发酵工程第2讲讲解.ppt

3.1.2 分批灭菌的操作过程： a . 培养基的预热： 灭菌培养基需先加热到 80 — 90 ℃ ，然 后再导入蒸汽升温灭菌。预热目的是防止蒸汽直接导 入培养基温差大，导致大量冷凝水，稀释了培养基； 防止直接蒸汽导入引起泡沫急剧上升而溢料。预热方 法是先将各排气阀打开，将蒸汽引入夹套或蛇管进行 预热，等罐温升到 80 — 90 ℃ ，将排气阀逐渐关小。 b . 将蒸汽从进气口、出料口、取样口直接导入罐内同 时开排气管排气阀、补料管排气阀、接种管排气阀、 消沫剂管排气阀，各路 进、排气要通畅（三进四出）， 罐内液体翻动要剧烈，以使物料温度均一。 c. 排气量不宜过大，以节约蒸汽用量。 d. 罐温上升到 120 ℃— 130 ℃ ，罐压 10 5 Pa ，保温 30 分 e. 灭菌将要结束时， 立即 用无菌空气保压（ 注意 此时罐 内压力必须低于过滤器压力，否则将出现培养基倒 流），再开冷却水降温待种，以防罐压迅速下降产生 负压而吸入外界空气 。 3.2 连续灭菌（连消） 连续灭菌即培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备， 以比分批灭菌 高的温度和较短的时间进行快速连续加 热灭菌 ，并快速冷却，再立即输入 预先经过空罐灭菌 后的发酵罐中。 3.2.1 喷淋冷却连消流程 培养液预热：待灭菌的培养液预热到 60 ℃ — 75 ℃ 。 连续灭菌：由连消泵送到连消塔式底，料液在此被加热 到灭菌温度，由顶部流出，一般控制培养基输入连消 塔的速度 0.1m/min ，温度 132 ℃ ，在塔内的停留时 间为 20 — 30s 。 维持灭菌温度：连消后料液再输入维持罐保温一定时间。 在生产实际中，一般维持 5 — 8min 。 理论维持时间由 t=2.303/ k （ lgN 0 /N s ） 式求出。 冷却：料液经喷淋冷却器冷却到生产要求的温度。进 入预先经过 空罐灭菌后 的发酵罐中。 3.2.2 真空 冷却连消流程 由于负压培养基本身产生大量二次蒸气被抽出，消耗 了大量热量，醪温迅速冷却 。 3.2.3 板式 换热器连消流程 优点：结构紧凑，传热效率高，应用范围广。 波纹板分 A 、 B 两种，板片组装是， A 片和 B 片交替排列， 各板片之间形成狭窄的网状流体通道，板片上的 4 个 角孔，形成流体的分配管和汇集管。密封垫片把冷、 热两流体分开，在板片的两面，冷、热两流体分别 流入各通道，在流动中两种流体通过板片换热。 ? 波纹板采用 0.6 ～ 12mm 厚的不锈钢、纯钛或钛合金板 材薄片冲压而成，热交换能力很强。波纹板的波纹 结构，使液体在板间流动能不断改变方向和速度， 形成剧烈的喘流，提高热交换能力。其传热系数在 同等条件下比一般钢管壳式传热器高 3 ～ 5 倍，对低 粘度的液体，传热可达 6000W/ （m2·k）。 3.3 连续灭菌与实罐灭菌的比较 实罐灭菌：无需专用设备，培养基受热时间长，营养易 破坏。对蒸汽的要求不是太高。 连续灭菌：营养成分破坏少，适宜大规模生产，易于自 动化控制，对蒸汽的要求高。 3.4 连续灭菌的主要设备 喷嘴式连消塔 套管式连消塔 4 影响培养基灭菌的其他因素 ? 实际灭菌中，除了杂菌的 种类，数量，灭菌的温度和 时间外 ，培养基的成分， pH 值，培养基中颗粒与泡沫 等对培养基灭菌也有影响。 4.1 pH 值 培养基中氢离子浓度直接影响灭菌的效果。培养 基的酸度越大，所需杀灭微生物的温度越低，时间越 短， pH 值 6-8 时微生物最耐热。 4.2 培养基成分 油脂，糖类及一定浓度的蛋白质可增加微生物的耐热 性，另一些物质，如高浓度的盐类，色素等可削弱其 耐热性。 4.3 泡沫：灭菌应避免产生泡沫，因为泡沫能形成隔层， 使热量难以传递，不易达到微生物致死温度。 4.4 培养基的物理状态：牛顿型培养基（细菌、酵母）， 非牛顿型培养基（放线菌、霉菌） 固体培养基比液体培养基灭菌时间长，液体的传热效 率高。 4.5 微生物细胞中水含量：在一定范围内，微生物细胞 含水量越多，则蛋白质的凝固温度越低。 4.6 微生物