《发酵工业的无菌技术》课件.ppt

第四章 发酵工业的无菌技术;为什么要灭菌？P57;怎样保证纯种培养？;干热灭菌法 火焰灭菌法 电磁波、射线灭菌法 湿热灭菌法（主要是高压蒸汽灭菌） 化学药剂灭菌法 过滤除菌法;上节知识回顾;§1 培养基的灭菌P65;;;微生物对热的抵抗力常用“热阻”表示;2、 对数残留定律P65;一般考虑产芽胞细菌和细菌的芽胞之和作为计算依据。 在设计时常采用Nt＝0.001（即1000次灭菌中有一次失败的机会）。;例：有一发酵罐内装40m3培养基，在121 ℃下进行实罐灭菌。原污染程度为每1mL有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为1.8min-1。求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间。 ;解： N0=40× 106× 2× 105=8× 1012（个） Nt=0.001（个） K= 1.8min-1;不同灭菌条件下培养基营养成分破坏情况;※结论1：当灭菌温度上升时，微生物杀死速率的提高要超过培养基成分的破坏速率 的增加 ※结论2:在灭菌时选择较高的温度、较短的时间，这样便既可达到需要的灭菌程度，同时又可减少营养物质的损失。 ;杂菌的种类与数量 灭菌温度与时间 培养基成分 pH值 培养基中的颗粒 泡沫 ;油脂、糖类及一定浓度的蛋白质增加微生物的耐热性 在固形物含量高的情况下，灭菌温度可高些。;pH值对微生物的耐热性影响很大。pH值愈低，灭菌所需的时间愈短。 pH值6.0～8.0，微生物最耐热； pH值6.0，氢离子易渗入微生物细胞内，从而改变细胞的生理反应促使其死亡。;培养基中的颗粒小，灭菌容易；颗粒大，灭菌难。 一般含有1mm的颗粒对培养基灭菌影响不大，但颗粒大时，影响灭菌效果，应过滤除去。;泡沫中的空气形成隔热层，使传热困难，热难穿透过去杀灭微生物。 对易产生泡沫的培养基在灭菌时，可加入少量消泡剂。;? 空气排除情况 ;三、培养基的分批灭菌 P69;分空气过滤器灭菌 并用空气吹干;2、灭菌时间的计算;; 例1：有一发酵罐内装40m3培养基，在1210C温度下实罐灭菌，原污染程度为每1ml有2×105个耐热细菌芽孢，已知1210C时灭菌速度常数k=1.8min-1，求灭菌失败机率为0.001时所需时间。 解：N0=40×106×2×105=8×1012(个) Nt=0.001(个) k=1.8(min-1) ㏑(Nt/N0)=-kt t=2.303/k[lg(N0/Nt)]=2.303/1.8[lg(8×1015)] =20.34(min) 由于升温阶段就有部分菌被杀灭，特别是当培 养基加热至1000C以上，这个作用较为显著， 故实际保温阶段时间比计算值要短。 ; 例1：有一发酵罐内装40m3培养基，在1210C温度下实罐灭菌，原污染程度为每1ml有2×105个耐热细菌芽孢，已知1210C时灭菌速度常数k=1.8min-1，求灭菌失败机率为0.001时所需时间。 解：N0=40×106×2×105=8×1012(个) Nt=0.001(个) k=1.8(min-1) ㏑(Nt/N0)=-kt t=2.303/k[lg(N0/Nt)]=2.303/1.8[lg(8×1015)] =20.34(min) 由于升温阶段就有部分菌被杀灭，特别是当培 养基加热至1000C以上，这个作用较为显著， 故实际保温阶段时间比计算值要短。;发酵罐;1、连续灭菌的设备;（3）维持罐：使料液在灭菌温度下保持5?7min。因为：连消塔加热的时间很短，光靠这段时间的灭菌是不够的； （4）冷却管：使料液冷却到40?50°C后（冷水喷淋），输送到预先灭菌过的罐内。 ;喷淋冷却连续灭菌流程;喷射加热连续灭菌流程;3、灭菌时间的计算 ㏑(Ct/C0)=－kt t=2.303/k[lg(C0/Ct)] 式中：C0、Ct分别为单位体积培养基灭菌前、后 的含菌数。 ? ;例2．某发酵罐内装40m3培养基，采用连续灭菌，灭菌温度为1310C，原污染程度为每1ml含有2×105个杂菌，已知1310C时灭菌速度常数为15min-1，求灭菌所需的维持时间。 ;;作业;§2 空气除菌P72;氧气 氮气 惰性气体 二氧化碳 水蒸气;空气中常见微生物种类及大小;本节内容;一、空气除菌的方法 ;1.过滤除菌的种类 绝对过