发酵罐染菌原因分析和解决办法
发酵常见染菌原因及分析
发酵常见染菌原因及分析发酵是一种利用微生物代谢产生特定产物的过程。
在发酵过程中，微生物的生长和代谢活动是至关重要的，因此发酵过程中的染菌问题是不可避免的。
染菌的原因可能有很多，包括环境因素、操作不当、杂菌污染等。
下面将详细介绍一些常见的染菌原因及分析。
1. 空气中存在杂菌空气中存在大量的微生物，包括细菌、真菌和酵母等。
这些微生物可以通过空气传播到发酵系统中，并在适宜的环境条件下生长繁殖，导致发酵过程中的染菌问题。
为了减少空气中的杂菌对发酵系统的污染，可以采取以下措施：- 严格控制发酵环境的洁净度，保持操作区域的干净和无尘。
- 在发酵容器上使用滤器，可以有效阻止空气中的杂菌进入容器。
- 在操作过程中尽量减少容器的开启和移动，以减少空气中的杂菌进入的机会。
2. 操作不严谨对于发酵过程来说，操作的规范性和严密性非常重要。
操作不当往往是染菌的主要原因之一。
以下是一些可能导致染菌的操作不严谨的情况：- 使用不洁净的操作工具或容器，如不经过高温灭菌的培养瓶、试管等。
- 未经过严格的消毒处理，如未进行高温灭菌或化学消毒。
- 制备培养基时没有正确的称量和配比，导致培养基中存在过多或过少的某种成分。
- 操作时没有佩戴干净的实验室服装和帽子，容易将外界的杂菌带入发酵系统。
- 操作时没有对抽取样本的工具进行适当的消毒处理，可能会将外界的杂菌带入样品中。
为了避免操作不严谨导致的染菌问题，应采取以下预防措施：- 在实验室中建立操作规范，并进行培训，确保操作人员熟知并遵守相关操作程序。
- 使用洁净的操作工具和容器，并进行必要的灭菌处理。
- 对操作区域进行定期的清洁和消毒，保持操作环境的洁净。
- 在操作过程中密封容器，减少外界微生物的进入。
- 检查操作工具的消毒情况，确保消毒措施的有效性。
3. 培养基污染发酵过程中，培养基是微生物生长和代谢的基础。
如果培养基本身存在污染，就会导致发酵过程的染菌问题。
常见的培养基污染原因包括：- 培养基配制不当，如配制浓度错误、培养基中存在异物。
发酵生产染菌及其防治-PPT精选全文
落。
(2)管路得连接
管子得连接有螺纹连接、法兰连接与焊接三种。
A、 螺纹连接。
需在管端铰出螺纹,安装时在螺纹上涂以白漆并加麻 丝(或聚四氟乙烯薄膜)作填料,密封要求高得可用石墨粉加 少许机油作填料,用氧化铅甘油胶合剂更好。
过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层,就是多孔物质,空气 会短路,使空气中带菌并造成污染。
过滤介质变位:
活性炭棉花作为介质得过滤器,活性炭 受到气流得冲击而破碎、灰化、体积减小、 空间增大,上下两端得棉花受空气得顶撞力 而逐渐改变位置。
设备与管件得渗漏一般就是指设备与管件由于腐蚀、 内应力或其她原因形成微小漏孔所发生得渗漏现象。
这些漏孔很小,特别就是不锈钢材料形成得漏孔更小, 有时肉眼不能直接觉察,需要通过一定得试漏方法才能发 现。
1、发酵罐得渗漏
(1)冷却管得渗漏
由于发酵液腐蚀、固体物料摩擦引起管外壁磨损。管 内冷却水得浸泡、冲击、蒸汽冲击导致管内壁磨损。所以 冷却管就是发酵罐中最容易渗漏得部件之一。
截止阀在使用中经常发生以下两个问题:
a 阀心轧坏。物料中得硬质物或焊接施工后得焊渣以 及螺钉零件等被带到阀内,当关闭得,阀心与阀座被上述坚 硬物轧住,能将紧密面轧成凹凸不平得痕迹,就关不严密。
b 填料得渗漏。操作时用扳手过分关紧,会使阀杆弯 曲,弯曲后得阀杆不仅启动费力,并且使填料部分不紧密而 引起渗漏。阀门在使用一定时间后,阀杆磨损或填料损坏 也会引起渗漏,就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。
发酵工厂得有关管路要保持光滑、通畅、密封性 好,以避免与减少管道染菌得机会。
例如:
法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生 凹凸不平现象就会造成死角。
生物发酵罐培养发酵时染菌原因分析
生物发酵罐培养发酵时染菌原因分析在使用生物发酵罐进行工业生产中，污染杂菌导致发酵失败的问题频繁出现，给发酵企业的生产和经济效益带来了严重影响。
发酵染菌是指在发酵过程中，除了预期的产酶菌株外，其他微生物侵入发酵系统，削弱了纯种发酵的效果和价值。
污染杂菌的来源多种多样，可能是空气中的微生物、器皿、设备、原料、生物反应器等带入的，也可能是人员操作不当引起的交叉污染。
一旦发酵系统受到污染，污染杂菌会与发酵菌竞争营养、生长环境，抑制发酵菌的正常发育和产酶能力，从而导致发酵失败。
一、不同的染菌途径会对发酵过程产生不同的影响。
以下是几种常见的染菌途径及其影响：1.种子带菌：将种子携带细菌进行染菌。
这种方式可能造成发酵的延续性，导致后续发酵失败，因为种子中携带的细菌可能会继续繁殖并影响发酵的正常进行。
2.空气带菌：通过空气中存在的细菌对发酵过程进行染菌。
这种方式同样会使染菌具有延续性，可能导致所有发酵罐都发生染菌现象。
3.培养基或设备灭菌不干净：如果培养基或设备灭菌不干净，可能会留下部分细菌存活，这些存活的细菌可能会影响发酵过程。
4.设备渗漏：设备渗漏可以引入外界的细菌污染，造成染菌的危害性较大，可能会导致严重的染菌现象。
二、染菌对产物提取和产品质量的影响在生物发酵罐中染菌对产物提取和产品质量也会产生一定的影响。
具体的影响包括：1.对过滤的影响：- 发酵液粘度增加：染菌会导致发酵液中的物质增多，使得粘度增加，影响过滤操作的顺利进行。
- 菌体自溶：染菌可能导致菌体自溶，增加发酵液中的悬浮物，使过滤操作变得困难。
- 基质残留浓度增加：由于染菌导致发酵不干净，发酵液中的基质残留浓度会增加，影响过滤的效果。
- 过滤时间延长：由于上述因素的影响，染菌会导致过滤时间延长，影响设备的周转，破坏生产平衡，并且大幅度降低过滤的收率。
2.对提取的影响：- 对有机溶剂萃取工艺的影响：染菌的发酵液中可能含有更多的水溶性蛋白质，易于乳化，造成有机溶剂相与水相难以分离，影响萃取的效果。
发酵罐染菌的解决方法
发酵罐染菌的解决方法
1、种子培养期染菌的处理
一旦发现种子受到杂菌的污染，该种子不能再接入发酵罐中进行发酵，应经灭菌后弃之，并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。
同时采用备用种子，选择生长正常无染菌的种子接人发酵罐，继续进行发酵生产。
如无备用种子，则可选择一个适当菌龄的发酵罐内的发酵液作为种子，进行“倒种”处理，接人新鲜的培养基中进行发酵，从而保证发酵生产的正常进行。
2、发酵前期染菌的处理
当发酵前期发生染菌后，如培养基中的碳、氮源含量还比较高时，终止发酵，将培养基加热至规定温度，重新进行灭菌处理后，再接入种子进行发酵；如果此时染菌已造成较大的危害，培养基中的碳、氮源的消耗量已比较多，则可放掉部分料液，补充新鲜的培养基，重新进行灭菌处理后，再接种进行发酵。
也可采取降温培养、调节pH值、调整补料量、补加培养基等措施进行处理。
3、发酵中、后期染菌处理
发酵中、后期染菌或发酵前期轻微染菌而发现较晚时，可以加入适当的杀菌剂或抗生素以及正常的发酵液，以抑制杂菌的生长速度，也可采取降低培养温度、降低通风量、停止搅拌、少量补糖等措施进行处理。
当然如果发酵过程的产物代谢已达一定水平，此时产品的含量若达一定值，只要明确是染菌也可放罐。
对于没有提取价值的发酵液，废弃前应加热至120℃以上、保持30min后才能诽
放。
4、染菌后对设备的处理
染菌后的发酵罐在重新使用前，必须在放罐后进行彻底清洗，空罐加热灭菌后至120℃以上、30min后才能使用。
也可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法进行处理。
发酵染菌及其防治
不同杂菌的种类对发酵的影响
发酵过程 危害最大的杂菌种类
细短产气杆菌 细短杆菌、假单孢杆菌 双球菌、芽孢杆菌、荚膜杆菌
青霉素的发酵 链霉素的发酵 四环素的发酵 谷氨酸的发酵 柠檬酸的发酵
噬菌体
青霉菌
回
不同生产阶段染菌对发酵的影响
种子培养期染菌 对整个发酵过程的危害极大。
发酵前期染菌
严重干扰生产菌的生长繁殖。
整、安装未对中、法兰与管子的焊接不好、受
热不均匀使法兰翘曲以及密封面不平等现象， 从而形成“死角”而染菌 。
防治 措施
• 采用单独的排气、排水和排污管可有效防止 染菌的发生。
• 法兰的加工、焊接和安装要符合灭菌的要求
尽可能减少或取消连接法兰等措施 。
图5-5 灭菌时蒸汽不易通达的“死角”及其消除方法
含量的变化是有规律的。染菌后，培养基中糖的消耗发生 变化 ，引起排气中CO2含量的异常变化，如杂菌污染时， 糖耗加快， CO2含量含量增加，噬菌体污染后，糖耗减慢， CO2含量减少。因此，可根据CO2含量的异常变化判断染 菌。
其它异常现象
还可以根据其他的一些异常现象，如菌体生长
不良、PH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常
染菌程度越严重，即在发酵罐内的杂菌数量 就多，对发酵的危害也就越大。但当生产菌在发 酵过程已有大量的繁殖，并已在发酵液中占优势， 如果污染极少量的杂菌，此时对发酵不会带来太 大的影响。
回
发酵异常现象及染菌原因分析
1 2 3 溶解氧的异常变化 排出的CO2异常变化
染菌 原因 分析
设备渗漏方面原因分析
染菌对发酵的影响
1 污染杂菌的不同种类
2 不同阶段染菌 不同染菌的原因 不同染菌程度
3
发酵染菌的检查及分析
染菌的检查及原因分析
一、染菌的检查和判断
发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。
在发酵过程中，如何及早发现杂菌的污染并及时采取措施 加以处理，是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。因 此，生产上要求能准确、迅速的检查出杂菌的污染。 目前常用于检查是否染菌的无菌试验方法主要有显微镜检 查法、肉汤培养法、平板（双碟）培养法、发酵过程的异 常观察法（如溶氧量）等。
空气系统染菌 设备问题 管理和操作不当
1、染菌的杂菌种类分析
对于每一个发酵过程而言，污染的杂菌种类的影响是不同的。
发酵产品 青霉素 链霉素 四环素 柠檬酸 谷氨酸
杂菌
危害大的杂菌 细短产气杆菌 细短杆菌、假单胞菌、产气杆菌 双球菌、芽胞杆菌、荚膜杆菌 青霉 噬菌体
原因
危害小的杂菌 粗同污染时间分析
染菌发生在种子培养阶段，或称种子培养期染菌。通常是 由种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及接种操作不 当或设备因素等原因而引起染菌。 在发酵过程的初始阶段发生染菌，或称发酵前期染菌。大 部分也是由于种子带菌、培养基或设备灭菌不彻底，以及 接种操作不当或设备因素、无菌空气等原因而引起。 发酵后期染菌大部分是由空气过滤不彻底、中间补料染菌、 设备渗漏、泡沫顶盖以及操作问题而引起。
二、发酵染菌原因分析
发酵染菌后，一定要找出染菌的原因，以总结防治发酵染菌的经验 教训，积极采取必要措施，把杂菌消灭在发生之前。如果对已发生 的染菌不作具体分析，不了解染菌原因，未采取相应的措施来防治 染菌，将会对生产造成严重的后果。 造成发酵染菌的原因很多，且因工厂不同而有所不同，但设备渗漏、 空气净化达不到要求、种子带菌、培养基灭菌不彻底和技术管理不 善等造成各厂污染杂菌的普遍原因。 上海天厨味精厂谷氨酸发酵染菌分析 染菌原因 染菌百分率/％ 32.05 15.46 11.34 染菌原因 补料、取样带菌 种子带菌 环境污染及原因不明 染菌百分率/％ 4.30 1.72 35.13
发酵罐染菌的原因分析及解决途径
发酵罐染菌的原因分析及解决途径抗生素生产中发酵罐染菌的原因分析及解决途径抗生素生产一般采用纯种发酵，在生产中出现染菌问题是不可轻视的。
轻度染菌会影响到本批发酵产品的单位和收率，还可能会为下批生产埋下继续染菌的祸根，严重的染菌除严重影响产品产量和质量外，极可能造成生产不能有序进行或无法进行。
尤其是发酵罐处在发酵的最末阶段，其染菌直接影响到产品优劣和得率，染菌的途径也很多，笔者在深入一线实践的过程中总结了一些经验，对于预防发酵罐染菌有一定的帮助。
下面结合实际生产对抗生素发酵罐染菌原因从物料、设备、蒸汽(空气)和人为因素等方面作以分析。
1物料因素造成染菌1．l 物料在存放中变性由于库房条件所限，物料在存放中会受到挤压、受潮而结块，这些块状固体物在消毒当中蒸汽难以穿透，从而有可能染菌。
若购入的物料粒度太大(如玉米粉中掺杂有较多玉米粒)这样的培养基进入发酵罐在灭菌时很难被完全“煮熟”，这也是染菌可能性之一，对此应在打料泵后装置筛板过滤器来解决。
笔者在实践中还发现有因物料发霉而造成染菌的情况，这样即使该批发酵液运转下去也会影响产品质量。
1．2培养基中豆油对消毒质量的影响抗生素发酵常将食用豆油作为碳源和消泡剂，其用量较大(约占培养基总体积的26．7％)，当进行消毒时会在杂菌菌落周围形成一层油膜而起到屏障作用，难以消透，这就需要有较高的温度和压力将其破碎以达到彻底灭菌目的。
1．3原料产地不同的影响稳定原料产地是抗生素生产所必须的，不同的产地，其原料的优劣、主要成分含量、pH值及粒度等指标都是不同的。
频繁变换原料产地，会造成消毒困难(如豆油产地变更会造成培养基消后泡沫过大，极可能造成冒顶逃液染菌)，同时原料产地的变更会影响发酵水平。
2设备因素造成染菌结构符合生产工艺要求，制作精细的发酵罐是保证生产正常运行的前提，及时检修是保证生产顺利、有序进行的必要措施。
2．1 罐内设备对消毒的影响发酵罐内挡板、蛇管、支架等部件的合理尺寸，合理安装，搅拌桨类型的合理选用是保证发酵罐罐内状态的必须因素。
发酵染菌及防治
原因 培养物和培养基不相匹配、培养环境差、接种量少、杂菌 污染等
发酵异常
菌体生长差：由于种子质量问题或者是种子的保藏时间 较长，导致活菌少或孢子萌发率低，延迟期长，发酵液 内的菌体数量少。
种子质量差，发酵条件差，培养基质量差均可引起糖、 氧消耗慢甚至停滞。
发酵异常
pH异常 表现为pH突然升高或突然降 低，主要与培养基原料差、 灭菌不彻底，加糖和加油过 于集中。
终适当加入杀菌剂或抗生 素及正常的发酵液以抑制 杂菌的生长速度。
代谢产物已达一定水平
产品的含量达一定值，只 要明确是染菌也可放罐
无提取价值的发酵液
加热至１２0℃，保 持30分钟后排放
杂菌污染后的挽救和处理
染菌后对设备的处理
1. 发酵罐需要放罐后彻底清洗
2. 空罐加热灭菌至120℃以上、保持30min后才能使用
染菌隐患的检查
发酵过程的异常现象观察法
溶氧异常
排气中的CO2异常变化
发酵染菌的原因
发酵工艺流程中的各环节漏洞
发酵过程管理不善
染菌原因的分析
国外一发酵工厂的染菌原因分析
染菌原因的分析
国内一发酵企业染菌的原因分析
杂菌污染后的挽救和处理
种子培养期染菌的处理 物料管道 供气管道 有 备用种子 无 重新制 备种子
要保持较长时间的排气
预防噬菌体的危害
利用细菌或放线菌进行的发酵容易感染噬菌体 噬菌体直径约0.1微米，可以通过细菌过滤器，所以通 用的空气过滤器不易将其除去。 引起原因： 1. 设备的渗漏 2. 空气系统、培养基
灭菌不彻底
噬菌体的防治措施
定期检查噬菌体并采取有效措施 排气管要气封或引入药液（高锰酸钾、漂白粉或石灰水等 溶液）槽中
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发酵罐染菌原因分析和解决办法
2016-02-16云中白鹤发酵工程
液体菌种替代固体菌种的趋势已经被大家认可了，现在越来越多的工厂开始使用液体菌种进行生产，虽然液体菌种各项生产指标都优于固体菌种，但是液体菌种的风险性却逐渐被人们所忽视。
液体菌种接种前一定要经过严格的检测才能够使用，但是更重要的是一旦发酵罐出现染菌，一定要尽快分析出染菌的原因，并加以解决。
要分析染菌的原因得从每一个环节出现染菌的表现说起，反过来，当出现染菌，我们就能找到是哪个环节出现问题了。
1、灭菌
发酵罐灭菌不彻底引起的染菌会在里2-3天内表现出来，表现是培养液逐渐变得浑浊，菌
球形成和生长变慢，不同细菌从排气味道上表现的程度有所不同，必须要注意的是如果培养的是低温品种，如金针菇，有表现的时间会延后，甚至到接种前从宏观上也没有明显的表现，只有通过检测才能确定已经感染细菌了。
引起发酵罐灭菌不彻底的原因主要在灭菌锅（韩式发酵罐），单体罐只要在灭菌过程的操作上。
解决办法：韩式发酵罐，检查灭菌锅程序、管路、电磁阀（气动阀）、温度传感器、压力传感器等。
单体发酵罐，检查冷空气是否排净、管路灭菌是否达标等。
经过排查还不能解决，就需要适当增加灭菌时间或者灭菌温度。
2、冷却
冷却过程引起染菌主要是因为冷却过程到压力“0”以前没有及时给发酵罐进气，造成负压，
虽然管路都安装有单向阀，但是要知道单向阀不是绝对的，而且单向阀使用时间久了出现故障的可能性很高。
一般因为冷却引起的染菌几率不高，染菌表现出来的时间比灭菌不彻底引起的染菌要晚一些。
解决办法：发酵罐冷却时安排专人负责，避免出现负压的情况，加强发酵罐管件的日常检查维护。
3、接种
发酵罐接种的过程是罐体开放与外界连通的过程，是最危险的环节，接种引起的染菌表现严重时会很快，在1-2天就有可能表现出来，主要是人员操作不当所引起，食用菌层流罩净
化效果下降也会引起染菌。
解决办法：加强接种人员的操作技能，要制定出操作规程；定期检查接种层流罩的净化效果，必要时每天对层流罩进行平板沉降检测。
4、气源
气源引起发酵罐染菌表现出来的时期不确定，没有规律，同时气源带菌的轻重对染菌表现也有轻重之分。
特别是气源进水引起的影响最大，气源引起染菌有一个最大特点是不同天数的发酵罐同时表现染菌。
解决办法：每天或者定期对无菌空气质量进行检测，加强无菌空气系统设备的巡检工作。
气源长时间中断也会对液体菌种生长造成影响，但一般不会引起染菌。
5、三角瓶菌种
三角瓶菌种不纯会直接导致发酵罐染菌，表现的时期也很早，最快第一天就会出现剧烈的表现，这种情况出现的几率不是很大，但是也要对三角瓶菌种的纯度给予足够的重视，一个合格的液体菌种技术员不单是发酵罐做的好，制作试管母种和三角瓶的水平也很重要。
解决办法：重视和加强试管母种、三角瓶菌种制作水平，做好标准，并且要执行，如果对三角瓶菌种没有把握，可以将接种后的三角瓶进行空培养。