发酵工程第3讲(2011.3).pptVIP

2011.3.7 第三讲 第五章 无菌空气的制备 1、空气除菌的方法 2、无菌空气制备的工艺流程 第六章 种子的制备过程 1、概述 2、菌种室种子的制备 3、生产车间种子的制备 4、影响种子质量的因素 5、种子质量的检测与分析 6、发酵生产无菌接的种操作方法 第五章 无菌空气的制备 发酵工业大多数是利用好氧微生物进行纯种培养，通常以空气作为氧源，空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物, 空气中一般有103~104个/m3 1 空气除菌的方法 1.1 加热灭菌 加热灭菌是一种有效可靠的灭菌方法，可以用蒸汽、电能、空气压缩过程产生的热量进行灭菌。但采用蒸汽或电能加热大量的空气，即不经济又不安全，不适宜于工业化大生产。 1.2 辐射杀菌 X射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。但通常用于无菌室和医院手术室等空气对流不大的环境，不适应发酵大生产使用。 1.3 静电除菌 静电除菌是利用静电引力吸附带电粒子而达到除菌除尘目的，悬浮在空气中的微生物其孢子大多带有不同的电荷，没有带电的粒子在进入高压静电场时都会被电离变成带电微粒，在捕集区被吸附除去。该方法对很小的微粒效率较低，此外一次性投资费用较大。 。 1.4 过滤除菌法 深层过滤除菌是目前发酵工业生产中最常用的空气除菌方法，它采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过空气中所包含的微生物，从而获得无菌空气。 常用的介质：一类其孔隙大于微生物，故必须有一定的厚度才能达到过滤除菌的目的，另一类介质的孔隙小于微生物，称为绝对过滤介质。前者有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、烧结材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料）等。后者如微孔超滤膜等。 1.4.1 过滤除菌法的原理 微粒随着空气以一定速度通过过滤层时，过滤层所形成的网格阻碍气流前进，使气流无数次的改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进， 这些改变引起微粒对滤 层纤维产生惯性拦截、 重力沉降、布朗扩散、 静电吸引等作用把微粒 在滞留在纤维表面。 气流的临界速度一般为： 0.4m~3m/s 1.4.2 过滤介质 过滤介质是过滤除菌的关键，常用的过滤介质有棉花（未脱脂）、活性炭、玻璃纤维、超细玻璃纤维纸、化学纤维等。介质过滤效率η是K 、L的函数 η=1-e-kl K—过滤常数 L—滤层厚度，K值越大L可越小。优良的介质过滤效率η高，同时阻力降Δp越小越好，因此KL/ Δp的值是过滤介质综合评价指标。 a. 棉花（原棉） 棉花的纤维直径一般为16 ～21μm ，装填时要分层均匀，最后要压紧，装填密度以150 ～200 kg/m3为好。 b.玻璃纤维 直径一般为8 ～19μm ，纤维直径越小强度越小，装填系数不宜太大，一般在6% ～10%，其阻力损失一般比棉花小。如果采用硅硼玻璃纤维，可得直径0.3 ～0.5 μm的高强度纤维，一般制成2—3mm厚的滤材，装填过滤器，可用于去除噬菌体和所有的微生物。 c.活性炭 活性炭有非常大的比表面积，主要通过表面吸附作用吸附截留微生物。一般为直径为3mm、长5 ～10mm的圆柱状。其空气阻力较小，仅为棉花的1/12，但过滤效率比棉花低得多。目前，一般将活性炭夹装在两层棉花中使用，以降低滤层的阻力。它的用量一般为总过滤层的1/3 ～1/2。 d.超细玻璃纤维纸 超细玻璃纤维纸是利用质量较好的无碱玻璃，采用喷吹法制成的直径很小的纤维（直径为1 ～1.5 μm ）。由于其纤维直径太小，不宜散装填充，一般采用造纸的 方法将超细玻璃纤维制成0.25 ～ 1mm厚的纤维纸。目前，国内大多采用多层叠合超细玻璃纤维纸（8 ～ 10层），可增加强度但过滤效果无显著提高，因滤层间无空气重新分布的空间。传统超细玻璃纤维纸强度、抗湿性能差，现研制出JU型除菌滤纸，可以耐油、水和蒸汽的反复加热杀菌，过滤效率更高，阻力更低。 e.石棉滤板 石棉滤板采用20%纤维小而直的蓝石棉和80%纸浆纤维混合打浆抄制而成。由于纤维比较粗，直径大， 纤维缝隙也比较大。石棉滤板较厚，但过滤效率却比较低，只适用装填分过滤器。发酵大生产很少用。 f. 烧结材料 包括烧结金属（蒙乃尔合金、青铜等）、烧结陶瓷、烧结塑料等。一般孔隙在10 ～30μm之间。 目前我国生产的蒙乃尔合金烧结板或管由钛、锰等合金粉末烧结而成。强度高，使用寿命长，耐受高温反