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
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
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。
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-
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。
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。
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。
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≥0.5μm100≤3.5
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
（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。
＜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。
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
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。
金属丝网 空气进口
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；