物料处理设备
固体物料处理设备
• 1) 谷物原料粗选设备
大麦粗选机 工作原理
生物反应物料处理设备
固体物料处理设备
• 1)谷物原料粗选设备
磁力除铁器 固定形磁钢装置
永磁滚筒
磁钢的排列
生物反应物料处理设备
固体物料处理设备
• 2) 大麦的精选设备
大麦精选机
颗粒状的生物质原料（如大麦、小麦）等必须进行精选和分级，其主要 原理是按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒，有滚筒精选机和碟 片精选机两种 。
第三章
物料处理与培养基制备
第一节 固体物料的处理与粉碎设备
一 固体物料处理设备
• 固体物料的筛选除杂设备
生物加工原料在很多情况下往往会混入沙土、石子甚至金属 等杂物。进行生产前，必须先将原料中混杂的杂物除去 纤维性较长的物质，如麻绳草屑、庄稼秸秆； 杂物 颗粒状物质，如沙子、泥土块、小石块等； 铁磁性物质，如铁钉、螺丝等。
碟片式精选机 工作原理 特点：工作面积大，转速高，产
量大，碟片损坏可以更换。
生物反应物料处理设备
1
固体物料处理设备
• 2) 大麦的精选设备
碟片式精选机 工作原理
2
粒 短
5
3 4
图1-6 滚筒精选机工作示意图
特点：分离出来的杂粒含大麦较少，缺点是袋孔的利用
系数低，产量低，且工作面磨损后不能修复。
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
• 1) 物料粉碎的力学分析
固体物料的粉碎按其受力情况可分以下几种 ：挤压破碎(a)、 冲击破碎(b)、研磨粉碎(c)、剪切破碎(d)、劈裂粉碎(e)。
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
• 2)所选用粉碎机应有基本要求：
（1）粉碎后的物料颗粒大小要均匀； （2）已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除；
煮沸锅制备及杀菌设备
• 糖化醪过滤槽
平底筛过虑槽
快速过虑槽
液体培养基的制备及杀菌设备
3.液体培养基的灭菌
灭菌：指用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有有生命物质的
技术或工艺过程。 常用的灭菌方法有：
(1)化学试剂灭菌：常用试剂有甲醛、氯、高锰酸钾、环氧乙烷等；
液体培养基的制备及杀菌设备
4)啤酒生产中麦芽汁的制备
• 糊化锅 • 球形锅中麦芽汁的循环图
h1
h2
f1
f2
液体培养基的制备及杀菌设备
4) 啤酒生产中麦芽汁的制备
• 糖化锅
使麦芽糖与水混合，并 保持一定温度进行蛋白质 分解和淀粉糖化。
液体培养基的制备及杀菌设备
4)啤酒生产中麦芽汁的制备
生物反应物料输送设备
2. 物料分离装置
• 旋风分离器
生物反应物料输送设备
2.物料分离装置
• 重力式分离器（沉降器）
筛筒 气流出口←
←物料
生物反应物料输送设备
3.空气除尘装置
空气除尘器的作用：回收粉状物料，减少损失；净化
排放空气；防止尘粒损坏真空泵。
常用空气除尘器：旋风分离器、袋滤器和湿式除尘器。
生物反应物料输送设备
3.空气除尘装置
• 袋滤器 • 湿式除尘器
第二节 液体培养基的制备及杀菌设备
1.糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜稀释器
糖蜜含有大量的可发酵糖，但浓度都在80。Bx以上，需稀 释，酸化，灭菌和增加营养盐等过程 稀释设备包括间歇式设备和连续式设备
间歇式稀释器
通常为一敞口容器，内安有搅拌装置或用通风代替搅拌，
液体培养基的制备及杀菌设备
3) 糖化设备
• 真空糖化装置
优点：真空糖化器既
是蒸发冷却器，又是糖 化器，简化了设备。
液体培养基的制备及杀菌设备
4)啤酒生产中麦芽汁的制备
两器组合：仅由糖化锅兼麦汁过滤槽和糊化锅兼煮沸锅两 锅组成。用于小型啤酒厂； 四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅； 六器组合：在四器的基础上，增加一只过滤槽和一只麦汁 煮沸锅；或两只糖化－糊化两用锅，两只过滤槽和两只麦 汁蒸煮锅。
使糖蜜与水达到均匀稀释。
液体培养基的制备及杀菌设备
1.糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜连续稀释器
水平式连续稀释器：主体为一圆筒形水平管，沿管长在管 内装有若干隔板和筛板，将其分成若干空段。
液体培养基的制备及杀菌设备
1.糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜连续稀释器
• 立式连续稀释器 • 错板式连续稀释器
生物反应物料输送设备
1.气流输送流程
根据设备组合不同，气流输送装置可分为真空输送、压 力输送和压力真空输送。
• 真空输送
生物反应物料输送设备
气流输送流程
• 压力输送 • 压力真空输送
生物反应物料输送设备
气流输送流程
如何选择输送方式？
选择输送方式时，应根据物料的特性、输送量、输送距离、线路状 况、动力消耗等因素，综合进行考虑。一般对于大麦、大米等松散的粒 状物料，最适宜用气流输送；而较大的块状物料或过细的粉状物料，气 流输送时困难较大。输送量大且能连续运行的操作，宜用气流输送；输 送量少且是间歇操作的，不宜用气流输送。对短距离输送，宜用低压压 送；长距离输送，则以高压压送有利。
为什么固体物料需要进行粉碎?
固体物料经粉碎后，颗粒变小，原料的表面积显著增大，可 加速蒸煮时的溶解过程。节省蒸汽，减少能量消耗，提高淀粉
利用率，并能减少输送管道的阻塞现象，便于连续化生产。
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
湿法粉碎
原料粉碎
干法粉碎
湿式粉碎是将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来 时即成粉浆。这种方法无原粉粉末飞扬，车间卫生好，缺点 是粉浆必须随产随用，不宜储藏，且耗电量较多。 干式粉碎是将干物料送入粉碎机中。粉碎机包在机壳之内， 有一定的粉尘涌出来，如果不采取必要的除尘措施，车间内 会布满灰尘。
生物反应物料处理设备
固体物料湿法粉碎设备
• 4) 湿法粉碎流程
进料
1
2
3
水出口 水进口 出料 图1-17 PM-DCP磨 1-磨罐 2-圆钉 3-转筒
生物反应物料处理设备
固体物料湿法粉碎设备
• 5) 砂轮磨
SM-30A型砂轮磨
生物反应物料处理设备
6) 微细粉碎和超微细粉碎
生物反应物料输送设备
粒 长
生物反应物料处理设备
固体物料处理设备
• 3) 大麦的分级设备
平板分级筛 工作原理
生物反应物料处理设备
固体物料处理设备
• 3)大麦的分级设备
圆筒分级筛 工作原理
优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。 缺点：筛面利用率少，仅为整个筛面的1/5。
圆筒分级筒
生物反应物料处理设备
二 固体物料粉碎设备
可见，细胞死亡的活化能比培养基中营养成分破坏的活化能
大得多，所以细菌的死亡速率要比营养成分的破坏速率快得多。 采用湿热法对液体培养基进行灭菌时，采用高温短时间的灭 菌方法，以减少营养成分的破坏。
液体培养基的制备及杀菌设备
• 2)影响培养基灭菌的因素 1.灭菌效果和营养成分的保持 2.pH的影响 3.培养基成分的影响
液体培养基的制备及杀菌设备
2)真空冷却器 真空冷却：物料在一定真空度下蒸发部分水，
需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被 冷却到真空相应的温度。 真空冷却器中真空度产生：一般要借助于水力 喷射泵或蒸汽喷射泵，连续地抽去真空冷却器中 的二次蒸汽。
液体培养基的制备及杀菌设备
真空冷却器
3 4 2
• 麦芽汁煮沸锅
又称煮沸锅或称浓缩锅， 用于麦汁的煮沸和浓缩， 把麦汁中多余水分蒸发， 使麦汁达到要求浓度，并 加入酒花，浸出酒花中的 苦味及芳香物质；还有加 热凝固蛋白质、灭菌、灭 酶的作用。
液体培养基的制备及杀菌设备
• 麦芽汁煮沸锅
具两段内加 热器的煮沸锅 有列管式内加 热器的煮沸锅
煮沸锅与外加热 器的组合方式1
锤式粉碎机
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
• 3) 粉碎设备 双转子锤式粉碎机
双转子锤式粉碎机
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
• 3) 粉碎设备 辊式粉碎机 (对辊粉碎机)
生物反应物料处理设备
固体物料粉碎设备
• 3)粉碎设备 多辊粉碎机
四辊式粉碎机
五辊式粉碎机
六辊式粉碎机
生物反应物料处理设备
设每毫升培养基含有耐热菌的芽孢2×107个，在121 ℃时的灭菌速率常 数为0.0287s-1。试求灭菌失败的机率为0.001所需的时间。
解：
N 0 40 106 2 107 8 1014 (个) N S 0.001 (个） k 0.0287( s 1 ) t 1 N0 ln 23.9(min) k NS
（3）操作应能自动化；