设备教案(2,3)灭菌流程,设备

1、1第一章第一章 培养基制备设备培养基制备设备1-1 培养基的灭菌设备培养基的灭菌设备2教学目标教学目标n1、说出分批灭菌的定义及其优缺点、说出分批灭菌的定义及其优缺点n2、比较分批灭菌与连续灭菌的异同点、比较分批灭菌与连续灭菌的异同点 n3、简述三种连续灭菌的工艺流程及其、简述三种连续灭菌的工艺流程及其优、缺点优、缺点n4、说出常用加热、维持、冷却设备的、说出常用加热、维持、冷却设备的工作原理工作原理3n灭菌灭菌：用物理或化学方法杀灭或除去物：用物理或化学方法杀灭或除去物料或设备中一切有生命物质的过程。料或设备中一切有生命物质的过程。4一、培养基热灭菌动力学一、培养基热灭菌动力学n1、灭菌对象

2、灭菌对象：细菌的芽胞：细菌的芽胞n2、无菌标准无菌标准：1/1000 失败几率失败几率n3、灭菌时采用高温、短时间的、灭菌时采用高温、短时间的方法方法5二、培养基制备中的常用灭菌设备二、培养基制备中的常用灭菌设备n1、间歇式灭菌法中的常用灭菌设备、间歇式灭菌法中的常用灭菌设备n(1) 实罐灭菌实罐灭菌(间歇灭菌间歇灭菌;分批灭菌分批灭菌) ：将配：将配置好的培养基放在发酵罐中或其它装置中置好的培养基放在发酵罐中或其它装置中,，通入，通入蒸汽将培养基和所有设备一起进行灭菌。蒸汽将培养基和所有设备一起进行灭菌。n(2)优点优点：不需专门的灭菌设备，投资少，设备简：不需专门的灭菌设备，投资少，设备简

3、单，灭菌效果好。单，灭菌效果好。n(3)缺点缺点：在一个设备内完成加热、冷却过程，需：在一个设备内完成加热、冷却过程，需时长，罐利用率低，培养基成分破坏较多。时长，罐利用率低，培养基成分破坏较多。n中小型发酵罐、种子罐常采用此种方法。中小型发酵罐、种子罐常采用此种方法。6n（）过程：（）过程：升温、保温、降温升温、保温、降温三阶段三阶段n（）设备：发酵罐、高压蒸汽灭菌锅（）设备：发酵罐、高压蒸汽灭菌锅78分批灭菌的操作分批灭菌的操作n1、准备、准备n2、预热、预热n3、加热、加热n4、保温、保温n5、降温、降温9.连续灭菌（连续灭菌（sterilization)法法中的常用设备中的常用设备n、

4、优点：、优点：n、分批灭菌与连续灭菌的异同点、分批灭菌与连续灭菌的异同点 ：n相同点相同点：升温、保温、降温升温、保温、降温三阶段三阶段n不同点不同点：n分批灭菌：同一设备，时间错开，分批灭菌：同一设备，时间错开，n连续灭菌：不同设备，空间错开。连续灭菌：不同设备，空间错开。全自动洗衣机全自动洗衣机双缸洗衣机双缸洗衣机10n连续灭菌的特点连续灭菌的特点 ：n1、升、降温度快、升、降温度快n2、营养损失少、营养损失少n3、投资大、投资大n空罐灭菌空罐灭菌 n空罐灭菌也称空消空罐灭菌也称空消。无论是种子罐、发酵罐、。无论是种子罐、发酵罐、还是尿素（或液氨）罐、消泡罐，当培养基（或还是尿素（或液氨）

5、罐、消泡罐，当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭菌。菌。n为了杀死所有微生物特别是耐热的的芽孢，空罐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。能杀死设备中各死角残存的杂菌或芽孢。 11连续灭菌流程连续灭菌流程12连续灭菌流程连续灭菌流程 n1、缺点缺点：n（1）设备体积大，不能先进先出，培）设备体积大，不能先进先出，培养基易受热不均匀，影响灭菌质量养基易受热不均匀，影响灭菌质量 n（2）喷淋冷却管道长，如果培养基粘）

6、喷淋冷却管道长，如果培养基粘度大、固体微粒多易堵塞，热能利用不度大、固体微粒多易堵塞，热能利用不经济。经济。 n 2 、优点优点：设备结构简单，操作方便，：设备结构简单，操作方便，应用广泛。应用广泛。 13喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程14喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程 n1、流程、流程 n升温升温：喷射加热器，加热蒸汽高速喷出，：喷射加热器，加热蒸汽高速喷出，借抽吸作用直接混和，加热至灭菌温度。借抽吸作用直接混和，加热至灭菌温度。n保温保温：管式维持器保温：管式维持器保温n降温降温：膨胀阀，真空闪急蒸发器，水分急：膨胀阀，真空闪急蒸发器，水分急速蒸发，瞬间冷却至速蒸发，瞬

7、间冷却至70-80，到发酵罐冷，到发酵罐冷却至发酵温度。却至发酵温度。15n优点优点：n（1） 加热、冷却过程短，营养成分破坏加热、冷却过程短，营养成分破坏少少n（2） 可先进先出可先进先出n（3） 需设备自动控制装置需设备自动控制装置n缺点缺点：需出料泵或置于：需出料泵或置于10米的高度米的高度(真空系真空系统的密封问题），需设置自动控制装置，统的密封问题），需设置自动控制装置，确保蒸汽压力、流量，进料流量的稳定。确保蒸汽压力、流量，进料流量的稳定。16板式换热器连续灭菌流程板式换热器连续灭菌流程 17板式换热器连续灭菌流程板式换热器连续灭菌流程 n1、特点特点：单位面积具有高传热面积，且可

8、改：单位面积具有高传热面积，且可改变面积大小，拆洗维修方便。变面积大小，拆洗维修方便。n2、优点优点：传热系数大，流程热利用合理，省：传热系数大，流程热利用合理，省蒸汽、水，同时完成预热、灭菌、冷却过程。蒸汽、水，同时完成预热、灭菌、冷却过程。n3、缺点缺点：n（1）流体通道较狭窄，若稠厚，流动阻力大；）流体通道较狭窄，若稠厚，流动阻力大；n（2）板间叠合要严密。）板间叠合要严密。181-1 连续灭菌连续灭菌n1、说出常用加热设备的工作原理、说出常用加热设备的工作原理n2、说出常用维持设备的工作原理、说出常用维持设备的工作原理n3、说出常用冷却设备的工作原理、说出常用冷却设备的工作原理19一、

9、加热设备一、加热设备 n连消塔，分套管式和喷射式连消塔，分套管式和喷射式n1、套管式加热器（塔式加热器）、套管式加热器（塔式加热器）n组成：多孔的蒸汽导入管组成：多孔的蒸汽导入管+外套管外套管n（1）孔径孔径: 5-8mm.为防止蒸汽喷孔堵塞，孔径为防止蒸汽喷孔堵塞，孔径不宜太小不宜太小n（2）孔数孔数：决定于导管的直径，通常取小孔的：决定于导管的直径，通常取小孔的总截面积或导入管的截面积总截面积或导入管的截面积n（3）夹角夹角:小孔与管壁成小孔与管壁成45。夹角开设夹角开设n（4）分布分布:小孔的分布上稀下密，以便蒸汽能均小孔的分布上稀下密，以便蒸汽能均匀喷出匀喷出20套管式加热器（塔式加热

10、器）套管式加热器（塔式加热器）21操作：操作：n1、待灭菌的料液从外管下部的侧面用、待灭菌的料液从外管下部的侧面用泵打入，（泵的操作压力泵打入，（泵的操作压力蒸气压力），蒸气压力），经内外两管间的环隙内向上流动，流速经内外两管间的环隙内向上流动，流速为为0.1m/s左右。蒸汽从塔上部通入蒸汽左右。蒸汽从塔上部通入蒸汽导入管，经小孔高速喷出，与料液激烈导入管，经小孔高速喷出，与料液激烈混和进行加热，到灭菌温度（混和进行加热，到灭菌温度（110-130）维持维持15-20s的高温灭菌时间。的高温灭菌时间。22n、塔的、塔的有效高度有效高度2-3m，加热时间加热时间20-30sn、缺点缺点：小孔加工

11、困难，设备高，有噪：小孔加工困难，设备高，有噪音，改用喷射式音，改用喷射式 n、优点优点：管上开孔，气体以鼓泡形式从：管上开孔，气体以鼓泡形式从小孔喷出，接触，传质、传热面积大小孔喷出，接触，传质、传热面积大23242、喷射式加热塔、喷射式加热塔n1、结构结构：主要由两个圆筒组成，在每：主要由两个圆筒组成，在每个圆筒的下端依次伸入一个套管式喷嘴，个圆筒的下端依次伸入一个套管式喷嘴，与底盖连接，并把两个圆筒连成塔形。与底盖连接，并把两个圆筒连成塔形。喷嘴上方有圆形挡板。喷嘴上方有圆形挡板。n2、工作原理工作原理：待灭菌的培养基由下端：待灭菌的培养基由下端中心物料管导入，加热蒸汽从物料管外中心物料

12、管导入，加热蒸汽从物料管外的环隙引入，成环形加热料液，使培养的环隙引入，成环形加热料液，使培养基与蒸汽在瞬间均匀混合并加热到灭菌基与蒸汽在瞬间均匀混合并加热到灭菌温度，上升的培养液被圆形挡板阻挡，温度，上升的培养液被圆形挡板阻挡，折转向四周后上升进入扩大管，随后经折转向四周后上升进入扩大管，随后经过第二次加热后由筒顶排出。过第二次加热后由筒顶排出。25n3、设圆形挡板的原因设圆形挡板的原因：蒸汽以高速（：蒸汽以高速（150m/s）冲出喷嘴与培养基瞬间混合均匀后，向上的速冲出喷嘴与培养基瞬间混合均匀后，向上的速度仍十分大，而扩大管仅度仍十分大，而扩大管仅1m左右，料液很容易左右，料液很容易直接冲

13、出加热器，影响混合效果。设有挡板后，直接冲出加热器，影响混合效果。设有挡板后，蒸汽、培养基瞬间混合碰撞挡板后，折流在扩蒸汽、培养基瞬间混合碰撞挡板后，折流在扩大管内进一步均匀混合。大管内进一步均匀混合。n4、特点特点：结构简单，占地面积小，操作时噪音：结构简单，占地面积小，操作时噪音小，运行平稳。但要求组装时物料管与蒸汽的小，运行平稳。但要求组装时物料管与蒸汽的喷嘴一定要同心，否则蒸汽喷出的速度会产生喷嘴一定要同心，否则蒸汽喷出的速度会产生很大差异而造成喷出的蒸汽偏心旋转，影响培很大差异而造成喷出的蒸汽偏心旋转，影响培养基加热的均匀性和灭菌质量。养基加热的均匀性和灭菌质量。26气气-液混合式连

14、消器液混合式连消器n1、结构结构：与气：与气-液混合式连消塔基本相液混合式连消塔基本相同，只是培养液仅仅经过一次加热。同，只是培养液仅仅经过一次加热。n2、特点特点：结构简单，外形较小，使用：结构简单，外形较小，使用效果较好。效果较好。27喷射式加热器喷射式加热器2829喷射式加热器喷射式加热器n工作原理工作原理：料液压入渐缩喷嘴后高速：料液压入渐缩喷嘴后高速喷出，由于其静压力较低将蒸汽吸入，喷出，由于其静压力较低将蒸汽吸入，在混合喷嘴中混合，进入较长的混合段在混合喷嘴中混合，进入较长的混合段气气-液充分混合。料液灭菌后在扩大管中液充分混合。料液灭菌后在扩大管中动能转变为静压能而输出。动能转变

15、为静压能而输出。30二、维持设备（保温设备）二、维持设备（保温设备）n不需补充加热，在设备外进行良好的保不需补充加热，在设备外进行良好的保温。温。n1、维持罐维持罐n长圆筒形，立式密闭容器，高径比长圆筒形，立式密闭容器，高径比1.2-1.5，上下封头为球形，有人孔。，上下封头为球形，有人孔。31维持罐维持罐32n工作原理工作原理：将罐底阀们：将罐底阀们2关闭，开启阀关闭，开启阀们们1，使料液在罐内自下而上流动，最，使料液在罐内自下而上流动，最后从上部侧面出料管流出。当来自加热后从上部侧面出料管流出。当来自加热设备的培养基进料完毕后，在维持罐中设备的培养基进料完毕后，在维持罐中剩下的一罐料应继续保温一段时间后，剩下的一罐料应继续保温一段时间后，关闭阀们关闭阀们1，开启阀们，开启阀们2，利用蒸汽让培，利用蒸汽让培养基由罐底压出。养基由罐底压出。332维持管维持管nu形管形管+水平管水平管n优点优点：设备简单，阀门少，维持时间短，：设备简单，阀门少，维持时间短，营养破坏少营养破坏少n缺点缺点：管道弯头多，流动阻力大，不易：管道弯头多，流动阻力大，不易清洗。清洗。34三、冷却器三、冷却器 n应选择冷却效率高，无死角，易清洗、易灭应选择冷却效率高，无死角，易清洗、易灭菌，结构简单的设备。菌，结构