培养基的制备设备

1、培养基的制备设备1第1页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二(一)分批灭菌设备在发酵罐中进行灭菌2第2页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二1、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，我们称为空罐灭菌。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。通常空罐灭菌大都控制在 127-133 （压力 0.15-0.2MPa），灭菌时间 30 -60分钟。 分批灭菌操作3第3页，共16页，2022年，5

2、月20日，11点52分，星期二2、实罐灭菌(1)升温：先夹套预热到80左右，再从培养基中直接通入蒸汽加热升温到121 ，升温不能太快，直接通蒸汽升温时间控制在40min左右。(2)保温，控制蒸汽进出量，维持121 ，30min后，关闭进汽阀，通无菌空气(3)冷却：保温结束后，在夹套内通冷却水进行冷却。要点：三路进汽：直接蒸汽从通风口、取样口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“三路进气”。 4第4页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二3、发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌的进汽和排气原则是什么? 所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进

3、汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌之目的。这是因为这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死角。实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”，就是说所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。 5第5页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二(二)培养基连续灭菌 连续灭菌也叫连消，就是将培养基在发酵罐外，连续不断进行加热、维持和冷却，然后进入发酵罐的过程。 连续灭菌系统是由加热（连续消塔）、维持（维持

4、罐）与冷却（喷淋室）三部分组成的整体，后两部分的工作决不能忽视；特别是维持罐的保压保温与维持时间，只有在维持罐内保持一定时间才能保证灭菌的彻底。 6第6页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二糖液消泡剂料液罐连消泵连消塔维持罐喷淋冷却器水去发酵、培养基连续灭菌流程8-25min7第7页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二图1图2图3加热器套管式连消塔、混合式连消塔、连消器套管式连消塔图 混合式连消塔 连消器8第8页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二维持罐的结构人孔进料器出料管温度计插座排尽管为了保证灭菌的培养液先进先出，可在维持罐内加

5、上横隔板。12345冷却器料液排液去喷淋9第9页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二维持罐容积计算维持罐有效容积（米）料液体积流量（米时）维持时间（分），取经验数据为825分钟，不同类型的发酵维持时间不同充满系数，取0.850.910第10页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二例题：采用一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/h,发酵罐装量为36m3,原始污染度为106个/mL,要求灭菌度为10-3个/罐，灭菌温度为398K，此时的反应速度常数k=11min-1,求理论维持时间和维持罐的容积。解：要灭菌培养液原有菌数：N0 = 36106106= 3.6

6、 10 13 (个/罐)代入对数残留定律如果根据实际情况取 8 分钟11第11页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二喷淋冷却器料液料液冷水、喷淋却器结构12第12页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二蒸汽生培养液膨胀阀真空维持段急速冷却器从图中可以看出，由于该流程中培养基受热时间短，营养物质的损失也就不很严重，同时该流程保证了培养基物料先进先出，避免了过热或灭菌不彻底等现象。 、喷射加热连续灭菌流程流程中采用了蒸汽喷射器，它使培养液与高温蒸汽直接接触，从而在短时间内可将培养液急速升温至预定的灭菌温度然后在该温度下维持一段时间灭菌，灭菌后的培养基通过一膨胀

7、阀进入真空冷却器急速冷却，13第13页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二喷射加热器原理：如图所示，当料液经喷嘴高速喷出时，带动周围气体向前运动，从而使得其周围产生负压，即在真空室内形成真空，使得蒸气从吸入口吸入，在混合室内混合，经扩大管排出。以达到加热目的。蒸气料液扩大管吸入口喷嘴混合室真空室混合后料液14第14页，共16页，2022年，5月20日，11点52分，星期二、薄板换热器连续灭菌流程进料 35100 120 维持罐120 蒸汽147 120 55 出料35 31 流程中采用了薄板换热器作为培养液的加热和冷却器，蒸汽在薄板换热器的加热段使培养液的温度升高，经维持段保温一定时间后，培养基在薄板换热器的冷却段进行冷却，从而使培养基的预热、加热灭菌及冷却过程可在同一设备内完成。该流程的加热和冷却时间比喷射加热连续灭菌流程要长些，但由于在培养基的预热过程同时也起到了灭菌后培养基的冷却，因而节约了蒸汽和冷却水的用量。 15第15页，共16页，2022年，5月20日，1