发酵工程设备及应用重点
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无菌空气:指通过除菌处理空气中含菌量降低到零或极低,从而使污染可能性降低到极小。静电除尘:利用静电引力来吸附带电离子从而达到除尘灭菌的目的。
间歇发酵:是微生物在一个发酵罐内完成的4个阶段的培养过程,而微生物在其前后两个非旺盛生长时间相当长。
连续发酵:在发酵罐内连续不断地流加培养液,同时又连续不断的排出发酵液,使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期,从而又降低了代谢产物的积累,这样就缩短了发酵周期,提高了设备利用率,是一种新型的发酵技术。
灭菌:使用物理或化学方法去除物料或设备中一切生命现象的过程。
死角:灭菌时某些原因温度达不到或不易达到的局部位置。
膜组件:是将膜以某种形式组装在一个基元设备内,然后在外界驱动力作用下,能实现对混合物各组组分分离的器件,又称膜组件。
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,而达到除菌目的。
发酵指数:(发酵单位*发酵液体积)/发酵周期/发酵罐体积
笼式供氧:是动物细胞搅拌式反应供养方式的一种,即用丝网隔开气泡,使之不与细胞直接接触。
离心分离因数:是离心机最重要的技术指标之一,指离心力与重力之比或离心加速度与重力加速度之比。
热阻:微生物对热的抵抗能力称为热阻。
对数残留定律:对微生物进行湿热灭菌时培养基,培养基中的微生物受热死亡的速度与残存的微生物数量成正比。
倒种:一部分种子来源于种子罐,一部分来源于发酵罐。
原位清洗系统(CIP):即在位清洗或原地清洗,它是指清洗剂和消毒剂对生产设备的内表面,如:发酵罐、热交换器、泵、阀门、管道和其它相关容器的内表面等无需拆卸和安装,就能进行周期清洗和消毒的系统。
Hutting模型:体积粉碎模型、表面粉碎模型、均一粉碎模型。
网目:单位英寸内筛孔数,用M表示。
连消法:指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过加热,保温和冷却过程的灭菌方法。实消法:指将配置好的培养基放在发酵罐中通入蒸汽进行灭菌的方法。
影响培养基灭菌的主要因素
1、微生物热阻
2、pH:微生物在pH6.0-8.0范围内耐热性最大
3、菌的浓度:细菌浓度越高,灭菌时间越长
4、培养基成分
5、泡沫
6、颗粒
简述储气罐的作用
1.消除压缩机排出的脉冲,使罐压稳定,同时利用重力沉降作用分离部分油雾
2.高温空气在储气罐内停留一段时间,起到空气的部分杀菌作用
提高介质过滤除菌的措施
1、减少进口空气的含菌数
(1)加强生产环境的卫生管理,减少环境空气中的含菌量
(2)提高空气进口位置,减少空气进口含量
(3)加强压缩前的空气预过滤
2、设计和安装合理的空气过滤器
3、降低总过滤器空气的相对湿度
(1)采用无油润滑空压机
(2)加强空气的冷却,去油水
(3)提高进入总过滤器的空气温度,降低其相对湿度
对数穿透定律假设
1、纤维之间互不影响
2、微粒与纤维接触即吸附
3、过滤效率与空气中的微粒的浓度无关
4、空气中的微粒在滤层中的递减均匀
气蚀的原因及危害
原因:液体在吸液池压力(Pa)和叶轮入口附近最低压力(Pk)间形成的差压(Pa-Pk)作用下流入叶轮的。当Pa一定时,Pk越低,则泵的吸入能力越大。当Pk低于液体相应温度下的饱和整齐压力Pt时,液体便剧烈汽化产生大量气泡。
危害:1、产生噪音2、泵流过部件点蚀3、泵的性能下降
空气除菌的方法
介质过滤
辐射
加热
静电吸附
化学药品
微生物下游工程一般程序
1、发酵液的预处理和过滤
2、提取:目的是除去与目标产物性质差异大的杂质
3、精制:采用对产品高度选择性的分离技术,除去与产物化学性质和物理性质相近的杂质
4、成品加工
介质过滤除菌的原理
(1)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
(2)依靠气流通过滤层时,基于滤层纤维的层层阻碍,迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动,从而导致微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩散、重力和静电引力等作用,从而把微生物截留、捕集在纤维表面上,实现过滤目的。
实罐灭菌的步骤
1、将输料管道的污水放掉,冲净
2、用泵将配置好的培养基输送到发酵罐或种子罐、料罐中,同时开动搅拌灭菌,灭菌前将
各排气阀打开,将蒸汽从进气口、排料口、取样口等直接通入罐中,使罐温上升到118-121度,罐压维持在0.09-0.1Mpa,保持30min。
热交换器类型
夹套式热交换器、
立式蛇管式热交换器
立式盘管式热交换器
液体物料输送设备及其特点
离心泵
往复泵
隔膜泵
螺杆泵:效率高、无振动和噪音;粘稠性的液体。
齿轮泵:流量较小,但压头较高
漩涡泵:与离心泵类似
典型过滤操作分哪几个阶段?代表设备?
1、过滤阶段:恒速过滤、恒压过滤
2、滤饼洗涤
3、滤饼干燥
4、滤饼卸除
代表设备:板框压滤机、箱氏压滤机、自动板框压滤机
空气过滤除菌流程
实消法与连消法的定义及优缺点
连消法:指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过加热,保温和冷却过程的灭菌方法。实消法:指将配置好的培养基放在发酵罐中通入蒸汽进行灭菌的方法。
实消法:优点:
不需专门的灭菌设备,投资少、设备简单、灭菌效果可靠。
对于极易发泡或者黏度很大液体,一般实消法;
对蒸汽的要求较低,一般3-4kg/cm2即可满足。
缺点:
灭菌过程中蒸汽用量变化大,造成锅炉负荷波动大;加热和冷却的时间较长,延长了发酵周