发酵过程控制

第四节发酵过程泡沫形成与控制一、泡沫形成及对发酵影响普通来说，泡沫是气体在液体中粗分散体，属于气液非均相体系。美国道康宁企业对泡沫这么定义：体积密度靠近气体，而不靠近液体“气/液”分散体。发酵过程起泡，有利于增加气液接触面积，但过多泡沫是有害。1.泡沫定义/4/211发酵过程控制发酵过程控制第1页2.泡沫产生及其影响在微生物深层培养过程中，因为通气、搅拌、代谢气体逸出，以及培养基中糖、蛋白质、代谢物等稳定泡沫表面活性物质存在（玉米浆、蛋白陈、花生饼粉、黄豆饼粉、酵母粉、糖蜜等是主要发泡原因），使发酵液中产生一定数量泡沫，这是正常现象。

不过大量泡沫出现，会引发一些无须要副作用：降低了发酵罐装料系数；

增加了菌群非均一性，影响了菌群整体效应；增加了污染杂菌机会；“跑液”造成产物损失；消沫剂加入将给提取工序带来困难。/4/212发酵过程控制发酵过程控制第2页3.发酵过程中泡沫改变规律发酵早期，泡沫稳定性高，这与高表观黏度和低表面张力相关；伴随菌体对碳、氮源利用，造成泡沫稳定蛋白质分解，培养液黏度降低，促进表面张力上升，泡沫降低。在发酵后期菌体自溶，可溶性蛋白质浓度增加，又促使泡沫上升。

/4/213发酵过程控制发酵过程控制第3页4.泡沫形成原因气液接触：产生泡沫首要条件是气体和液体发生接触。助泡剂存在：在未加助泡剂水中产生泡沫，其寿命在0.5秒之内。在纯净气体、纯净液体之外，必须存在第三种物质，才能产生气泡。对纯净液体来说，这第三种物质是助泡剂。助泡剂使与液体亲和性弱一端朝着气泡内部，与液体亲和性强一端伸向液相，这么定向吸附层起到稳定泡沫作用。起泡速度高于破泡速度：体系起泡程度是起泡难易和泡沫稳定性两个原因综合效果。泡沫产生速度小于破灭速度，则泡沫不停降低，最终呈不起泡状态；泡沫产生速度等于破灭速度，则泡沫数量将维持在某一平衡状态；泡沫产生速度高于破灭速度，泡沫量将不停增加。/4/214发酵过程控制发酵过程控制第4页5.发酵过程泡沫产生原因通气、搅拌程度：通气大、搅拌强烈可使泡沫增多，所以在发酵前期因为培养基营养成份消耗少，培养基成份丰富，易起泡。通气量应先小，逐步加大；搅拌转速也如此。培养基配比与原料组成：培养基营养丰富，黏度大，产生泡沫多而持久，前期难开搅拌。例，在50L罐中投料10L，成份为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等，搅拌900rpm，通气，泡沫生成量为培养基2倍。菌种、种子质量和接种量：菌种质量好，生长速度快，可溶性氮源较快被利用，泡沫产生几率就少。若菌种生长慢，能够加大接种量。灭菌质量：培养基灭菌质量不好，糖、氮被破坏，抑制微生物生长，使种子菌丝自溶，产生大量泡沫。/4/215发酵过程控制发酵过程控制第5页6.起泡危害降低生产能力：在发酵罐中，为了容纳泡沫，预防溢出而降低罐装载量。引发原料浪费：假如设备装液后余留容积不足以容纳产生泡沫，气泡会引发原料流失，造成浪费。影响菌呼吸：假如气泡稳定，不易碎，那么伴随微生物呼吸，气泡中充满二氧化碳，而又不能与空气中氧进行交换，影响菌呼吸。引发染菌：因为泡沫增多而引发逃液，于是在排气管中粘上培养基，就会长菌。伴随时间延长，杂菌会长入发酵罐而造成染菌。/4/216发酵过程控制发酵过程控制第6页二、泡沫控制方法机械消泡化学消泡在搅拌轴上方安装消泡浆，借旋风离心场而消泡。优点：不需要引进外界物质如消沫剂，可降低培养液性质复杂程度，也可节约原材料，降低污染机会。缺点：不能从根本上消除泡沫稳定原因；消泡效果不如消泡剂快速可靠；需要一定设备并消耗一定动力。利用消泡剂降低液膜机械强度或降低液膜表面粘度进行消泡。作用：一是破泡，二是抑泡。优点：消泡效果好、作用快，尤其是合成消泡剂效率高、用量少。缺点：消泡剂选择不妥会影响菌体生长或代谢；操作上会增加染菌机会；添加过量会影响氧传递。

/4/217发酵过程控制发酵过程控制第7页三、消泡剂1.消泡剂作用机理泡沫原来是极不稳定，只因助泡剂稳泡作用才难以破灭。/4/218发酵过程控制罗氏假说1941年哈金斯（HarkinssW.D）提出，以铺展系数S值正负判断消泡剂能否在泡沫上扩展。1948年鲁宾逊（Robinson,J.V）和伍兹（Words,W.W）提出，以浸入系数E值正负判断消泡剂能否进入泡沫表面。美国胶体化学家罗斯（Ross,S.），四十年代初就开始研究泡沫问题。罗斯提出一个假说：在溶液中，溶解状态溶质是稳泡剂。当加入不溶状态溶质浸入系数与铺展系数均为正值时即是消泡剂。这种假说为解释消泡剂作用机理奠定了基础。发酵过程控制第8页与稳泡原因相关几个消泡机理a.消泡剂可使泡沫液局部表面张力降低，因而造成泡沫破灭；b.消泡剂能破坏膜弹性而造成气泡破灭；C.消泡剂能促使液膜排液，因而造成气泡破灭。/4/219发酵过程控制发酵过程控制第9页2.破泡剂与抑泡剂区分消泡剂可分为破泡剂和抑泡剂破泡剂：加到已形成泡沫中，使泡沫破灭添加剂。如低级醇、天然油脂。这类消泡剂伴随时间延续，效率快速降低。抑泡剂：发泡前预先添加而阻止发泡添加剂。聚醚及有机硅等属于抑泡剂。普通是分子与泡液亲和性很弱难溶或不溶液体。/4/2110发酵过程控制溶解度大破泡剂，消泡作用只发挥一次；溶解度小破泡剂，消泡作用可连续一段时间；假如破泡剂溶解度深入降低，即成为抑泡剂。破泡剂与抑泡剂相互关系发酵过程控制第10页3.对消泡剂要求在起泡液中不溶或难溶：不溶或难溶，才易于聚集在气液界面，易于浓缩在泡膜上，才能在较低浓度下发挥作用。用于水体系消泡剂，须为强疏水弱亲水。表面张力低于起泡液：表面张力低于起泡液，消泡剂微粒才能在泡膜上浸入及扩展。与起泡液有一定程度亲和性：由于消泡过程实际上是泡沫瓦解速度与泡沫生成速度竞争，所以消泡剂必须能在起泡液中快速分散，以便迅速在起泡液中较广泛范围内发挥作用。要使消泡剂扩散较快，消泡剂活性成分须与起泡液具有一定程度亲和性。消泡剂活性成分与起泡液过亲，会溶解；过疏又难于分散。只有亲疏适宜，效力才会好。与起泡液不发生化学反应：若消泡剂与起泡液发生反应，一方面消泡剂会丧失作用，其次可能产生有害物质，影响微生物生长。挥发性小，作用时间长。/4/2111发酵过程控制发酵过程控制第11页4.惯用消泡剂种类和性能天然油脂天然油脂是最早用消泡剂，它起源轻易，价格低，使用简单，普通来说没有显著副作用。种类：豆油、菜油、鱼油等。但若保藏不好，油脂易变质，使酸值增高，对发酵有毒性。另外，有些油是发酵产物前体，如豆油是红霉素前体，鱼油是螺旋霉素前体。近年来出于对环境保护重视，天然产物消泡剂地位有所提升，而且还在研究新天然消泡剂。/4/2112发酵过程控制发酵过程控制第12页酒糟榨出液：罗伯茨在啤酒试验时发觉：全麦芽浸出浆桶中最终倒出沉积物能破灭泡沫。于是联想到，是否能够由制作全麦芽浸出浆以后酒糟压榨出有效消泡剂？经过试验，由酒糟中压榨出大约40%液体，在50℃真空蒸馏，浓缩19倍，果然得到可用于麦芽汁发酵过程消泡剂。效果很好，没有副作用。经分析证实，酒糟榨出液中存在C8~C18全部脂肪酸，存在极性类脂物，尤其是卵磷脂等物质，这些物质相互协同消泡作用比这些物质单独消泡作用强得多。啤酒花油：研究发觉向啤酒中添加1~5ppm啤酒花油，能够有效减轻气泡溢出造成损失。经分析，啤酒花油含有具消泡活性物质：石竹烯、荷兰芹萜烯、香叶烯和蒎烯等。/4/2113发酵过程控制实例发酵过程控制第13页聚醚类消泡剂聚醚类消泡剂种类很多，惯用主要是甘油三羟基聚醚。GP型消泡剂：在甘油分子上加成聚合环氧丙烷，得到聚氧丙烯甘油，称为GP型消泡剂。用于链霉素发酵，代替天然油脂，加入基础料中，效果很好。GPE型消泡剂（泡敌）：在GP型消泡剂聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷，成为链端是亲水基聚氧乙烯氧丙烯甘油，称为GPE型消泡剂（泡敌）。按照环氧乙烷加成量为10%、20%、……50%分别称为GPE10、GPE20、……GPE50。用于四环素发酵，效果很好，消泡效果相当于豆油10~20倍。/4/2114发酵过程控制发酵过程控制第14页特点：GP型消泡剂：亲水性差，在发泡介质中溶解度小，所以宜使用在稀薄发酵液中。它抑泡能力比消泡能力优越，适宜在基础培养基中加入，以抑制整个发酵过程泡沫产生。GPE型消泡剂：亲水性很好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但溶解度也较大，消泡活性维持时间短，所以用在粘稠发酵液中效果很好。有一个新聚醚类消泡剂，在GPE型消泡剂链端用疏水基硬脂酸酯封头，便形成两端是疏水链，中间隔有亲水链嵌段共聚物。这种结构分子易于平卧状聚集在气液界面，因而表面活性强，消泡效率高。这类化合物叫GPES型消泡剂。/4/2115发酵过程控制发酵过程控制第15页高碳醇高碳醇是强疏水弱亲水线型分子，在水体系里是有效消泡剂。C7~C9醇是最有效消泡剂。C12~C22高碳醇借助适当乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%水乳液，也可作为水体系消泡剂。还有些醇酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中含有消泡作用，后者还可作为前体。/4/2116发酵过程控制发酵过程控制第16页硅酮类最惯用是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。它表面能和表面张力低，在水及普通油中溶解度低且活性高。纯粹聚二甲基硅氧烷，不经分散处理难以作为消泡剂。可能是因为它与水有高界面张力，铺展系数低，不易分散在发泡介质上。将二甲基硅油混入SiO2气溶胶，组成复合物作为消泡剂。方法：将疏水处理后SiO2气溶胶混入二甲基硅油中，经一定温度、一定时间处理即得。添加乳化剂：在硅油和SiO2气溶胶复合物中添加一个或两种乳化剂，加热溶匀，与增稠剂水溶液混合后乳化，作为消泡剂。乳化剂有甘油单硬脂酸酯、Tween60、Tween80、Spen60、Spen65。增稠剂有羧甲基纤维素钠盐。这类消泡剂广泛用于抗生素发酵及食品工业。/4/2117发酵过程控制发酵过程控制第17页消泡剂总结消泡剂天然油脂

聚醚类高级醇类硅酮类玉米油、米糠油、豆油、棉子油、鱼油、猪油等。消沫能力较差，使用时最好用新鲜油脂。聚氧丙烯甘油（GP）和聚氧乙烯氧丙烯甘油（GPE，又称泡敌）用量为0.03%~0.035%。消沫能力比植物油大10倍以上。GP型消泡剂，适宜在稀薄发酵液中使用；GPE型消泡剂在粘稠发酵液中效果很好。十八醇是惯用一个，与冷榨猪油一起控制青霉素发酵泡沫，效果很好。聚二醇，消沫效果持久，尤其适合用于霉菌发酵。聚二甲基硅氧烷及其衍生物：常与分散剂(SiO2)一起使用，较适合用于微碱性放线菌和细菌发酵。羟基聚二甲基硅氧烷：含烃基亲水性硅酮消泡剂，如AntifoamA。/4/2118发酵过程控制值得注意是：消泡剂有选择性。消泡剂用多了有毒性，而且还影响通气和气体分散，所以要适量添加。发酵过程控制第18页小结/4/2119发酵过程控制1.发酵过程起泡利弊（1）有利之处：气体分散，增加气液接触面积；（2）有害之处：降低生产能力，引发原料浪费，影响菌呼吸，引发染菌。2.消泡剂作用机理（1）罗氏假说（2）泡沫液局部表面张力降低（3）破坏膜弹性（4）促使液膜排液3.惯用消泡剂天然油脂、聚醚类消泡剂、高碳醇、硅酮类发酵过程控制第19页

第五节染菌防治染菌：发酵过程中除了生产菌以外，体系中存在其它微生物生长。/4/2120发酵过程控制发酵染菌率计算总染菌率：指一年发酵染菌批（次）数与总投料批（次）数之比。染菌批次数应包含染菌后培养基经重新灭菌，又再次染菌批次数在内。这是习惯计算方法，也是我国统一计算方法。

总染菌率=发酵过程控制第20页一、染菌影响发酵过程污染杂菌，会严重影响生产，是发酵工业致命伤。造成大量原材料浪费，在经济上造成巨大损失；扰乱生产秩序，破坏生产计划；碰到连续染菌，尤其在找不到染菌原因时往往会影响人们情绪和生产主动性；影响产品外观及质量。/4/2121发酵过程控制（一）染菌对发酵影响不一样产品发酵生产，可污染不一样种类和性质微生物。不一样污染时间、不一样污染路径、不一样染菌数量、不一样培养基和培养条件可产生不一样后果。发酵过程控制第21页1.染菌对不一样品种发酵影响放线菌：生长最适pH为7左右，所以染细菌为多；霉菌：生长pH为5左右，所以染酵母菌为多。青霉素发酵：染菌，绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶，而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生青霉素酶。不论在发酵前期、中期或后期，污染能产生青霉素酶杂菌，会使青霉素快速破坏。链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素：虽不象青霉素发酵染菌那样一无所得，但也会造成不一样程度危害，比如干扰生产菌正常代谢；改变pH；降低产量。灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素：抑制霉菌，但对细菌几乎没有抑制和杀灭作用。疫苗：现在疫苗多采取深层培养，这是一类不加提纯而直接使用产品。在其深层培养过程中，一旦污染杂菌，不论死菌、活菌或内外毒素，都应全部废弃。所以，发酵罐容积越大，污染杂菌后损失也越大。/4/2122发酵过程控制发酵过程控制第22页2.污染不一样种类和性质微生物影响污染噬菌体：噬菌体感染力很强，传输蔓延快速，也较难防治，故危害极大。污染噬菌体后，可使发酵产量大幅度下降，严重造成断种，被迫停产。污染其它杂菌：有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫，即使添加消泡剂也无法控制逃液，影响发酵过程通气搅拌。

有杂菌会使发酵液发臭、发酸，致使pH下降，使不耐酸产品破坏。尤其是染芽孢杆菌，因为芽孢耐热，不易杀死，往往一次染菌后会重复染菌。/4/2123发酵过程控制发酵过程控制第23页3.不一样时间染菌对发酵影响污染时间是指用无菌检测方法确定污染时间，不是杂菌进入培养液时间。杂菌进入培养液后，需有足够生长、繁殖时间才能显现出来，显现时间与污染菌量相关。/4/2124发酵过程控制种子培养期染菌：生产菌一开始不占优势，因而防御杂菌能力低，轻易污染杂菌。假如在此阶段染菌，应将培养液全部废弃。发酵前期染菌：发酵前期最易染菌，且危害最大。原因是发酵前期菌量不多，与杂菌没有竞争优势，抵抗杂菌能力弱。预防染菌办法：能够用降低培养温度、调整补料量、调pH值、缩短培养周期等办法给予补救。假如前期染菌，且培养基养料消耗不多，能够重新灭菌，补加一些营养，重新接种再用。发酵过程控制第24页发酵中期染菌：发酵中期染菌会严重干扰产生菌代谢。杂菌大量产酸，培养液pH下降；糖、氮消耗快，发酵液发粘，菌丝自溶，产物分泌降低或停顿，有时甚至会使已产生产物分解；有时也会使发酵液发臭，产生大量泡沫。办法：降温培养、降低补料，亲密注意代谢改变情况。假如发酵单位抵达一定水平能够提前放罐，或者在抗生素生产中能够将高单位发酵液输送一部分到染菌罐，抑制杂菌。发酵后期染菌：发酵后期发酵液内已积累大量产物，尤其是抗生素，对杂菌有一定抑制或杀灭能力。所以，假如染菌不多，对生产影响不大；假如染菌严重，破坏性较大，能够提前放罐。/4/2125发酵过程控制发酵过程控制第25页（二）发酵染菌对提炼和产品质量影响1.发酵染菌对过滤影响染菌发酵液普通发粘，菌体大多数自溶，所以在发酵液过滤时不能或极难形成滤饼，造成过滤困难。即使采取加热、冷却、添加助滤剂等办法，使部分蛋白质凝聚，效果也不理想。污染杂菌种类对过滤影响程度有差异：污染霉菌时，影响较小；而污染细菌时极难过滤。因为过滤困难，过滤时间拉长，影响发酵液储罐和过滤设备周转使用，破坏了生产平衡。染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤收率，直接影响提炼总收率。/4/2126发酵过程控制发酵过程控制第26页2.发酵染菌对提炼影响染菌发酵液中含有比正常发酵液更多水溶性蛋白和其它杂质。采取有机溶剂萃取提炼工艺，则极易发生乳化，极难使水相和溶剂相分离，影响深入提纯。采取离子交换树脂提取工艺，如链霉素、庆大霉素，染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面，或被离子交换树脂吸附，大大降低离子交换树脂交换容量，而且有杂菌极难用水冲洗洁净，洗脱时与产物一起进入洗脱液，影响深入提纯。/4/2127发酵过程控制发酵过程控制第27页造成染菌原因很多，但总结几十年经验，对绝大部分染菌原因是比较清楚，但在实际生产中发酵染菌率仍比较高，能够说产生这种现象大多数是因为工作中“明知故犯”“不负责任”和“侥幸心理”造成。比如，灭菌蒸汽压不足不能灭菌；设备有渗漏不能进罐等都是众所周知，但因为有侥幸心理还是照样灭菌、进罐，结果以污染杂菌而告终。现将国内外几家抗生素工厂发酵染菌原因归纳以下。/4/2128发酵过程控制二、染菌原因发酵过程控制第28页日本工业技术院发酵研究所抗生素发酵染菌原因分析

项目百分率%种子带菌或怀疑种子带菌

9.64接种时罐压跌零0.19培养基灭菌不透0.79总空气系统有菌19.96泡沫冒顶

0.48夹套穿孔

12.36盘管穿孔

5.89接种管穿孔

0.39阀门渗漏

1.45搅拌轴密封渗漏

2.09罐盖漏

1.54其它设备渗漏

10.13操作原因

10.15

原因不明

24.94/4/2129发酵过程控制发酵过程控制第29页上海第三制药厂染菌原因分析项目百分率%种子带菌14.15盘管穿孔14.20阀门渗漏23.30空气系统有菌10.0管理不善25.80其它7.49原因不明5.78/4/2130发酵过程控制管理不善而染菌31个罐批中，经分析有25.08％是因为以下原因所致。

项目百分率%进罐前未做设备严密度检验

25.8接种违反操作规程

25.8检修缺乏验收制度

19.35操作不熟练

19.35配料违反工艺规程

6.45调度不妥

3.25发酵过程控制第30页造成染菌主要原因设备渗漏：设备渗漏包含夹套穿孔、盘管穿孔、接种管穿孔、阀门渗漏、搅拌轴渗漏、罐盖漏和其它设备漏等。加强设备本身及从属零部件严密度检验，对预防染菌是十分主要。空气带菌：国内外空气除菌技术虽已经有较大改进，但依然没有使染菌率降低到理想程度。因为空气除菌系统较为复杂，步骤多，偶遇不慎便会造成空气除菌失败。种子带菌：加强种子管理，严格无菌操作。种子本身带菌是能够克服。种子培养过程染菌与发酵一样有许多原因。灭菌不彻底：环境中杂菌数量因季节而有很大差异（温度、气候）；原材料储存和保管；发酵罐、培养基配制罐等设备清洗质量——有没有灭菌死角。技术管理不善：技术管理就是要对发酵每个步骤严格控制，发酵中稍有不慎就可能染菌，所以不能有侥幸心理而放松管理。/4/2131发酵过程控制发酵过程控制第31页三、无菌情况检测环境无菌检验：尘埃粒子检测、无菌平板检测。种子及发酵液无菌情况检测：酚红肉汤培养基检测、平板划线、显微镜观察。/4/2132发酵过程控制发酵过程控制第32页四、染菌情况分析染菌原因有各种，对于实际情况怎样分析呢？单罐染菌：不是系统问题，而是该罐本身问题。比如，种子带菌、培养基灭菌不彻底、罐有渗漏、分过滤器失效等。多罐染菌：系统问题，如空气过滤系统有问题，尤其是总过滤器长久没有检验，可能受潮失效；移种或补料分配站有渗漏或灭菌不彻底。前期染菌：种子带菌、培养基灭菌不彻底。中后期染菌：补料料液灭菌不彻底或补料管道、阀门渗漏，普通不会是种子问题。/4/2133发酵过程控制发酵过程控制第33页五、染菌防治——加强生产技术管理1.预防种子带菌制备种子时对沙土管及摇瓶严格加以控制。沙土制备时要屡次间歇灭菌。注意接种时无菌操作。子瓶、母瓶移种和培养：无菌操作。无菌室和摇床间都要保持清洁。无菌室内要供给恒温恒湿无菌空气，还要装紫外灯用以灭菌，或用化学药品灭菌。/4/2134发酵过程控制发酵过程控制第34页无菌室要求在无菌室中装有紫外灯，打开紫外灯，照半小时，关灯后15分钟再接种。用消毒药水，如新洁而灭配成1/1000浓度擦桌子、拖地，开启超净台通风。接种时必须在超净台上操作，超净台装有一台鼓风机，进风口有一粗过滤器，出风口有高效过滤器，确保无菌风从超净台吹出，外界有菌空气不可能进入接种区域，确保无菌条件。接种人员必须穿好无菌服，戴好口罩，手用酒精棉球擦洁净。/4/2135发酵过程控制发酵过程控制第35页2.预防设备渗漏发酵设备及附件因为腐蚀、物料与设备摩擦造成磨损以及加工制作不良等原因会造成设备及附件渗漏。设备一旦渗漏，就会造成染菌，比如冷却盘管、夹套穿孔渗漏，有菌冷却水便会经过漏孔进入发酵罐中造成染菌。阀门渗漏也会使带菌空气或水进入发酵罐而造成染菌。设备上漏隙假如肉眼能看见，轻易发觉，也轻易治理；但有微小泄漏，肉眼看不见，必须经过一定试漏方法才能发觉。/4/2136发酵过程控制发酵过程控制第36页试漏方法水压试漏法：在被测设备出口处装上压力表，将水压入设备，待设备中压力上升到要求压力，关闭进出水，看压力是否下降。压力下降则有渗漏。但有些渗漏很小，看不出何处漏水，能够用稀碱溶液压入设备，然后用蘸有酚酞纱布揩试设备外壁，只要酚酞能变红处即为渗漏处。阀门渗漏能够用集气桶试漏：先在集气桶中装满水，然后关闭全部阀门，向发酵罐中通入空气，使罐压上升到要求压力。因为集气桶连通各管道，观察哪根管子冒泡，就证实连通这根管子阀门漏气。/4/2137发酵过程控制发酵过程控制第37页3.预防培养基灭菌不彻底培养基灭菌方法——高压蒸汽灭菌分批灭菌：121℃，30分钟连续灭菌：罐温125－130℃，30－45分钟/4/2138发酵过程控制蒸汽下进上出连续灭菌设备流程发酵过程控制第38页培养基灭菌前含有大量杂菌，灭菌时假如蒸汽压力不足，就达不到要求温度。灭菌时产生大量泡沫或发酵罐中有污垢堆积，就会窝藏大量杂菌，造成灭菌不彻底。为何蒸汽灭菌时会产生大量泡沫？（1）假如灭菌时升温太快，培养基急剧膨胀，发酵罐内空气排出较慢，就会产生大量泡沫（2）泡沫上升到发酵罐顶，泡沫中耐热菌就不能与蒸汽直接接触，未被杀死。（3）防治方法：迟缓开启蒸汽阀门，或加入少许消泡剂。灭菌时还会因设备安装或污垢堆积造成一些“死角”。蒸汽不能有效到达这些死角，常会窝藏耐热芽孢杆菌。所以设备安装要注意不能造成死角，发酵设备要经常清洗，铲除污垢。/4/2139发酵过程控制发酵过程控制第39页4.预防空气引发染菌空气过滤除菌设备流程空压机储罐二级冷却加热器空气过滤粗过滤/4/2140发酵过程控制空气冷却器列管穿孔泄露，冷却水会渗透到空气中，造成染菌。棉花-活性炭过滤器长久使用后，棉花和活性炭体积被压缩而松动，造成过滤器失效。过滤器用蒸汽灭菌时，若被蒸汽冷凝水润湿就会降低或丧失过滤效能，灭菌完成应马上迟缓通入压缩空气，将水分吹干。超细纤维纸作过滤介质，灭菌时必须将管道中冷凝水放干，以免介质受潮失效。在生产实践中，空气管道大多与其它物料管道相接，要安装止逆阀，以预防其它物料窜入空气管道污染过滤器，造成过滤介质失效。止逆阀发酵过程控制第40页5.发酵染菌后办法染菌后培养基必须灭菌后才可排放到下水道。不然，因为各罐管道相通，会造成其它罐染菌，而且直接排放下水道也会造成空气污染而造成其它罐批染菌。灭菌方法：可通蒸汽灭菌；也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂。凡染菌罐要查找染菌原因：对症下药，该罐也要彻底清洗，进行空罐消毒，才可继续使用。染菌厉害时，车间环境要用石灰消毒，空气用甲醛熏蒸。若发生噬菌体染菌，空气必须用甲醛蒸汽消毒。/4/2141发酵过程控制发酵过程控制第41页六、噬菌体污染防治1.噬菌体污染对发酵影响发酵过程中假如受噬菌体侵染，普通发生溶菌，随之出现发酵迟缓或停顿。而且受噬菌体感染后，往往会重复连续感染，使生产无法进行，甚至使种子全部丧失。/4/2142发酵过程控制噬菌体污染表现：镜检可发觉菌体数量显著降低，菌体不规则，严重时完全看不到菌体，且在短时间内菌体自溶：发酵液稀薄，发酵液DO回升。发酵pH值逐步上升，4~8小时之内可达8.0以上，不再下降。发酵液残糖高，有刺激性臭味，粘度大，泡沫多。生