工業(yè)發(fā)酵染菌及其防治.ppt

發(fā)酵染菌及其防治 發(fā)酵染菌及其防治 1 什么叫發(fā)酵染菌 在發(fā)酵過程中 生產(chǎn)菌以外的其他微生物侵入了發(fā)酵液 從而使發(fā)酵過程失去了真正意義上的純種培養(yǎng) 菌種培養(yǎng)過程操作不當(dāng)培養(yǎng)基滅菌不徹底發(fā)酵設(shè)備 如發(fā)酵罐 管道 密封不嚴(yán)空氣除菌不凈 2 造成發(fā)酵染菌的可能途徑有哪些 染菌仍是發(fā)酵工業(yè)的致命傷 輕者影響產(chǎn)率 產(chǎn)物提取收得率和產(chǎn)品質(zhì)量 嚴(yán)重者造成生產(chǎn)失敗 浪費大量原材料 造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失 而且擾亂生產(chǎn)秩序 破壞生產(chǎn)計劃 遇到連續(xù)染菌 特別是又找不到染菌原因 未有防治措施時 往往會影響人們的情緒和生產(chǎn)積極性 造成無法估量的危害 3 染菌會對發(fā)酵工業(yè)造成哪些不良影響 4 在現(xiàn)有科學(xué)條件下能否做到徹底不染菌 據(jù)報道 國外抗生素發(fā)酵平均染菌率為2 5 國內(nèi)的抗生素發(fā)酵 青霉素發(fā)酵染菌率2 鏈霉素 紅霉素和四環(huán)素發(fā)酵染菌率約為5 谷氨酸發(fā)酵噬菌體感染率1 2 目前要做的是要提高生產(chǎn)技術(shù)水平 強(qiáng)化生產(chǎn)過程的管理 把握好各個易染菌的環(huán)節(jié) 盡可能防止發(fā)酵染菌的發(fā)生 而且一旦發(fā)生染菌 要能盡快找出其污染的原因 并采取相應(yīng)的有效措施 把發(fā)酵染菌造成的損失降低到最小 5 既然染菌不可避免 哪我們應(yīng)該怎樣做 染菌對發(fā)酵的影響 不同雜菌的種類對發(fā)酵的影響 在抗生素的發(fā)酵過程中 青霉素的發(fā)酵污染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌比粗大桿菌的危害更大 鏈霉素的發(fā)酵污染細(xì)短桿菌 假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌比污染粗大桿菌更有危害 谷氨酸的發(fā)酵最怕噬菌體的污染 細(xì)短產(chǎn)氣桿菌細(xì)短桿菌 假單孢桿菌雙球菌 芽孢桿菌 莢膜桿菌噬菌體青霉菌 不同雜菌的種類對發(fā)酵的影響 對整個發(fā)酵過程的危害極大 嚴(yán)重干擾生產(chǎn)菌的生長繁殖 干擾生產(chǎn)菌的代謝 影響產(chǎn)物的生成 影響相對較小 不同生產(chǎn)階段染菌對發(fā)酵的影響 種子培養(yǎng)期染菌 發(fā)酵后期染菌 發(fā)酵前期染菌 發(fā)酵中期染菌 將導(dǎo)致染菌范圍不斷擴(kuò)大 使生產(chǎn)蒙受重大損失 使發(fā)酵大面積染菌 一般不具延續(xù)性 使單個 批 發(fā)酵罐發(fā)酵失敗 染菌幾率較大 不同染菌原因?qū)Πl(fā)酵的影響 種子帶菌 設(shè)備滲漏 空氣帶菌 培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底 染菌程度越嚴(yán)重 即在發(fā)酵罐內(nèi)的雜菌數(shù)量就多 對發(fā)酵的危害也就越大 但當(dāng)生產(chǎn)菌在發(fā)酵過程已有大量的繁殖 并已在發(fā)酵液中占優(yōu)勢 如果污染極少量的雜菌 此時對發(fā)酵不會帶來太大的影響 不同染菌程度對發(fā)酵的影響 發(fā)酵異常現(xiàn)象及染菌原因分析 溶解氧的異常變化 當(dāng)雜菌是好氣性微生物時 溶解氧的變化是在較短時間內(nèi)下降 直至接近于零 且在長時間內(nèi)不能回升 當(dāng)雜菌是非好氣性微生物 而生產(chǎn)菌由于受污染而抑制生長 使耗氧量減少 溶解氧升高 好氣性發(fā)酵排出的氣體中的CO2含量與糖代謝有關(guān) 對于特定的發(fā)酵過程 工藝確定后 排出的氣體中的CO2含量的變化是有規(guī)律的 染菌后 培養(yǎng)基中糖的消耗發(fā)生變化 引起排氣中CO2含量的異常變化 如雜菌污染時 糖耗加快 CO2含量含量增加 噬菌體污染后 糖耗減慢 CO2含量減少 因此 可根據(jù)CO2含量的異常變化判斷染菌 排氣的CO2異常變化 還可以根據(jù)其他的一些異?，F(xiàn)象 如菌體生長不良 PH值的異常變化 發(fā)酵過程中泡沫的異常增多 發(fā)酵液的顏色異常變化 代謝產(chǎn)物含量的異常下跌 發(fā)酵周期的異常拖長 發(fā)酵液的粘度異常增加等判斷染菌 其它異?，F(xiàn)象 總結(jié)發(fā)酵染菌的經(jīng)驗教訓(xùn) 積極采取必要的措施 防止生產(chǎn)過程中再次染菌 把發(fā)酵染菌控制在生產(chǎn)前 防患于未然是發(fā)酵生產(chǎn)過程中控制染菌污染的最重要措施 分析目的 染菌原因分析 從兩表中可以看出 由于不同廠家的生產(chǎn)工藝 技術(shù)管理水平好壞不同 而使各種染菌原因的百分率有所不同 其中尤以設(shè)備滲漏和空氣帶菌而染菌較為普遍且嚴(yán)重 值得注意的是 不明原因的染菌分別達(dá)20 0 和35 13 這表明 目前分析染菌原因的水平還有待于進(jìn)一步提高 填表 培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底 種子帶菌 空氣除菌不徹底 設(shè)備或冷卻盤管的滲漏 無菌室滅菌不徹底或無菌操作不當(dāng) 糖液滅菌不徹底或糖液放置時間過長 根據(jù)染上雜菌的種類可以初步判斷染菌原因 由于發(fā)酵罐需要經(jīng)受溫度的升降變化 使用久了難免會出現(xiàn)夾層盤管的細(xì)微腐蝕而出現(xiàn)滲漏 導(dǎo)致染菌的發(fā)生 滲漏原因 當(dāng)設(shè)備滲漏時 往往每批染菌發(fā)生的時間逐漸提前 染菌特點 設(shè)備滲漏方面原因 空氣過濾系統(tǒng)方面原因 進(jìn)風(fēng)口 生產(chǎn)環(huán)境 空氣過濾器 濾芯的滅菌要徹底 過濾介質(zhì)要定期檢查更換 原因分析 空氣過濾系統(tǒng)帶菌會使發(fā)酵罐批批染菌 罐罐染菌 此時就要對空氣過濾系統(tǒng)進(jìn)行無菌樣檢測 染菌特點 雜菌污染的判斷及處理 染菌的檢查和判斷雜菌污染的挽救及處理 染菌的檢查和判斷 發(fā)酵過程是否染菌應(yīng)以無菌試驗的結(jié)果為依據(jù)進(jìn)行判斷 在發(fā)酵生產(chǎn)過程中 如何及早發(fā)現(xiàn)雜菌的污染并及時采取措施加以處理 是避免染菌造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的重要手段 因此 生產(chǎn)上要求能準(zhǔn)確 快速的檢查出雜菌的污染 目前常用于檢查是否染菌的無菌試驗方法主要有以下四種 檢查判斷目的意義 無菌試驗方法 1 顯微鏡檢查法 鏡檢法 2 肉湯培養(yǎng)法3 平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢查法4 發(fā)酵過程的異常現(xiàn)象觀察法 無菌試驗時 如果肉湯連續(xù)三次發(fā)生變色反應(yīng) 由紅色變?yōu)辄S色 或產(chǎn)生混濁 或平板培養(yǎng)連續(xù)三次發(fā)現(xiàn)有異常菌落的出現(xiàn) 即可判斷為染菌 注意事項 1 無菌試驗的肉湯或培養(yǎng)平板應(yīng)保存并觀察至本批 罐 放罐后12h 確認(rèn)為無雜菌后才能棄去 2 無菌試驗期間應(yīng)每6h觀察一次無菌試驗樣品 以便能及早發(fā)現(xiàn)染菌 無菌試驗方法 處理 應(yīng)經(jīng)滅菌后棄之 并對種子罐 管道等進(jìn)行仔細(xì)檢查和徹底滅菌 處理 營養(yǎng)成分消耗不多 應(yīng)迅速重新滅菌 另處 補(bǔ)充必要的營養(yǎng)成分 重新接種進(jìn)行發(fā)酵 雜菌污染的挽救及處理 種子培養(yǎng)期染菌 發(fā)酵前期染菌 處理 可以加入適當(dāng)?shù)臍⒕鷦┗蚩股匾约罢５陌l(fā)酵液 以抑制雜菌的生長速度 產(chǎn)品的含量若達(dá)一定值 只要明確是染菌也可放罐 處理 空罐加熱滅菌后至120 以上 30min后 才能使用 也可用甲醛熏蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法進(jìn)行處理 發(fā)酵后對設(shè)備的處理 發(fā)酵中 后期染菌 雜菌污染的途徑和防治 種子帶菌及其防治空氣帶菌及其防治設(shè)備的滲漏或 死角 造成的染菌及其防治生產(chǎn)原料滅菌不徹底導(dǎo)致的染菌操作不當(dāng)造成染菌及其防治噬菌體染菌及其防治 原因分析 種子帶菌及其防治 種子保存 種子培養(yǎng)基 種子換代及接種 種子培養(yǎng)設(shè)備 1 檢查發(fā)生污染所用的保藏菌種 2 檢查發(fā)生污染的種子罐接種所用的三角瓶等器皿 3 檢查對三角瓶 棉花塞 培養(yǎng)基等所進(jìn)行的滅菌操作 4 檢查天菌鍋的工作情況 校核溫度表和壓力表 滅菌鍋工作時鍋內(nèi)空氣務(wù)必排盡 5 檢查無菌室的無菌狀況 特別是接種箱 檢查接種箱所用的殺菌熏劑 6 檢查操作人員的操作技術(shù) 7 對雜菌或噬菌體進(jìn)行微生物檢驗 防治措施 原因分析 空氣帶菌及其防治 要杜絕無菌空氣帶菌 就必須從空氣的凈化工藝和設(shè)備的設(shè)計 過濾介質(zhì)的選用和裝填 過濾介質(zhì)的滅菌和管理等方面完善空氣凈化系統(tǒng) 空氣凈化系統(tǒng)導(dǎo)致染菌 占總?cè)揪?8 9 1 油滲入空氣 改用無油潤的壓縮機(jī) 2 列管式冷卻器穿孔 3 過濾介質(zhì)松動 空氣走短路 4 過濾介質(zhì)被水潤濕 5 過濾介質(zhì)老化 防治措施 設(shè)備滲漏 設(shè)備的滲漏或 死角 造成的染菌及其防治 設(shè)備滲漏主要是指發(fā)酵罐 補(bǔ)糖罐 冷卻盤管 管道閥門等 由于化學(xué)腐蝕 發(fā)酵代謝所產(chǎn)生的有機(jī)酸等發(fā)生腐蝕作用 電化學(xué)腐蝕 如氧溶解于水 使金屬不斷失去電子 加快腐蝕作用 磨濁攤口金屬與原料中的泥沙之間磨損 加工制作不良等原因形成微小漏孔后發(fā)生滲漏染菌 生產(chǎn)上常把不能徹底滅菌的部位稱為 死角 實際過程中 死角 包括了發(fā)酵設(shè)備或連接管道的某一部位和培養(yǎng)基或其他物料的某一部分等 死角 由于存在溫差 內(nèi)冷卻水溫 外滅菌溫 溫度急劇變化 或發(fā)酵液的pH低 化學(xué)腐蝕嚴(yán)重等原因 原因分析 生產(chǎn)上可采取仔細(xì)清洗 檢查滲漏 或降低冷卻水中CL 1的含量等措施加以防治 防治措施 1 盤管的滲漏染菌及防治 受攪拌與通風(fēng)的影響 易磨蝕穿孔 管中的空氣流速不一致 靠近空氣進(jìn)口處流速最大 離進(jìn)口處距離越遠(yuǎn)流速越小 原因分析 采取頻繁更換空氣分布管或認(rèn)真洗滌等措施 防治措施 2 空氣分布管的 死角 染菌及防治 原因分析 3 發(fā)酵罐的滲漏染菌及防治 發(fā)生局部化學(xué)腐蝕或磨蝕 產(chǎn)生穿孔滲漏 罐焊接處等的周圍容易積集污垢 發(fā)酵罐的制作不良 發(fā)酵罐封頭上的各個接口 發(fā)酵罐的修補(bǔ)焊接位置不當(dāng) 圖5 3不銹鍋襯里破裂形成 死角 圖5 4發(fā)酵罐底部培養(yǎng)基的沉積污垢形成 圖5發(fā)酵罐支撐件加強(qiáng)板形成 死角 染菌 1 采取罐內(nèi)壁涂刷防腐涂料 加強(qiáng)清洗并定期鏟除污垢等是有效消除染菌的措施 2 采用不銹鋼或復(fù)合鋼可有效克服此弊端并注意清洗是可以避免染菌的 防治措施 原因分析 4 管路的安裝或管路的配置不合理形成 死角 1 經(jīng)常將一些管路匯集到一條總的管路上 2 管路大多采用法蘭連接 但常會發(fā)生諸如墊圈大小不配套 法蘭不平整 安裝未對中 法蘭與管子的焊接不好 受熱不均勻使法蘭翹曲以及密封面不平等現(xiàn)象 從而形成 死角 而染菌 采用單獨的排氣 排水和排污管可有效防止染菌的發(fā)生 法蘭的加工 焊接和安裝要符合滅菌的要求盡可能減少或取消連接法蘭等措施 防治措施 圖5 5滅菌時蒸汽不易通達(dá)的 死角 及其消除方法 圖5 6法蘭連接不當(dāng)造成的 死角 染菌 原因分析 采用加工精度高 材料好的閥門可減少此類染菌的發(fā)生 防治措施 5 管件的滲漏形成染菌及防治 目前生產(chǎn)上使用的閥門不能完全滿足發(fā)酵工程的工藝要求 是造成發(fā)酵染菌的主要原因之一 回 原因分析 生產(chǎn)原料滅菌不徹底導(dǎo)致的染菌 淀粉質(zhì)原料 在升溫過快或混合不均勻時容易結(jié)塊 使團(tuán)塊中心部位 夾生 蒸汽不易進(jìn)入將雜菌殺死培養(yǎng)基中諸如麩皮 黃豆餅一類的固形物含量較多 在投料時濺到罐壁或罐內(nèi)的各種支架上 容易形成堆積 這些堆積物在滅菌過程由于傳熱較慢 一些雜菌也不易被殺滅 1 升溫前先通過攪拌混合均勻 并加人一定量的淀粉酶進(jìn)行液化 有大顆粒存在時應(yīng)先經(jīng)過篩除去 再行滅菌 2 對于麩皮 黃豆餅一類的固形物含量較多的培養(yǎng)基 采用罐外預(yù)先配料 再轉(zhuǎn)至發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行實罐滅菌較為有效 防治措施 1 購進(jìn)原料應(yīng)干燥 倉貯原料應(yīng)保持干燥 2 制各培養(yǎng)基時 粉碎原料先用冷水浸潤 調(diào)漿罐攪拌要充分防止結(jié)塊 3 粉碎原料顆粒應(yīng)足夠小 大顆粒會影響殺菌效果 4 假如生產(chǎn)原料被孢子嚴(yán)重污染 制成培養(yǎng)基后 可在30 保溫數(shù)小時 待孢子發(fā)芽后再行殺菌 具體措施 原因分析 操作不當(dāng)造成染菌及其防治 1 滅菌時由于操作不合理 未將罐內(nèi)的空氣完全排除 造成壓力表顯示 假壓 2 產(chǎn)生泡沫發(fā)泡嚴(yán)重時泡沫可上升至罐頂甚至逃逸 以致泡沫頂罐 3 連續(xù)滅菌過程中 培養(yǎng)基滅菌的溫度及其停留時間沒有符合滅菌的要求 4 探頭或元件滅菌方法不當(dāng) 原因分析 噬菌體污染及其防