第四章 培养基的制备及灭菌设备PPT课件

2 连续灭菌
连续灭菌：将配制好的培养基在向发酵 罐等培养装置输送的同时进行加热、保 温和冷却而进行灭菌。
流程1：连续灭菌基本流程
流程2：喷射加热连续灭菌流程
流程3：薄板换热器连续灭菌流程
又称实罐灭菌：将配制好的培养基放在 发酵罐或其它容器中，通入蒸气将培养 基和所用设备一起灭菌的操作过程。
间歇灭菌的操作（如图）：发酵 罐的空气分过滤器灭菌并用空气 吹干，进料完毕，开搅拌以防料 液沉淀。开夹套蒸气阀，使料液 预热升温至80℃，关闭夹套蒸气 阀门，开空气、出料、取样阀门 进蒸气，开排汽阀，包括小辫子 （进料管、补料管、接种管和排 汽管）。当升温至110℃左右，控 制进出汽阀门直至温度121 ℃，保 温30min，保温结束，关过滤器排 气阀、排汽阀、进汽阀，关夹套 下水道阀，开冷却水进回水阀。 待罐压低于过滤器压力时，开空 气进气阀通入无菌空气，通入冷 却水，将培养基温度降至培养温 度。
图为加热器，由三层直径 不同的套管组成，内层和 中层管壁钻有小孔，各层 套管用法兰连接。粉浆流 经中层管，高压加热蒸气 从内外两层进入，穿过小 孔向粉浆液流喷射。
（三） 真空冷却器
料液以切线进入，由于器内 为真空，醪液产生自蒸发， 产生大量的二次蒸气，醪液 在器内旋转被离心甩向周边 沿壁流下，从锥底排醪液口 排出。二次蒸气从器顶进入 进入冷凝器，在冷凝器内与 水直接接触而被冷凝，不凝 性气体由真空泵或蒸气喷射 泵抽走，造成器内真空。
作用：用来加热煮沸辅助原料和部分麦 芽醪液，使其淀粉液化和糊化。
构造
粉碎后的大米粉、麦芽粉 和热水由下粉筒3及进水管 混匀后送入，借助旋桨式 搅拌器8的作用，使之充分 混合。气升筒下部的环形 槽14是收集从气升筒内壁 流下的污水，经排出管排 出锅外。风门15的开启程 度用于控制醪液升温或煮 沸情况。
（二 ）蒸煮设备 主要有罐式和柱式连续蒸煮设备。
罐式蒸煮设备有高温和低温蒸煮，具有设 备简单，操作容易等特点。
图为蒸煮罐，粉浆用往复 泵由下端中心进料口压入 罐内，被加热蒸气口2喷 出的蒸气加热到蒸煮温度， 经加热的醪液从管3流入 后熟器
注意：加热罐和后熟器的 直径不宜太大，以保证醪 液先进先出。
若干部分。隔板上的孔上下交错地配置，隔板固定在两 根水平秆上，能与杆一起装卸，以便清理，并可以从管 子中取出来。 安装时，通常出口的一端向下倾斜。 特点：混合效果较好，没有搅拌器，节省动力。
2.立式糖密连续稀释器
为圆筒形器身，上、下封头 为锥形。
该器的下部有两个连接管： 一个进糖蜜，另一个进热水， 流过最下面的一个中心有圆 形孔的隔板又进入冷水与糖 液混合。
四 液体培养基的灭菌
（一）灭菌的原理和方法 （二）培养基热灭菌的动力学 （三）培养基灭菌
（一） 灭菌的原理和方法 灭菌：利用物理或化学方法杀灭或除去
物料及设备中一切有生命物质的过程。 表1列出各种灭菌方法的特点及适用范围
（二）培养基热灭菌的动力学 1.对数残留公式
－dN/dτ=kN 负号表示活菌数减少。 式中 N——为培养基活菌的个数；
图为快速过滤槽，是一种在低 真空下操作的新型糖化醪过滤 设备。
在槽身的下部装有5－7层呈 网状而互相沟通的过滤管，上 有条形滤孔，每一层过滤管为 一独立的过滤单元。过滤时先 把糖化醪用泵输送到已用热水 预热过的过滤槽中，醪液通过 两个分配器均匀分布到槽内， 在滤管上形成滤层。当醪液没 过滤管后，开始用泵抽滤。开 始流出的麦汁比较混浊，用泵 返回过滤槽，待麦汁清亮透明 后送入麦汁煮沸锅。
τ——灭菌时间（s）； k——反应速率常数，其因次是时间 的倒数 (s－1)、(min－1)
2 .理论灭菌时间
τ =2.3031/k logN0/Ns
式中 N0———灭菌开始时，污染的培养基中杂菌 个数(个／mL)
Ns——经灭菌时间τ后，残存活菌个数(个／ mL)
（三）培养基的灭菌
1. 间歇灭菌
（四 ）糖化设备
1 连续糖化罐
目的：将已降温至60－62℃ 的糊化醪与糖化醪液或曲乳混 合， 60℃维持30－45min， 保持流动状态，使淀粉在酶的 作用下变成发酵性糖。
它可连续地把糊化醪与水稀释， 同时将糖化剂混合，通过维持 一定的温度和时间，保持流动 状态，使酶充分发挥作用。设 有自动控制液面的装置，保证 糖化醪的容量不变。
里面有7-8块具有半圆形缺口 的隔板交错配置，即圆形缺 口在左，一个半圆形缺口在 右，这样液体呈湍流运动， 使糖密和水更好地混合。
稀释器总高度为1.5m，用45mm钢板制成，
1.隔板 2.固定杆
二、淀粉质原料的蒸煮糖化设备
（一） 淀粉质原料蒸煮糖化目的： 1 将不溶性淀粉变成可溶性淀粉 2 灭菌
第四章 培养基的制备及灭菌设备
一、糖蜜原料的稀释与澄清 二、淀粉质原料的蒸煮糖化设备 三、啤酒生产中麦芽汁的制备 四、液体培养基的灭菌
一、糖蜜原料的稀释与澄清
（一）间歇式糖蜜稀释器 为一敞口容器，稀释罐内进行，内有搅拌
器。 （二）连续式糖蜜稀释器 1.水平式糖蜜连续稀释器
结构： 圆筒形水平管子，沿管长装置若干隔板和筛板，分成化锅
作用：使麦芽粉与水混 合，保持一定温度进 行蛋白质分解和淀粉 糖化。
（四） 麦汁煮沸锅
作用：
用于麦汁的煮沸和浓缩， 使麦汁达到要求的浓度；
浸出酒花的苦味及芳香物 质；
凝固蛋白质、灭菌、灭酶。
（五 ）糖化醪过滤槽
作用：澄清麦汁
图为过滤槽，常压过滤 设备，平底上带有滤板 的夹层。过滤槽平底上 方8－12cm处水平铺设 过滤筛板。槽中设有耕 槽机，用以疏松麦糟和 排出麦糟。
连续糖化罐一般在常压下操作， 多采用密闭式以免染菌。
三、 啤酒生产中麦芽汁的制备
（一） 啤酒厂糖化设备的组合方式 四器组合：糊化锅、糖化锅、过滤槽（或
压滤机）和麦汁煮沸锅。 六器组合：在四器组合的基础上，增加一
个过滤槽和一个麦汁煮沸锅。 二器组合：糖化锅兼麦汁过滤槽和糊化锅
兼煮沸锅。
（二 ）糊化锅