发酵染菌及其防治.
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发酵生产染菌及其防治-PPT精选全文
积物,在关闭时不会使紧密面轧坏。 4)、检修方便。但须定期检查隔膜有否老化及脱
落。
(2)管路得连接
管子得连接有螺纹连接、法兰连接与焊接三种。
A、 螺纹连接。
需在管端铰出螺纹,安装时在螺纹上涂以白漆并加麻 丝(或聚四氟乙烯薄膜)作填料,密封要求高得可用石墨粉加 少许机油作填料,用氧化铅甘油胶合剂更好。
过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层,就是多孔物质,空气 会短路,使空气中带菌并造成污染。
过滤介质变位:
活性炭棉花作为介质得过滤器,活性炭 受到气流得冲击而破碎、灰化、体积减小、 空间增大,上下两端得棉花受空气得顶撞力 而逐渐改变位置。
设备与管件得渗漏一般就是指设备与管件由于腐蚀、 内应力或其她原因形成微小漏孔所发生得渗漏现象。
这些漏孔很小,特别就是不锈钢材料形成得漏孔更小, 有时肉眼不能直接觉察,需要通过一定得试漏方法才能发 现。
1、发酵罐得渗漏
(1)冷却管得渗漏
由于发酵液腐蚀、固体物料摩擦引起管外壁磨损。管 内冷却水得浸泡、冲击、蒸汽冲击导致管内壁磨损。所以 冷却管就是发酵罐中最容易渗漏得部件之一。
截止阀在使用中经常发生以下两个问题:
a 阀心轧坏。物料中得硬质物或焊接施工后得焊渣以 及螺钉零件等被带到阀内,当关闭得,阀心与阀座被上述坚 硬物轧住,能将紧密面轧成凹凸不平得痕迹,就关不严密。
b 填料得渗漏。操作时用扳手过分关紧,会使阀杆弯 曲,弯曲后得阀杆不仅启动费力,并且使填料部分不紧密而 引起渗漏。阀门在使用一定时间后,阀杆磨损或填料损坏 也会引起渗漏,就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。
发酵工厂得有关管路要保持光滑、通畅、密封性 好,以避免与减少管道染菌得机会。
例如:
法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生 凹凸不平现象就会造成死角。
落。
(2)管路得连接
管子得连接有螺纹连接、法兰连接与焊接三种。
A、 螺纹连接。
需在管端铰出螺纹,安装时在螺纹上涂以白漆并加麻 丝(或聚四氟乙烯薄膜)作填料,密封要求高得可用石墨粉加 少许机油作填料,用氧化铅甘油胶合剂更好。
过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层,就是多孔物质,空气 会短路,使空气中带菌并造成污染。
过滤介质变位:
活性炭棉花作为介质得过滤器,活性炭 受到气流得冲击而破碎、灰化、体积减小、 空间增大,上下两端得棉花受空气得顶撞力 而逐渐改变位置。
设备与管件得渗漏一般就是指设备与管件由于腐蚀、 内应力或其她原因形成微小漏孔所发生得渗漏现象。
这些漏孔很小,特别就是不锈钢材料形成得漏孔更小, 有时肉眼不能直接觉察,需要通过一定得试漏方法才能发 现。
1、发酵罐得渗漏
(1)冷却管得渗漏
由于发酵液腐蚀、固体物料摩擦引起管外壁磨损。管 内冷却水得浸泡、冲击、蒸汽冲击导致管内壁磨损。所以 冷却管就是发酵罐中最容易渗漏得部件之一。
截止阀在使用中经常发生以下两个问题:
a 阀心轧坏。物料中得硬质物或焊接施工后得焊渣以 及螺钉零件等被带到阀内,当关闭得,阀心与阀座被上述坚 硬物轧住,能将紧密面轧成凹凸不平得痕迹,就关不严密。
b 填料得渗漏。操作时用扳手过分关紧,会使阀杆弯 曲,弯曲后得阀杆不仅启动费力,并且使填料部分不紧密而 引起渗漏。阀门在使用一定时间后,阀杆磨损或填料损坏 也会引起渗漏,就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。
发酵工厂得有关管路要保持光滑、通畅、密封性 好,以避免与减少管道染菌得机会。
例如:
法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生 凹凸不平现象就会造成死角。
第七章发酵生产染菌及其防治
不锈钢衬里 破裂造成 “死角”
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
二、染菌的检查和判断
发酵过程是否染菌应以 无菌试验的结果为依据 进行判断。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌 以外的其他微生物侵入了发酵系统，从而 使发酵过程失去真正意义上的纯种培养这 一现象。
据报道，国外抗生素发酵染菌率为2％～5 ％，国内的青霉素发酵染菌率2％，链霉素、 红霉素和四环素发酵染菌率5％，谷氨酸发 酵噬菌体感染率1％～2％。
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： ① 严禁活菌体排放，切断噬菌体的“根
源”；
② 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌； ③ 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐
内；
④ 抑制罐内噬菌体的生长。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
发酵罐罐底脓疱状积垢
罐底的加强板
a
b
c
法兰的“死角”
a—垫圈内径过小；b—垫圈内径过大；c—法 兰不平造成的泄漏与“死角”
灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方 法
压力表安装不合理形成“死角”
1,6—发酵罐；2—缓冲管；3,4—压力表； 5—旋塞
五、噬菌体污染及其防治
⑴ 菌体生长缓慢
⑵ 菌丝结团
⑶ 代谢不正常
⒉ 发酵异常
⑴ 菌体生长差 ⑵ pH值过高或过低
谷氨酸发酵时正常 和异常的溶氧曲线
⑶ 溶氧水平异常
⑷ 泡沫过多
⑸ 菌体浓度过高或过低
二、染菌的检查和判断
发酵过程是否染菌应以 无菌试验的结果为依据 进行判断。
⒈ 显微镜检查法(镜检 法)
微生物与发酵工艺
第七章 发酵生产染菌及其防治
第七章 发酵生产染菌及其防治
第一节 第二节
第三节
染菌对发酵的影响 发酵异常现象及原因 分析 杂菌污染的途径和防 治
所谓发酵染菌是指在发酵过程中，生产菌 以外的其他微生物侵入了发酵系统，从而 使发酵过程失去真正意义上的纯种培养这 一现象。
据报道，国外抗生素发酵染菌率为2％～5 ％，国内的青霉素发酵染菌率2％，链霉素、 红霉素和四环素发酵染菌率5％，谷氨酸发 酵噬菌体感染率1％～2％。
防治噬菌体染菌的方法具体归纳以下几点： ① 严禁活菌体排放，切断噬菌体的“根
源”；
② 做好环境卫生，消灭噬菌体与杂菌； ③ 严防噬菌体与杂菌进入种子罐或发酵罐
内；
④ 抑制罐内噬菌体的生长。
生产中一旦污染噬菌体，可采取下列措 施加以挽救：
第七章 发酵染菌及防治
无菌试验要严格取样操作，力求减少误差。
应同时用肉汤和双碟作对照，以便迅速作出判断。
当发现染菌时，要通过分辨菌型来探索菌源，并对杂菌
做耐热试验考察。
如果怀疑种子罐染菌，则种子不能轻率进发酵罐。
《发酵工程》
第七章 发酵染菌及防治
3、 无菌检查与染菌的处理
为了防止在种子培养或发酵过程中污染杂菌，在接种前 后、种子培养及发酵过程中分别进行无菌检查，以便及时 （1）无菌检查 发现染菌，并在染菌后及时进行必要处理是很重要的。 染菌通常通过3个途径发现：无菌试验、发酵液直接镜 检、发酵液的生化分析。其中无菌试验是判断染菌的主要 依据。
废弃的发酵液处理不当可以成为难以对付的污
染源。
《发酵工程》 2、 噬菌体污染与发酵异常
第七章 发酵染菌及防治
噬菌体污染后的情况因发酵工业的种类、 污染的噬菌体特性、污染时间、感染复度（即培
养物内的噬菌体与细菌的比率）、培养基成分、
发酵罐内的物理和化学条件不同而异。即使同样 的噬菌体并不一定引起同样的异常发酵情况。
《发酵工程》
项目 百分率%
进罐前未做设备严密度检查
接种违反操作规程
25.8
25.8
检修质量缺乏验收制度
操作不熟练
19.35
19.35
配料违反工艺规程
调度不当
6.45
3.25
《发酵工程》
（4）染菌的处理
第七章 发酵染菌及防治
发现染菌后，应立即根据染菌的种类及产生菌的菌龄等 具体情况分别进行处理。除据染菌时间及危害程度对污染 种子罐染菌后，种子不能再接入发酵罐中，这时可用备用 罐进行挽救或处理外，对有关设备也应进行处理。 种子接种。如无备用种子，则可选一适当培养龄的发酵罐培 养物作种子，即生产上所说的“倒种”。 发酵罐前期染菌后，如培养基中C、N含量尚高，则可重新 灭菌，接种后再运转；若染的杂菌危害性较大，则放掉部分 料液，补入新料液，重新灭菌、接种。 发酵中后期染菌或前期染菌轻微而发现较晚时，可加入适 当的杀菌剂或抗生素；或把高单位的后期发酵液压一部分到染 菌罐中，抑制杂菌生长速度；或者降低罐温，减缓杂菌繁殖速 度。
发酵工艺染菌综合分析及防止措施
发酵工艺染菌综合分析及防止措施YUKI was compiled on the morning of December 16, 2020发酵工艺：染菌(bacteria infection)综合分析及防止措施原创2016-07-01 arrowone1.造成发酵染菌的可能途径有哪些?菌种培养过程操作不当培养基灭菌不彻底发酵设备(如发酵罐、管道)密封不严空气除菌不净2.既然染菌不可避免，哪我们应该怎样做?要提高生产技术水平，强化生产过程的管理，把握好各个易染菌的环节，尽可能防止发酵染菌的发生；而且一旦发生染菌，要能尽快找出其污染的原因，并采取相应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最小。
3.不同发酵过程相对危害最大的杂菌种类？青爲素的发酵细短产气杆菌链霧素的发酵细短杆菌、假单泡杆菌四环素的发酵双球菌、芽他杆菌、荚膜杆菌谷氨酸的发酵噬菌体柠檬酸的发酵青霉菌4.不同生产阶段染菌对发酵的影响：种子培养期染菌:对整个发酵过程的危害极大发酵前期染菌：严重干扰生产菌的生长繁殖发酵中期染菌：干扰生产菌的代谢，影响产物的生成发酵后期染菌：影响相对较小5.不同染菌原因对发酵的影响：种子带菌：将导致染菌范围不断扩大，使生产蒙受重大损失。
空气带菌：使发酵大面积染菌培养基或设备灭菌不彻底：一般不具延续性，使单个（批）发酵罐发酵失败设备渗漏：染菌儿率较大&发酵异常现象及染菌原因分析：（1）溶解氧的异常变化当杂菌是好气性微生物时，溶解氧的变化是在较短时间内下降，直至接近于零，且在长时间内不能回升；当杂菌是非好气性微生物，而生产菌由于受污染而抑制生长，使耗氧量减少，溶解氧升高。
（2）排气的C02异常变化如杂菌污染时，糖耗加快，C02含量含量增加，噬菌体污染后，糖耗减慢，C02 含量减少。
因此，可根据C02含量的异常变化判断染菌。
（3）其它异常现象：如菌体生长不良、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下跌、发酵周期的异常拖长、发酵液的粘度异常增加等判断染菌。
发酵工程 第十章 发酵染菌及防治
丝状菌发酵被产酸菌污染：pH不断下降，菌丝大量自
溶，发酵液粘度增加，过滤困难
处理方法：①将发酵液加热后再加助滤剂；②先加絮 凝剂使蛋白质凝聚后沉淀
杂菌分泌较多蛋白质杂质时，对发酵后处理过程中采
用溶媒萃取的提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间 极易发生乳化
第二节 发酵染菌的分析
一、 染菌的检查与判断
如何做到不发生染菌？ 发现染菌后如何查明染菌类型及其原因？ 发现染菌后如何尽快控制污染？
思考题：如何筛选或选育抗某种杂菌的新菌株 来预防污染发生？
采取哪些措施能够保持无菌发酵？
物料、培养基、中间补料要灭菌； 发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发
酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；
好气发酵通入的空气要除菌；
种子无污染；接种无菌操作过关；
为了保持发酵的长期无菌状态，需维持正压。
本章小结
掌握有关无菌技术的基本概念 发酵工业污染的原因及其防治策略
二、染菌对不同发酵过程的影响
A．细菌
Байду номын сангаас
谷氨酸：发酵周期短，培养基不太丰富，较少染杂 菌，但噬菌体威胁大。
肌苷：缺陷型生产菌，培养基丰富，易染菌，营养
成分迅速被消耗，严重抑制菌生长和合成代谢产物。
二、染菌对不同发酵过程的影响
B. 霉菌
PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵 一无所获。
一、污染原因分析
①种子带菌 ②无菌空气带菌 ③设备渗漏 ④灭菌不彻底 ⑤操作失误 ⑥技术管理不善
从污染时间看：早期污染可能与①②④⑤→接种操作 不当有关；后期污染可能与③⑤及中间补料有关。 从杂菌种类看： 耐热芽孢杆菌：与④有关 球菌、无芽孢杆菌：与① ② ③⑤有关 浅绿色菌落的杂菌：与水有关，即冷却盘管渗漏 霉菌：与④⑤有关，即无菌室灭菌不彻底或操作问 题 酵母菌：糖液灭菌不彻底或放置时间较长 从染菌幅度看：各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所 污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题，若个别 罐连续染菌，一般是设备问题。
溶，发酵液粘度增加，过滤困难
处理方法：①将发酵液加热后再加助滤剂；②先加絮 凝剂使蛋白质凝聚后沉淀
杂菌分泌较多蛋白质杂质时，对发酵后处理过程中采
用溶媒萃取的提取工艺非常不利，使水相和溶媒之间 极易发生乳化
第二节 发酵染菌的分析
一、 染菌的检查与判断
如何做到不发生染菌？ 发现染菌后如何查明染菌类型及其原因？ 发现染菌后如何尽快控制污染？
思考题：如何筛选或选育抗某种杂菌的新菌株 来预防污染发生？
采取哪些措施能够保持无菌发酵？
物料、培养基、中间补料要灭菌； 发酵设备及辅助设备（空气过滤装置、各种发
酵罐进出口连接装置）和管道要灭菌；
好气发酵通入的空气要除菌；
种子无污染；接种无菌操作过关；
为了保持发酵的长期无菌状态，需维持正压。
本章小结
掌握有关无菌技术的基本概念 发酵工业污染的原因及其防治策略
二、染菌对不同发酵过程的影响
A．细菌
Байду номын сангаас
谷氨酸：发酵周期短，培养基不太丰富，较少染杂 菌，但噬菌体威胁大。
肌苷：缺陷型生产菌，培养基丰富，易染菌，营养
成分迅速被消耗，严重抑制菌生长和合成代谢产物。
二、染菌对不同发酵过程的影响
B. 霉菌
PenG：青霉素水解酶上升，PenG迅速破坏，发酵 一无所获。
一、污染原因分析
①种子带菌 ②无菌空气带菌 ③设备渗漏 ④灭菌不彻底 ⑤操作失误 ⑥技术管理不善
从污染时间看：早期污染可能与①②④⑤→接种操作 不当有关；后期污染可能与③⑤及中间补料有关。 从杂菌种类看： 耐热芽孢杆菌：与④有关 球菌、无芽孢杆菌：与① ② ③⑤有关 浅绿色菌落的杂菌：与水有关，即冷却盘管渗漏 霉菌：与④⑤有关，即无菌室灭菌不彻底或操作问 题 酵母菌：糖液灭菌不彻底或放置时间较长 从染菌幅度看：各个发酵罐或多数发酵罐染菌，且所 污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题，若个别 罐连续染菌，一般是设备问题。
发酵染菌及其防治
不同杂菌的种类对发酵的影响
发酵过程 危害最大的杂菌种类
细短产气杆菌 细短杆菌、假单孢杆菌 双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌
青霉素的发酵 链霉素的发酵 四环素的发酵 谷氨酸的发酵 柠檬酸的发酵
噬菌体
青霉菌
回
不同生产阶段染菌对发酵的影响
种子培养期染菌 对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
整、安装未对中、法兰与管子的焊接不好、受
热不均匀使法兰翘曲以及密封面不平等现象， 从而形成“死角”而染菌 。
防治 措施
• 采用单独的排气、排水和排污管可有效防止 染菌的发生。
• 法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求
尽可能减少或取消连接法兰等措施 。
图5-5 灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
含量的变化是有规律的。染菌后，培养基中糖的消耗发生 变化 ，引起排气中CO2含量的异常变化，如杂菌污染时， 糖耗加快， CO2含量含量增加，噬菌体污染后，糖耗减慢， CO2含量减少。因此，可根据CO2含量的异常变化判断染 菌。
其它异常现象
还可以根据其他的一些异常现象，如菌体生长
不良、PH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
染菌对发酵的影响
1 污染杂菌的不同种类
2 不同阶段染菌 不同染菌的原因 不同染菌程度
3
第七章发酵染菌与防治
染菌的初步识别与处理
观察发酵现象
定期检查发酵液的外观、气味等，一 旦发现异常，应立即进行染菌检测。
立即停止进料
疑似染菌的情况下，应立即停止向发 酵罐中加பைடு நூலகம்新的培养基，防止染菌扩 散。
采取样品
及时采取发酵液样品，进行染菌检测 和菌种鉴定，以便采取针对性的防治 措施。
设备清洗与消毒
对于确认染菌的发酵罐和相关设备， 应立即进行清洗和消毒，确保彻底清 除染菌源。
影响等。
原因分析
对染菌事件进行原因分析，包括发 酵工艺、设备状况、操作管理等方 面的问题，确定染菌的主要途径和 原因。
防治措施
提出相应的防治措施，包括改进发 酵工艺、加强设备维护、完善操作 管理等，以防止类似染菌事件的再 次发生。
案例二：大型发酵罐群染菌原因分析与解决
染菌情况介绍
介绍大型发酵罐群染菌的具体情况，包括染菌罐的数量、分布、 染菌程度等。
接种控制
使用健康且活性良好的菌种进行接种，确保菌种的纯度和活力，降低染菌风险。对接种过 程进行严格监控，避免外源微生物的侵入。
染菌后的应对措施
立即停产检查
一旦发现染菌迹象，应立即停止发酵生产，对设备和环境进行全面 的检查，找出染菌的原因和源头。
染菌源头的消除
对染菌源头进行彻底的清洗和消毒，确保消除微生物污染源。同时 ，对周围环境也进行消毒处理，防止再次污染。
智能监控系统在防治染菌中的应用
实时监测
引入物联网、大数据等技术，构建智能 监控系统，实时监测发酵过程中的各项 参数，及时发现潜在的染菌风险。
VS
预警与决策支持
通过数据挖掘和模式识别，建立染菌预警 模型，为生产人员提供决策支持，实现提 前干预和精准防控。
发酵染菌及防治
原因 培养物和培养基不相匹配、培养环境差、接种量少、杂菌 污染等
发酵异常
菌体生长差：由于种子质量问题或者是种子的保藏时间 较长，导致活菌少或孢子萌发率低，延迟期长，发酵液 内的菌体数量少。
种子质量差，发酵条件差，培养基质量差均可引起糖、 氧消耗慢甚至停滞。
发酵异常
pH异常 表现为pH突然升高或突然降 低，主要与培养基原料差、 灭菌不彻底，加糖和加油过 于集中。
终适当加入杀菌剂或抗生 素及正常的发酵液以抑制 杂菌的生长速度。
代谢产物已达一定水平
产品的含量达一定值，只 要明确是染菌也可放罐
无提取价值的发酵液
加热至１２0℃，保 持30分钟后排放
杂菌污染后的挽救和处理
染菌后对设备的处理
1. 发酵罐需要放罐后彻底清洗
2. 空罐加热灭菌至120℃以上、保持30min后才能使用
染菌隐患的检查
发酵过程的异常现象观察法
溶氧异常
排气中的CO2异常变化
发酵染菌的原因
发酵工艺流程中的各环节漏洞
发酵过程管理不善
染菌原因的分析
国外一发酵工厂的染菌原因分析
染菌原因的分析
国内一发酵企业染菌的原因分析
杂菌污染后的挽救和处理
种子培养期染菌的处理 物料管道 供气管道 有 备用种子 无 重新制 备种子
要保持较长时间的排气
预防噬菌体的危害
利用细菌或放线菌进行的发酵容易感染噬菌体 噬菌体直径约0.1微米，可以通过细菌过滤器，所以通 用的空气过滤器不易将其除去。 引起原因： 1. 设备的渗漏 2. 空气系统、培养基
灭菌不彻底
噬菌体的防治措施
定期检查噬菌体并采取有效措施 排气管要气封或引入药液（高锰酸钾、漂白粉或石灰水等 溶液）槽中
发酵染菌及其防治
无菌试验方法
• • • • 1、显微镜检查法（镜检法） 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（由红
色变为黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有
异常菌落的出现，即可判断为染菌。
无菌试验方法
注意 事项
1、无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至本批
发酵前期染菌
发酵中、后期染菌
处理：可以加入适当的杀菌剂或抗生素 以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长 速度；产品的含量若达一定值，只要明 确是染菌也可放罐 。 处理：空罐加热灭菌后至120℃以上、 30min后，才能使用。也可用甲醛熏 蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法进行 处理。
回
发酵后对设备的处理
1、盘管的渗漏染菌及防治
原因 分析 由于存在温差（内冷却水温、外灭菌温），温度急剧 变化，或发酵液的pH低、化学腐蚀严重等原因 。
防治 措施
生产上可采取仔细清洗，检查渗漏，或降低冷却水 中CL-1的含量等措施加以防治
2、空气分布管的“死角”染菌及防治
原因 分析 受搅拌与通风的影响，易磨蚀穿孔。
管中的空气流速不一致，靠近空气进口处流速最大， 离进口处距离越远流速越小。 防治 措施 采取频繁更换空气分布管或认真洗涤等措施 。
• 2．列管式冷却器穿孔。
• 3．过滤介质松动，空气走短路。 • 4．过滤介质被水润湿。 • 5．过滤介质老化.
粗过滤器
压缩机
贮罐
冷却器 旋风分离器 冷却器 丝网分离器
加热器
过滤器
设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防 治
设备渗漏
设备渗漏主要是指发酵罐、补糖罐、冷却盘管、 管道阀门等，由于化学腐蚀（发酵代谢所产生的有
发酵染菌及其防治
发酵过程的杂菌检查
除了以上的方法外， 除了以上的方法外，在实际生产中还可 以根据以下参数的异常变化来判断是否 染菌 ♦ 溶解氧 ♦ pH值 值 ♦ 尾气中 尾气中CO2含量
溶解氧水平异常变化显示Hale Waihona Puke 菌溶氧浓度污染噬菌体
正常发酵
溶氧浓度 污染非好气性杂菌
正常发酵
发酵时间
污染好气性杂菌 发酵时间
排气中CO2异常变化显示染菌 排气中
♦ 不同发酵阶段的染菌率：将整个发酵周 将整个发酵周
期分成前期、中期和后期三个阶段， 期分成前期、中期和后期三个阶段，分 别统计其染菌率。有助于查找染菌的原 别统计其染菌率。 因。
♦ 季节染菌率：统计不同季节的染菌率， 统计不同季节的染菌率， 统计不同季节的染菌率
可以采取相应的措施制服染菌。 可以采取相应的措施制服染菌。
营养丰富 ♦ 发酵前期染菌：杂菌与生产菌争夺营养 杂菌与生产菌争夺营养 成分， 成分，干扰生产菌的繁殖和产物的形成 ♦ 发酵中期染菌：严重干扰生产菌的繁殖 严重干扰生产菌的繁殖 和产物的生成 ♦ 发酵后期染菌：如杂菌量不大，可继续 如杂菌量不大， 如杂菌量不大 发酵。如污染严重， 发酵。如污染严重，可采取措施提前放 罐
防重于治” 事前防止胜于事后挽救。 “防重于治”，事前防止胜于事后挽救。如果 一旦发生染菌现象就要尽快找出原因及时纠正、 一旦发生染菌现象就要尽快找出原因及时纠正、 堵塞漏洞才能减少损失，并从中吸取经验教训， 堵塞漏洞才能减少损失，并从中吸取经验教训， 避免以后有类似情况发生， 避免以后有类似情况发生，保持生产的正常进 但在发酵生产中， 行。但在发酵生产中，往往因为生产过程的环 节很多，同时各工厂的生产设备、 节很多，同时各工厂的生产设备、产品种类和 管理措施不尽相同，引起染菌的原因比较复杂， 管理措施不尽相同，引起染菌的原因比较复杂， 有时不能及时找出而耽误了生产。 有时不能及时找出而耽误了生产。
发酵过程染菌及防治方法
设备及管道密封不严
发酵设备及管道的密封不严，导致外界杂菌进 入发酵体系。
操作不当
如无菌操作不严格、接种时带人杂菌等。
环境卫生差
空气、水、原料等带菌，成为发酵染菌的来源。
02 发酵过程染菌的防治方法
物理防治方法
01
灭菌
通过高温或紫外线照射等方法， 彻底杀死或消除染菌，防止其繁 殖。
02
03
过滤
隔离
01 制定严格的发酵生产管理制度，规范操作流程和 记录。
02 对生产过程中的温度、湿度、压力、流量等关键 参数进行实时监控和记录。
03 定期对生产环境进行监测，确保环境卫生符合要 求。
建立完善的染菌预防和应对机制
制定详细的染菌应急 预案，明确应对措施 和责任人。
对染菌情况进行调查 和分析，找出原因并 采取有效的纠正措施。
建立染菌报告制度， 要求操作员及时上 报染菌情况。
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03 发酵过程染菌的检测与监 测
染菌的检测方法
01
02
03
04
微生物培养法
通过在选择性培养基上培养可 疑菌落，根据菌落特征、染色 反应和生化试验进行鉴定。
免疫学检测法
利用特异性抗体与可疑菌的抗 原发生反应，通过显色反应或 荧光标记等方法进行检测。
分子生物学检测法
利用基因探针、PCR技术和基 因测序等技术，对可疑菌的核
发酵过程染菌及防治方法
contents
目录
• 发酵过程染菌概述 • 发酵过程染菌的防治方法 • 发酵过程染菌的检测与监测 • 发酵过程染菌的预防措施与建议
01 发酵过程染菌概述
染菌的定义与分类
定义
发酵设备及管道的密封不严，导致外界杂菌进 入发酵体系。
操作不当
如无菌操作不严格、接种时带人杂菌等。
环境卫生差
空气、水、原料等带菌，成为发酵染菌的来源。
02 发酵过程染菌的防治方法
物理防治方法
01
灭菌
通过高温或紫外线照射等方法， 彻底杀死或消除染菌，防止其繁 殖。
02
03
过滤
隔离
01 制定严格的发酵生产管理制度，规范操作流程和 记录。
02 对生产过程中的温度、湿度、压力、流量等关键 参数进行实时监控和记录。
03 定期对生产环境进行监测，确保环境卫生符合要 求。
建立完善的染菌预防和应对机制
制定详细的染菌应急 预案，明确应对措施 和责任人。
对染菌情况进行调查 和分析，找出原因并 采取有效的纠正措施。
建立染菌报告制度， 要求操作员及时上 报染菌情况。
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03 发酵过程染菌的检测与监 测
染菌的检测方法
01
02
03
04
微生物培养法
通过在选择性培养基上培养可 疑菌落，根据菌落特征、染色 反应和生化试验进行鉴定。
免疫学检测法
利用特异性抗体与可疑菌的抗 原发生反应，通过显色反应或 荧光标记等方法进行检测。
分子生物学检测法
利用基因探针、PCR技术和基 因测序等技术，对可疑菌的核
发酵过程染菌及防治方法
contents
目录
• 发酵过程染菌概述 • 发酵过程染菌的防治方法 • 发酵过程染菌的检测与监测 • 发酵过程染菌的预防措施与建议
01 发酵过程染菌概述
染菌的定义与分类
定义
第七章发酵染菌及防治
（3）发酵后期染菌 空气，补料，设备渗漏，泡沫
五、染菌隐患的处理
染菌可造成严重后果，在正式发酵前，必须做到以下几点：
①严格按照生产工艺要求的各项指标、参数、条件进行操作； ②投产前济宁整个发酵系统的无菌测试； ③严格工人的管理，实行操作记录制度；
④加强在线监测技术手段，各种生物传感器、探头要定期校正； ⑤定期对设备进行检修。
噬菌体 ；杂菌 。
理化指标异常 如：氨基酸发酵或某些抗生素发酵中感染杂菌，
培养液pH下降很快，生物热产生多。
代谢 异常
糖、氨基氮等变化不正常，如感染噬菌体。
2.发酵异常
（1）菌体浓度异常 偏离固有规律，种子质量的影响；导致代谢
缓慢；感染噬菌体或杂菌。
（2）pH异常
培养基质量、灭菌效果、补糖等影响；是所有代 谢反应的综合反映。
常见的设备、管道“死角”
渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角
定期除垢
管道安装不当形成的死角
发酵工厂的管路要保持光滑、通畅、密封性好。以减少和 避免管道染菌的机会。
不锈钢衬里的死角
大型发酵罐，一般都采用 不锈钢衬里的方法，即在碳钢 制造的壳体内加衬一层薄的不 锈钢板(厚约1~3毫米)。 不锈钢衬里设备加工时应该 尽可能增加衬里的刚度，减少鼓 起的可能性。操作时要注意避免 罐内发生真空现象。
发酵工艺流程各环节漏洞
发 酵 染 菌 原 因
发酵染菌率
总染菌率：指一年内发酵染菌的批次与总投料批次数之
比乘以100得到的百分率。
设备染菌率：统计发酵罐或其他设备的染菌率，有利于 查找因设备缺陷而造成的染菌原因。 不同品种发酵的染菌率：统计不同品种发酵的染菌率， 有助于查找不同品种发酵染菌的原因。
发酵过程染菌及防治方法
染菌后，培养基中糖的消耗发生变化，引起排气中CO2含量的异常变化， 如杂菌污染，糖耗加快， CO2含量增加； 噬菌体污染后，糖耗减慢， CO2含量减少。 因此，可根据CO2含量的异常变化来判断是否染菌。
泡沫过多
一般在发酵过程中泡沫的消长是有一定规律的。
但是，由于菌体生长差、代谢速度慢、接种物嫩或种子未及 时移种而过老、蛋白质类胶体物质多等都会使发酵液在不断 通气、搅拌下产生大量的泡沫。 除此以外，培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖受到 破坏产生的氨基糖会抑制菌体的生长，也会使泡沫大量产生， 从而使发酵过程的泡沫发生异常。
发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。
在发酵过程中，如何及早发现杂菌的污染并及时采取措施 加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因 此，生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。 目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主要有显微镜检 查法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异 常观察法（如溶氧量）等。
第三节
杂菌污染的预防
一、种子带菌及其防治 二、空气带菌及其防治 三、操作失误导致染菌及其防治 四、设备渗漏或“死角”造成的染菌及其防 治
一、种子带菌及其防治
原因 保藏斜面试管菌种染菌、培养基和器具灭菌不彻底、种子转移
和接种过程染菌、种子培养所涉及的设备和装置染菌。
措施 ① 严格控制无菌室的污染，根据生产工艺的要求和特点，建立
发酵中期染菌将会导致培养基中的营养物质大量消耗，并 严重干扰生产菌的代谢，影响产物的生成。 有的染菌后杂菌大量繁殖，产生酸性物质，使pH值下降， 糖、氮等的消耗加速；菌体自溶，致使发酵液发粘，产生大 量的泡沫，代谢产物的积累减少或停止； 有的染菌后会使已生成的产物被利用或破坏。 从目前的情况来看，发酵中期染菌一般较难挽救，危害性 较大，在生产过程中应尽力做到早发现、快处理。
泡沫过多
一般在发酵过程中泡沫的消长是有一定规律的。
但是，由于菌体生长差、代谢速度慢、接种物嫩或种子未及 时移种而过老、蛋白质类胶体物质多等都会使发酵液在不断 通气、搅拌下产生大量的泡沫。 除此以外，培养基灭菌时温度过高或时间过长，葡萄糖受到 破坏产生的氨基糖会抑制菌体的生长，也会使泡沫大量产生， 从而使发酵过程的泡沫发生异常。
发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。
在发酵过程中，如何及早发现杂菌的污染并及时采取措施 加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因 此，生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。 目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主要有显微镜检 查法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异 常观察法（如溶氧量）等。
第三节
杂菌污染的预防
一、种子带菌及其防治 二、空气带菌及其防治 三、操作失误导致染菌及其防治 四、设备渗漏或“死角”造成的染菌及其防 治
一、种子带菌及其防治
原因 保藏斜面试管菌种染菌、培养基和器具灭菌不彻底、种子转移
和接种过程染菌、种子培养所涉及的设备和装置染菌。
措施 ① 严格控制无菌室的污染，根据生产工艺的要求和特点，建立
发酵中期染菌将会导致培养基中的营养物质大量消耗，并 严重干扰生产菌的代谢，影响产物的生成。 有的染菌后杂菌大量繁殖，产生酸性物质，使pH值下降， 糖、氮等的消耗加速；菌体自溶，致使发酵液发粘，产生大 量的泡沫，代谢产物的积累减少或停止； 有的染菌后会使已生成的产物被利用或破坏。 从目前的情况来看，发酵中期染菌一般较难挽救，危害性 较大，在生产过程中应尽力做到早发现、快处理。
发酵过程中的染菌定义、影响因素和防治
发酵过程中的染菌定义、影 响因素和防治
❖ 染菌的防治
一、染菌的影响
发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发 酵工业的致命伤。 造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大 损失 扰乱生产秩序，破坏生产计划。 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往 会影响人们的情绪和生产积极性。 影响产品外观及内在质量
❖染菌的防治
❖染菌的防治
（二）染菌原因
造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验，对 绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的，但在实际 生产中发酵染菌率仍比较高，可以说产生这种现象 大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任”和 “侥幸心理”所造成的。例如，灭菌的蒸汽压不足 不能灭菌；设备有渗漏不能进罐等等都是众所周知 的，但因为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐，结果 以污染杂菌而告终。现将我们收集到的国内外几家 抗生素工厂发酵染菌原因列于下：
❖染菌的防治
日本工业技术院发酵研究所多年来抗生素发酵染菌原因分析
项目
百分率%
种子带菌或怀疑种子带菌
9.64
接种时罐压跌零
0.19
培养基灭菌不透
0.79
总空气系统有菌
19.96
泡沫冒顶
❖染菌的防治
2、污染不同种类和性质的微生物的影响
（1）污染噬菌体 噬菌体的感染力很强，传播蔓延迅速，也 较防治，故危害极大。污染噬菌体后，可 使发酵产量大幅度下降，严重的造成断种， 被迫停产。
❖染菌的防治
（2）污染其它杂菌
有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫， 即使添加消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过 程的通气搅拌。 有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下 降，使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌， 由于芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会 反复染菌。
❖ 染菌的防治
一、染菌的影响
发酵过程污染杂菌，会严重的影响生产，是发 酵工业的致命伤。 造成大量原材料的浪费，在经济上造成巨大 损失 扰乱生产秩序，破坏生产计划。 遇到连续染菌，特别在找不到染菌原因往往 会影响人们的情绪和生产积极性。 影响产品外观及内在质量
❖染菌的防治
❖染菌的防治
（二）染菌原因
造成染菌的因素很多，但总结几十年的经验，对 绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的，但在实际 生产中发酵染菌率仍比较高，可以说产生这种现象 大多数是由于工作中“明知故犯”“不负责任”和 “侥幸心理”所造成的。例如，灭菌的蒸汽压不足 不能灭菌；设备有渗漏不能进罐等等都是众所周知 的，但因为有侥幸心理还是照样灭菌，进罐，结果 以污染杂菌而告终。现将我们收集到的国内外几家 抗生素工厂发酵染菌原因列于下：
❖染菌的防治
日本工业技术院发酵研究所多年来抗生素发酵染菌原因分析
项目
百分率%
种子带菌或怀疑种子带菌
9.64
接种时罐压跌零
0.19
培养基灭菌不透
0.79
总空气系统有菌
19.96
泡沫冒顶
❖染菌的防治
2、污染不同种类和性质的微生物的影响
（1）污染噬菌体 噬菌体的感染力很强，传播蔓延迅速，也 较防治，故危害极大。污染噬菌体后，可 使发酵产量大幅度下降，严重的造成断种， 被迫停产。
❖染菌的防治
（2）污染其它杂菌
有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫， 即使添加消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过 程的通气搅拌。 有的杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下 降，使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌， 由于芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会 反复染菌。
发酵工程制药—发酵染菌及防治
三、不同染菌途径对发酵的影响
04 设备渗漏 染菌几率较大
03 培养基或设备灭菌不彻底 一般不具延续性，使单个（批）发 酵罐发酵失败
01 种子带菌 将导致染菌范围不断扩大，使生产 蒙受重大损失。
02 空气带菌 使发酵大面积染菌
四、不同染菌时间对发酵的影响
染菌时间：指无菌检查方法确准的污染时间，不是杂菌进入培养液的时间
（四）培养基灭菌不彻底导致染菌及防治
原料性状及灭菌技术的好坏影响灭菌质量。 1、原料性状 稀薄的培养基易灭菌彻底；而淀粉质原料特别是有颗粒时易灭菌不彻底或是升温过快或混 合不均时，易结块，使中心部位在灭菌时“夹生”，导致在发酵过程中团块散开而染菌。 防止措施： 淀粉质培养基以实罐灭菌为好，在升温时先搅拌均匀，加入一定量的a-淀粉酶进行液化， 并将原料大颗粒筛去。
放掉部分料液，补入必要营 养，重新灭菌再接种发酵
降温培养、调节ｐＨ、补加 培养基
发酵中后期染菌的处理
发
轻微染菌
酵
中
后
期
染
代谢产物已达一定水平
菌
的
处
无提取价值的发酵液
理
适当加入杀菌剂或抗生素及正 常的发酵液以抑制杂菌的生长 速度。
明确是染菌可放罐或继续培养
加热至1２0℃，保持30分钟 后排放
处理措施应具体问题具体分析、多种方法综合应用，如 案例：柠檬酸发酵中期染菌，处理措施：
✓ Ⅰ发酵初期，溶解氧基本不变 ✓ Ⅱ对数生长期，溶解氧浓度迅速下降 ✓ Ⅲ发酵中期，溶解氧有波动但变化不大 ✓ Ⅳ发酵后期，溶解氧浓度上升
ⅠⅡ Ⅲ
Ⅳ
➢ 异常的溶解氧曲线
1、当感染噬菌体时，生产菌的呼 吸作用受抑制，溶解氧浓度迅速上 升。感染噬菌体时的溶解氧的变化 比菌体浓度变化更灵敏。
发酵生产染菌及防治
制作用，或受控于对它具有权威的Agent。在这类系统中
，被控Agent的行为受到约束，自主程度较低。
2）自主Agent构成的系统：Agent自主地决策，产生计
划，采取行动。Agent之间具有松散的社会性联系。
Agent通过与外界的交互，了解外部世界的变化，并从经
验中学习增强其求解问题的能力以及与相识者建立良好
9.1多Agent系统简述
第九章 多Agent系统
9.1.3特点及分类
（2.2分）类根据对动态性的适应方法分类 1）系统拓扑结构不变，即Agent数目、Agent之间的社
会关系等都不变。 ➢Agent内部结构固定，基本技能不变，通过重构求解问 题的方式来适应环境； ➢Agent通过自重组来适应环境，例如修改调整自己的知 识结构、目标、选择等。
的协作关系。在这类系统中，自主Agent之间的协作关系
是互惠互利的关系，当目标发生冲突时，通过协商来解
决。
3）灵活Agent（即半自主的Agent）构成的系统：
Agent进行决策时，某些问题在一定程度上需要受控于其
他Agent，大部分情况下要求Agent完全自主地工作。在
这类系统中，Agent之间通常是松散耦合，具有一定的组 织结构，通过承诺和组织约9 o束f 3相1 互联of 31
9.1多Agent系统简述
第九章 多Agent系统
计（方11法.特）和点由计于算A机ge语nt可言以开9.1是发.3不特而点同成及的，分个因类人而或可组能织是采完用全不异同质的和设分 布的MA；S用于解决实际问题，其特性因为应用的不同领
（域2而）有在所M不AS同中，，主每要个有A以ge下nt是一自些治特的点，：各自按照自己的 方式异步地运行自己的进程，解决给定的子问题，自主地 推理和规划并选择适当的策略，并以特定的方式影响环境 ；
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回
操作不当造成染菌及其防治
原因 分析 1、灭菌时由于操作不合理，未将罐内的空气完全排除，
造成压力表显示“假压”。
2、产生泡沫发泡严重时泡沫可上升至罐顶甚至逃逸， 以致泡沫顶罐。 3、连续灭菌过程中，培养基灭菌的温度及其停留时 间没有符合灭菌的要求。
4、探头或元件灭菌方法不当。
回
噬菌体污染及其防治
机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀（如氧溶解于
水，使金属不断失去电子，加快腐蚀作用）、磨浊
摊口金属与原料中的泥沙之间磨损、加工制作不良
等原因形成微小漏孔后发生渗漏染菌。
死角
生产上常把不能彻底灭菌的部位称为
“死角”。
实际过程中，“死角”包括了发酵设 备或连接管道的某一部位和培养基或其他 物料的某一部分等。
增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的
异常下跌、发酵周期的异常拖长、发酵液的粘度
异常增加等判断染菌。
回
染菌原因分析
分析目的 总结发酵染菌的经验教训，积极采取必
要的措施，防止生产过程中再次染菌，把发 酵染菌控制在生产前。防患于未然是发酵生 产过程中控制染菌污染的最重要措施 。
从两表中可以看出，由 于不同厂家的生产工艺、技 术管理水平好坏不同，而使 各种染菌原因的百分率有所 不同，其中尤以设备渗漏和 空气带菌而染菌较为普遍且 严重。值得注意的是，不明 原因的染菌分别达20.0%和 35.13%。这表明，目前分 析染菌原因的水平还有待于 进一步提高。
4 空气除菌不净方面原因分析
溶解氧的异常变化
当杂菌是好气性微生物时，溶解氧的变化是 在较短时间内下降，直至接近于零，且在长时间 内不能回升；
当杂菌是非好气性微生物，而生产菌由于受 污染而抑制生长，使耗氧量减少，溶解氧升高。
回
排气的CO2异常变化
好气性发酵排出的气体中的CO2含量与糖代谢有关。
对于特定的发酵过程，工艺确定后，排出的气体中的CO2
（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。
2、无菌试验期间应每6h观察一次无菌试验样品，以 便能及早发现染菌。
回
杂菌污染的挽救及处理
种子培养期染菌
处理：应经灭菌后弃之，并对种子罐、管 道等进行仔细检查和彻底灭菌 处理：营养成分消耗不多，应迅速重新灭 菌；另处，补充必要的营养成分，重新接 种进行发酵。
图5-6 法兰连接不当造成的“死角”染菌
5、管件的渗漏形成染菌及防治
原因 分析
目前生产上使用的阀门不能完全满足发酵 工程的工艺要求，是造成发酵染菌的主要原因 之一 。 采用加工精度高、材料好的阀门可减 少此类染菌的发生。
防治 措施
回
生产原料灭菌不彻底导致的染菌
原因 分析
• 淀粉质原料，在升温过快或混合不均匀时容易结 块，使团块中心部位“夹生”，蒸汽不易进入将 杂菌杀死 • 培养基中诸如麸皮、黄豆饼一类的固形物含量较 多，在投料时溅到罐壁或罐内的各种支架上，容 易形成堆积，这些堆积物在灭菌过程由于传热较 慢，一些杂菌也不易被杀灭。
发酵前期染菌
发酵中、后期染菌
处理：可以加入适当的杀菌剂或抗生素 以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长 速度；产品的含量若达一定值，只要明 确是染菌也可放罐 。 处理：空罐加热灭菌后至120℃以上、 30min后，才能使用。也可用甲醛熏 蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法进行 处理。
回
发酵后对设备的处理
不同杂菌的种类对发酵的影响
发酵过程
青霉素的发酵
链霉素的发酵 四环素的发酵 谷氨酸的发酵 柠檬酸的发酵
危害最大的杂菌种类
细短产气杆菌
细短杆菌、假单孢杆菌
双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌 噬菌体 青霉菌
回
不同生产阶段染菌对发酵的影响
种子培养期染菌 对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
3、染菌会对发酵工业造成哪些不良影响？ 染菌仍是发酵工业的致命伤。轻者影响产率、 产物提取收得率和产品质量；严重者造成生产失败，
浪费大量原材料，造成严重经济损失，而且扰乱生
产秩序，破坏生产计划。遇到连续染菌，特别是又
找不到染菌原因，未有防治措施时，往往会影响人
们的情绪和生产积极性，造成无法估量的危害。
原因 分析
引起发酵生产噬菌体污染的原因，大都 是由于生产过程中，人们不加注意地把大 量活菌体随意排放，这些活菌体栖息于周 围环境，同少量与其有关的其它溶原性菌 株按触， 经过变异和杂交， 最终发生使生 产菌株溶菌的烈性噬菌体，并在环境中逐 渐增殖，随空气流动，污染种子和发酵罐 被噬菌体污染的发酵罐又大量排气，便是 更太的发源点。
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
发酵染菌及其防治
发酵染菌及其防治
1 2 3 4 染菌对发酵的影响 发酵异常现象及染菌原因分析 杂菌污染的判断与处理 杂菌污染的途径和防治
1、什么叫发酵染菌?
在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵 液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。
2、造成发酵染菌的可能途径有哪些？
菌种培养过程操作不当 培养基灭菌不彻底 发酵设备（如发酵罐、管道）密封不严 空气除菌不净
杂菌污染的途径和防治
• 种子带菌及其防治
• 空气带菌及其防治
• 设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治
• 生产原料灭菌不彻底导致的染菌
• 操作不当造成染菌及其防治
• 噬菌体染菌及其防治
种子带菌及其防治
原因分析 种子保存
种子换代 及接种
种子培养 设备
种子培养基
防治措施
• • • •
1．检查发生污染所用的保藏菌种。 2．检查发生污染的种子罐接种所用的三角瓶等器皿。 3．检查对三角瓶、棉花塞、培养基等所进行的灭菌操作。 4．检查天菌锅的工作情况， 校核温度表和压力表。灭菌 锅工作时锅内空气务必排尽。 • 5．检查无菌室的无菌状况， 特别是接种箱。检查接种箱 所用的杀菌熏剂。 • 6．检查操作人员的操作技术。 • 7．对杂菌或噬菌体进行微生物检验。
发酵中期染菌
干扰生产菌的代谢，影响产物的生成 。
发酵后期染菌
影响相对较小 。
回
不同染菌原因对发酵的影响
种子带菌
将导致染菌范围不断扩大，使 生产蒙受重大损失。 使发酵大面积染菌。
空气带菌
培养基或设备 灭菌不彻底
一般不具延续性，使单个（批） 发酵罐发酵失败。
设备渗漏
染菌几率较大。
回
不同染菌程度对发酵的影响
无菌试验方法
• • • • 1、显微镜检查法（镜检法） 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（由红
色变为黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有
异常菌落的出现，即可判断为染菌。
无菌试验方法
注意 事项
1、无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至本批
防治 措施 1、采取罐内壁涂刷防腐涂料、加强清洗并定期 铲除污垢等是有效消除染菌的措施 。
2、采用不锈钢或复合钢可有效克服此弊端并注
意清洗是可以避免染菌的 。
4、管路的安装或管路的配置不合理形成“死 角”
原因 1、经常将一些管路汇集到一条总的管路上。 分析
2、管路大多采用法兰连接。
但常会发生诸如垫圈大小不配套、法兰不平
4、在现有科学条件下能否做到彻底不染菌？
据报道，国外抗生素发酵平均染菌率为2%-5%，国内 的抗生素发酵、青霉素发酵染菌率2%，链霉素、红霉素和 四环素发酵染菌率约为5%，谷氨酸发酵噬菌体感染率1-2%。
5、既然染菌不可避免，哪我们应该怎样做？
目前要做的是要提高生产技术水平，强化生产过程的管 理，把握好各个易染菌的环节，尽可能防止发酵染菌的发生； 而且一旦发生染菌，要能尽快找出其污染的原因，并采取相 应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最小。
回
杂菌污染的判断及处理
• 染菌的检查和判断 • 杂菌污染的挽救及处理
回
染菌的检查和判断
检查判断 目的意义
• 发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判
断。在发酵生产过程中，如何及早发现杂菌的污染并及 时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的 重要手段。因此，生产上要求能准确、快速的检查出杂 菌的污染。目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主 要有以下四种：
染菌对发酵的影响
1 污染杂菌的不同种类
2 不同阶段染菌 不同染菌的原因 不同染菌程度
3
4
不同杂菌的种类对发酵的影响
在抗生素的发酵过程中，青霉素的发酵污染 细短产气杆菌比粗大杆菌的危害更大; 链霉素的发酵污染细短杆菌、假单孢杆菌和 产气杆菌比污染粗大杆菌更有危害； 谷氨酸的发酵最怕噬菌体的污染。
整、安装未对中、法兰与管子的焊接不好、受
热不均匀使法兰翘曲以及密封面不平等现象， 从而形成“死角”而染菌 。
防治 措施
• 采用单独的排气、排水和排污管可有效防止 染菌的发生。
• 法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求
尽可能减少或取消连接法兰等措施 。
图5-5 灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
1、盘管的渗漏染菌及防治
原因 分析 由于存在温差（内冷却水温、外灭菌温），温度急剧 变化，或发酵液的pH低、化学腐蚀严重等原因 。
防治 措施
生产上可采取仔细清洗，检查渗漏，或降低冷却水 中CL-1的含量等措施加以防治
2、空气分布管的“死角”染菌及防治
操作不当造成染菌及其防治
原因 分析 1、灭菌时由于操作不合理，未将罐内的空气完全排除，
造成压力表显示“假压”。
2、产生泡沫发泡严重时泡沫可上升至罐顶甚至逃逸， 以致泡沫顶罐。 3、连续灭菌过程中，培养基灭菌的温度及其停留时 间没有符合灭菌的要求。
4、探头或元件灭菌方法不当。
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噬菌体污染及其防治
机酸等发生腐蚀作用）、电化学腐蚀（如氧溶解于
水，使金属不断失去电子，加快腐蚀作用）、磨浊
摊口金属与原料中的泥沙之间磨损、加工制作不良
等原因形成微小漏孔后发生渗漏染菌。
死角
生产上常把不能彻底灭菌的部位称为
“死角”。
实际过程中，“死角”包括了发酵设 备或连接管道的某一部位和培养基或其他 物料的某一部分等。
增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的
异常下跌、发酵周期的异常拖长、发酵液的粘度
异常增加等判断染菌。
回
染菌原因分析
分析目的 总结发酵染菌的经验教训，积极采取必
要的措施，防止生产过程中再次染菌，把发 酵染菌控制在生产前。防患于未然是发酵生 产过程中控制染菌污染的最重要措施 。
从两表中可以看出，由 于不同厂家的生产工艺、技 术管理水平好坏不同，而使 各种染菌原因的百分率有所 不同，其中尤以设备渗漏和 空气带菌而染菌较为普遍且 严重。值得注意的是，不明 原因的染菌分别达20.0%和 35.13%。这表明，目前分 析染菌原因的水平还有待于 进一步提高。
4 空气除菌不净方面原因分析
溶解氧的异常变化
当杂菌是好气性微生物时，溶解氧的变化是 在较短时间内下降，直至接近于零，且在长时间 内不能回升；
当杂菌是非好气性微生物，而生产菌由于受 污染而抑制生长，使耗氧量减少，溶解氧升高。
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排气的CO2异常变化
好气性发酵排出的气体中的CO2含量与糖代谢有关。
对于特定的发酵过程，工艺确定后，排出的气体中的CO2
（罐）放罐后12h，确认为无杂菌后才能弃去。
2、无菌试验期间应每6h观察一次无菌试验样品，以 便能及早发现染菌。
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杂菌污染的挽救及处理
种子培养期染菌
处理：应经灭菌后弃之，并对种子罐、管 道等进行仔细检查和彻底灭菌 处理：营养成分消耗不多，应迅速重新灭 菌；另处，补充必要的营养成分，重新接 种进行发酵。
图5-6 法兰连接不当造成的“死角”染菌
5、管件的渗漏形成染菌及防治
原因 分析
目前生产上使用的阀门不能完全满足发酵 工程的工艺要求，是造成发酵染菌的主要原因 之一 。 采用加工精度高、材料好的阀门可减 少此类染菌的发生。
防治 措施
回
生产原料灭菌不彻底导致的染菌
原因 分析
• 淀粉质原料，在升温过快或混合不均匀时容易结 块，使团块中心部位“夹生”，蒸汽不易进入将 杂菌杀死 • 培养基中诸如麸皮、黄豆饼一类的固形物含量较 多，在投料时溅到罐壁或罐内的各种支架上，容 易形成堆积，这些堆积物在灭菌过程由于传热较 慢，一些杂菌也不易被杀灭。
发酵前期染菌
发酵中、后期染菌
处理：可以加入适当的杀菌剂或抗生素 以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长 速度；产品的含量若达一定值，只要明 确是染菌也可放罐 。 处理：空罐加热灭菌后至120℃以上、 30min后，才能使用。也可用甲醛熏 蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法进行 处理。
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发酵后对设备的处理
不同杂菌的种类对发酵的影响
发酵过程
青霉素的发酵
链霉素的发酵 四环素的发酵 谷氨酸的发酵 柠檬酸的发酵
危害最大的杂菌种类
细短产气杆菌
细短杆菌、假单孢杆菌
双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌 噬菌体 青霉菌
回
不同生产阶段染菌对发酵的影响
种子培养期染菌 对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
3、染菌会对发酵工业造成哪些不良影响？ 染菌仍是发酵工业的致命伤。轻者影响产率、 产物提取收得率和产品质量；严重者造成生产失败，
浪费大量原材料，造成严重经济损失，而且扰乱生
产秩序，破坏生产计划。遇到连续染菌，特别是又
找不到染菌原因，未有防治措施时，往往会影响人
们的情绪和生产积极性，造成无法估量的危害。
原因 分析
引起发酵生产噬菌体污染的原因，大都 是由于生产过程中，人们不加注意地把大 量活菌体随意排放，这些活菌体栖息于周 围环境，同少量与其有关的其它溶原性菌 株按触， 经过变异和杂交， 最终发生使生 产菌株溶菌的烈性噬菌体，并在环境中逐 渐增殖，随空气流动，污染种子和发酵罐 被噬菌体污染的发酵罐又大量排气，便是 更太的发源点。
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
发酵染菌及其防治
发酵染菌及其防治
1 2 3 4 染菌对发酵的影响 发酵异常现象及染菌原因分析 杂菌污染的判断与处理 杂菌污染的途径和防治
1、什么叫发酵染菌?
在发酵过程中，生产菌以外的其他微生物侵入了发酵 液，从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。
2、造成发酵染菌的可能途径有哪些？
菌种培养过程操作不当 培养基灭菌不彻底 发酵设备（如发酵罐、管道）密封不严 空气除菌不净
杂菌污染的途径和防治
• 种子带菌及其防治
• 空气带菌及其防治
• 设备的渗漏或“死角”造成的染菌及其防治
• 生产原料灭菌不彻底导致的染菌
• 操作不当造成染菌及其防治
• 噬菌体染菌及其防治
种子带菌及其防治
原因分析 种子保存
种子换代 及接种
种子培养 设备
种子培养基
防治措施
• • • •
1．检查发生污染所用的保藏菌种。 2．检查发生污染的种子罐接种所用的三角瓶等器皿。 3．检查对三角瓶、棉花塞、培养基等所进行的灭菌操作。 4．检查天菌锅的工作情况， 校核温度表和压力表。灭菌 锅工作时锅内空气务必排尽。 • 5．检查无菌室的无菌状况， 特别是接种箱。检查接种箱 所用的杀菌熏剂。 • 6．检查操作人员的操作技术。 • 7．对杂菌或噬菌体进行微生物检验。
发酵中期染菌
干扰生产菌的代谢，影响产物的生成 。
发酵后期染菌
影响相对较小 。
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不同染菌原因对发酵的影响
种子带菌
将导致染菌范围不断扩大，使 生产蒙受重大损失。 使发酵大面积染菌。
空气带菌
培养基或设备 灭菌不彻底
一般不具延续性，使单个（批） 发酵罐发酵失败。
设备渗漏
染菌几率较大。
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不同染菌程度对发酵的影响
无菌试验方法
• • • • 1、显微镜检查法（镜检法） 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法
无菌试验时，如果肉汤连续三次发生变色反应（由红
色变为黄色）或产生混浊，或平板培养连续三次发现有
异常菌落的出现，即可判断为染菌。
无菌试验方法
注意 事项
1、无菌试验的肉汤或培养平板应保存并观察至本批
防治 措施 1、采取罐内壁涂刷防腐涂料、加强清洗并定期 铲除污垢等是有效消除染菌的措施 。
2、采用不锈钢或复合钢可有效克服此弊端并注
意清洗是可以避免染菌的 。
4、管路的安装或管路的配置不合理形成“死 角”
原因 1、经常将一些管路汇集到一条总的管路上。 分析
2、管路大多采用法兰连接。
但常会发生诸如垫圈大小不配套、法兰不平
4、在现有科学条件下能否做到彻底不染菌？
据报道，国外抗生素发酵平均染菌率为2%-5%，国内 的抗生素发酵、青霉素发酵染菌率2%，链霉素、红霉素和 四环素发酵染菌率约为5%，谷氨酸发酵噬菌体感染率1-2%。
5、既然染菌不可避免，哪我们应该怎样做？
目前要做的是要提高生产技术水平，强化生产过程的管 理，把握好各个易染菌的环节，尽可能防止发酵染菌的发生； 而且一旦发生染菌，要能尽快找出其污染的原因，并采取相 应的有效措施，把发酵染菌造成的损失降低到最小。
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杂菌污染的判断及处理
• 染菌的检查和判断 • 杂菌污染的挽救及处理
回
染菌的检查和判断
检查判断 目的意义
• 发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判
断。在发酵生产过程中，如何及早发现杂菌的污染并及 时采取措施加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的 重要手段。因此，生产上要求能准确、快速的检查出杂 菌的污染。目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主 要有以下四种：
染菌对发酵的影响
1 污染杂菌的不同种类
2 不同阶段染菌 不同染菌的原因 不同染菌程度
3
4
不同杂菌的种类对发酵的影响
在抗生素的发酵过程中，青霉素的发酵污染 细短产气杆菌比粗大杆菌的危害更大; 链霉素的发酵污染细短杆菌、假单孢杆菌和 产气杆菌比污染粗大杆菌更有危害； 谷氨酸的发酵最怕噬菌体的污染。
整、安装未对中、法兰与管子的焊接不好、受
热不均匀使法兰翘曲以及密封面不平等现象， 从而形成“死角”而染菌 。
防治 措施
• 采用单独的排气、排水和排污管可有效防止 染菌的发生。
• 法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求
尽可能减少或取消连接法兰等措施 。
图5-5 灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
1、盘管的渗漏染菌及防治
原因 分析 由于存在温差（内冷却水温、外灭菌温），温度急剧 变化，或发酵液的pH低、化学腐蚀严重等原因 。
防治 措施
生产上可采取仔细清洗，检查渗漏，或降低冷却水 中CL-1的含量等措施加以防治
2、空气分布管的“死角”染菌及防治