第六章-发酵工程基本操作

五、其他除菌方法
（1）过滤除菌法 是将液体或气体用微孔薄膜过滤，使大
于孔径的细菌等微生物颗粒阻留，从而 达到除菌目的。在体外培养时，过滤除 菌大多用于遇热容易变性而失效的试剂 或培养液。
（2）还可以用气体灭菌剂如环氧乙烷等 对个别成分进行灭菌处理。
六、灭菌效果监测
１、高压蒸汽灭菌效果监测 (1) 高压蒸汽灭菌指示卡：将卡片放入
空气要做到绝对无菌在目前是不可能的，也是不 经济的。
发酵对无菌空气的无菌程度要求是：只要在发酵 过程中不因无菌空气染菌而造成损失即可。
在工程设计中一般要求1000次使用周期中只允许 有一个菌通过
《 药品生产管理规范》中洁净度标准
洁净级别 尘粒数（粒） 菌落数
粒径≥0.5μm
100
≤3.5
灭菌温度上升，灭菌速度常数增加速度大于培 养基成分破坏增加的速度，因此，灭菌温度上 升，则杀死微生物速度增加大于培养基成分破 坏速度的增加。
因而生产中多采用高温或超高温灭菌，其在杀 灭微生物的同时可减少培养基营养成分的破坏
培养基连消工艺流程图
四. 影响培养基灭菌的因素
1、值的影响 值对微生物的耐热性影响很大，为6.0-
（一）空罐灭菌
空罐灭菌也称空消。无论是种子罐、发 酵罐、还是尿素（或液氨）罐、消泡罐， 当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进 行预先灭菌，为空罐灭菌。
为了杀死所有微生物特别是耐热的的芽 孢，空罐灭菌要求温度较高，灭菌时间 较长，只有这样才能杀死设备中各死角 残存的杂菌或芽孢。
（二）实罐灭菌
将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预 定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发 酵温度，然后接种发酵，这叫做实罐灭菌， 又称分批灭菌。
灭菌器不同部位，观察灭菌后指示卡颜 色变化。 (2)芽孢菌片法：将染有嗜热脂肪杆菌芽 孢105的菌片包好、放入灭菌器内。灭菌 后作细菌计数测定。对照是不经灭菌的 菌片，芽孢完全被杀灭或杀灭率达 99.9999％为合格。
２、紫外线消毒效果监测 ⑴ 微型紫外线强度计：
第二节 空气除菌
一、空气除菌概述
大型空气压缩机
静电除菌
静电除尘器可除去空气中的水雾、油雾、尘埃， 同时也除去微生物。
原理：利用静电引力来吸附带电粒子而达到除 尘灭菌目的。
对于一些直径小的微粒，所带电荷小，不能被 吸附而沉降。
介质过滤除菌
介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质 过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质 层中，而达到除菌的目的。
8.0时微生物最不易死亡， <6.0时氢离子 易渗入微生物的细胞内。
2、培养基成分
培养基的成分中，油脂、糖类、蛋 白质都是传热的不良介质，会增加 微生物的耐热性，使灭菌困难。
浓度较高的培养基相对需要较高温 度和较长时间灭菌。
3、培养基中的颗粒物质
培养基中的颗粒物质大，灭菌困难，反 之，灭菌容易。一般说来，含有颗粒对 培养基灭菌影响不大，但在培养基混有 较大颗粒，特别是存在凝结成团的胶体 时，会影响灭菌效果，必须过滤除去。
连续加压灭菌法优点
①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破坏，提高了 原料利用率，比“实罐灭菌”（120℃， 30分钟）提高产量5～10％；
②提高了发酵罐、锅炉的利用率； ③降低了劳动强度；适宜自动化操作。
采用高温灭菌的原理及优点
杀死微生物芽孢的活化能大于维生素分解的活 化能，灭菌中总体上希望尽可能的杀灭微生物， 同时少破坏营养成分。
从可靠性，经济适用与便于控制等方面考虑， 目前仍以介质过滤法较好，也是大多数发酵厂 广泛采用的方法。
三、发酵生产中制备无菌空气流程
一、空气除菌流程分析
要保持过滤器有比较高的过滤效率，应 维持一定气流速度和不受油、水干扰。
要保持不受油、水干扰则要有一系列冷 却、分离、加热的设备。
1 高空取气管
三路进汽：蒸汽直接从通风、取样和出料口 进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并 维持一定的时间。这就是所谓的“三路进 汽”。
（三）连续加压灭菌法
在发酵行业里也称“连消法”。此法只 在大规模的发酵工厂中作培养基灭菌用。
主要操作：将培养基在发酵罐外连续不 断地进行加热、维持和冷却，然后才进 入发酵罐。培养基一般在135～140℃下 处理5～15秒钟。
发酵对空气处理要求随发酵产品和菌种不同而异。 半固体制曲和酵母生产中无菌要求不十分严格，一
般无需复杂的空气净化处理； 密闭的深层通气发酵需严格的纯净培养，进入发酵
罐前空气必须进行冷却、脱水、脱油和过滤除菌 等处理。
发酵对空气无菌程度的要求
发酵对无菌空气的要求是 ：无菌、无灰尘、无 杂质、无水、无油等；
高压水入口
空气入口 图 4-9 水 雾 除 尘 装 置
3 油水分离器
其内部同时采用直接拦截， 惯性碰撞，布朗扩散及凝 聚等机理，能有效地去除 空气中的水、油雾、尘埃， 内部不锈钢丝网可清洗， 使用寿命长。
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金属丝网 空气进口
＜1
10000
≤350
＜3
100000 ≤3500
＜10
﹥100000 ≤35000
暂缺
二、空气除菌的方法
（一） 辐射杀菌 （二） 热杀菌 （三） 静电除菌 （四） 过滤除菌
热灭菌
热空气进入培养系统之前，一般均需用压缩机 压缩，提高压力。
空气压缩后温度可达到120℃以上，保持一定 时间后，便可杀菌。
第六章 发酵工程基本操作
第一节 严格消毒灭菌
一、灭菌（）
除菌的方法
培养基的加热灭菌（包括常压或蒸汽高压加热 法）
空气的过滤除菌 紫外线或电离辐射 化学药物灭菌
二、灭菌设备 l、高压蒸汽灭菌
手提式灭菌锅 立式或卧式灭菌锅 多用于少量
培养基的灭菌，一般能装几十瓶 或几百瓶。
三、灭菌操作
高空取气管是远离地面几十米 的管子。一般而言，地面附近 空气中所含的微生物和灰尘等 均比高空空气中含的多，每升 高10米，空气中杂菌可降低一 个数量级，因此从高空取气要 比从低空取气有利得多。
2 除 尘 装
置
振动机构 滤袋
净气 含尘气流
图 4-7 机 械 振 动 袋 式 除 尘 器
空气出口 过滤网