政治毛鄧三知識點(diǎn)習(xí)題課件

1第八節(jié)污染的防止與挽救污染：微生物發(fā)酵為純種發(fā)酵，如有他菌侵入稱為污染。

一、雜菌污染的防止與挽救（一）危害性1、引起異常發(fā)酵會影響產(chǎn)物產(chǎn)量①生產(chǎn)菌的生長受抑制測OD值菌濃度下降②C、N消耗加速，ph值的不正常變化③泡沫一般增多粘稠顏色加深，使培養(yǎng)液發(fā)酵發(fā)臭④發(fā)酵周期縮短22、影響產(chǎn)物提煉，使產(chǎn)物質(zhì)量不得保證如溶媒存在，使培養(yǎng)液乳化，不易分層（1）有機(jī)溶劑萃取工藝：染菌的發(fā)酵液含有更多的水溶性蛋白質(zhì)，易發(fā)生乳化，使水相和溶劑相難以分開（2）離子交換工藝：雜菌易粘附在離子交換樹脂表面或被離子交換樹脂吸附，大大降低離子交換樹脂的交換量33，對產(chǎn)品質(zhì)量的影響（1）對內(nèi)在質(zhì)量的影響：染菌的發(fā)酵液含有較多的蛋白質(zhì)和其它雜質(zhì)。對產(chǎn)品的純度有較大影響。（2）對產(chǎn)品外觀的影響：一些染菌的發(fā)酵液經(jīng)處理過濾后得到澄清的發(fā)酵液，放置后會出現(xiàn)混濁，影響產(chǎn)品的外觀。5（二）、與危害程度相關(guān)的幾個方面①與產(chǎn)品的品種有關(guān)，酒精和丙酮丁酸較小

AA．核酸嚴(yán)重抗生素（窄譜廣譜）②染菌與發(fā)酵周期有關(guān)，發(fā)酵周期長，較易染菌，如前中期染菌后果較嚴(yán)重。6③雜菌類型染球菌：后果較嚴(yán)重，其繁殖速度特快，染短桿菌：后果較嚴(yán)重，染菌的時間越早，危害越大，染菌量越多，危害越大。④染菌原因：公共系統(tǒng)引起染菌，影響面大，后果嚴(yán)重，公共系統(tǒng)為空氣，總過濾器，空氣管道不嚴(yán)密，公共補(bǔ)料系統(tǒng)，公共系統(tǒng)染菌，就會引起連續(xù)染菌，大面積染菌。7（三）、發(fā)酵過程中染菌的檢查判斷

1，雜菌的檢查方法借助適當(dāng)?shù)姆椒?，才能正確而及時地發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過過程是否污染雜菌和染菌的原因與途徑。檢查雜菌的方法，要求淮確可靠和快速，這樣才能在短時間內(nèi)獲得效果。目前生產(chǎn)上常用的檢查方法有：①顯微鏡檢查；②平板劃線檢查；③肉湯培養(yǎng)檢查。

92，各種檢查方法的比較3種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，顯微鏡檢查方法簡便、快速，能及時發(fā)現(xiàn)雜菌，但由于鏡撿取樣少，視野的觀察面也小，因此不易撿出早期雜菌。平板劃線法的缺點(diǎn)是需經(jīng)較長時間培養(yǎng)(一般要過夜)才能判斷結(jié)果，且操作較繁瑣，但它要比顯微鏡能撿出更少的雜菌。103，雜菌檢查中的問題（1)，檢查結(jié)果應(yīng)以平板劃線和肉湯培養(yǎng)結(jié)果為主要根據(jù)（2），平板劃線和肉湯培養(yǎng)應(yīng)做三個平行樣（3），要定期取樣（4），酚紅肉湯和平板劃線培養(yǎng)樣品應(yīng)保存至放罐后12小時，確定為無菌時方可棄去（5），取樣時防止外界雜菌混入的措施1113發(fā)酵過程的雜菌檢查14除了以上的方法外，在實際生產(chǎn)中還可以根據(jù)pH值、尾氣中CO2含量和溶解氧等參數(shù)的異常變化來判斷是否染菌。15（四）、發(fā)酵染菌率和染菌原因的分析發(fā)酵染菌能給生成帶來嚴(yán)重危害，防止雜菌污染是任何發(fā)酵工廠的一項重要工作內(nèi)容。尤其是無菌程度要求高的液體深層發(fā)酵，污染防止工作的重要性更為突出。發(fā)酵設(shè)備、空氣除菌系統(tǒng)和培養(yǎng)基滅菌系統(tǒng)等的有關(guān)設(shè)備以及管道的配置都必須嚴(yán)格符合無菌要求。如果設(shè)備結(jié)構(gòu)和管道配置不合理，制造、安裝不注意或在發(fā)酵過程中操作不慎就會使發(fā)酵液污染雜菌，導(dǎo)致產(chǎn)量下降甚至得不到產(chǎn)品。在發(fā)酵前期或中期染菌，雜菌會很快消耗掉營養(yǎng)物質(zhì)，使生產(chǎn)菌無法正常生長而引起倒罐。在發(fā)酵后期染菌，雖然沒有早期或中期染菌的影響大，一般會使產(chǎn)率下降并影響產(chǎn)物的提取，但如核苷酸等某些產(chǎn)品的發(fā)酵即使在后期染菌，也會使發(fā)酵產(chǎn)物被所染雜菌迅速消耗掉而得不到產(chǎn)品。

171、發(fā)酵染菌率（1），總?cè)揪剩褐敢荒陜?nèi)發(fā)酵染菌的批次與總投料批次數(shù)之比乘以100得到的百分率。（2），設(shè)備染菌率：統(tǒng)計發(fā)酵罐或其他設(shè)備的染菌率，有利于查找因設(shè)備缺陷而造成的染菌原因。（3），不同品種發(fā)酵的染菌率：統(tǒng)計不同品種發(fā)酵的染菌率，有助于查找不同品種發(fā)酵染菌的原因。（4），不同發(fā)酵階段的染菌率：將整個發(fā)酵周期分成前期、中期和后期三個階段，分別統(tǒng)計其染菌率。有助于查找染菌的原因。（5），季節(jié)染菌率：統(tǒng)計不同季節(jié)的染菌率，可以采取相應(yīng)的措施制服染菌。（6），操作染菌率：統(tǒng)計操作工的染菌率，一方面可以分析染菌原因，另一方面可以考核操作工的滅菌操作技術(shù)水平。182、染菌原因的分析避免在發(fā)酵生產(chǎn)中污染雜菌應(yīng)以預(yù)防為主?！胺乐赜谥巍?，事前防止勝于事后挽救。如果一旦發(fā)生染菌現(xiàn)象就要盡快找出原因及時糾正、堵塞漏洞才能減少損失，并從中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)，避免以后有類似情況發(fā)生，保持生產(chǎn)的正常進(jìn)行。但在發(fā)酵生產(chǎn)中，往往因為生產(chǎn)過程的環(huán)節(jié)很多，同時各工廠的生產(chǎn)設(shè)備、產(chǎn)品種類和管理措施不盡相同，引起染菌的原因比較復(fù)雜，有時不能及時找出而耽誤了生產(chǎn)。如果原因一經(jīng)查出，解決的辦法還是比較容易和迅速的。所以，我們必須善于透過現(xiàn)象看本質(zhì)，對染菌的情況作具體分析，不致盲目尋找而耽誤了時間，也不致于將染菌的真正原因遺漏而造成連續(xù)染菌事故。下面根據(jù)發(fā)酵工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗，從一般染菌的現(xiàn)象來分析引起染菌的可能原因。19上述資料是國內(nèi)外抗菌素生產(chǎn)中統(tǒng)計了多年生產(chǎn)中發(fā)生染菌現(xiàn)象的各種原因所占的百分比，今列出以供參考。從發(fā)酵工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗來看，染菌原因是以設(shè)備滲漏和空氣系統(tǒng)的染菌為主，其他則次之。212、培養(yǎng)基滅菌不徹底，培養(yǎng)基要求滅菌徹底，培養(yǎng)基盡量不能破壞，滅菌過程中，培養(yǎng)基要達(dá)到預(yù)定體積，培養(yǎng)基滅菌后泡沫不可太多，培養(yǎng)基滅菌方法連續(xù)消毒，優(yōu)點(diǎn):高溫,短時,培養(yǎng)基破壞較小，實罐消毒（分批清毒）培養(yǎng)基裝到罐中，蒸氣通入罐中進(jìn)行消毒，培養(yǎng)基滅菌的幾個環(huán)節(jié)易造成染菌的：①冷空氣排除不徹底造成假壓，蒸汽預(yù)熱80~90°（三路進(jìn)氣列管排料管進(jìn)空氣管）②蒸氣走短路，由于空氣走阻力小的管道22③負(fù)壓抽吸：滅菌后，不可立即排冷卻水，要通無菌空氣保壓，空氣冷卻后收縮，壓力突然下降，把外面冷空氣在嚴(yán)密度不夠的縫隙進(jìn)去。④泡沫過多，當(dāng)進(jìn)氣過份，使泡沫過多，其傳熱性差，使其中雜菌保留。3、空氣系統(tǒng)：空氣過濾系統(tǒng)出問題主是要過濾介質(zhì)失效。4、設(shè)備滲漏：設(shè)備安裝不合理，有死角存在。再就是因為操作不當(dāng)引起染菌23（六）情況分析1、雜菌類型：染芽孢者：設(shè)備死角，使芽孢存活。染霉菌：培養(yǎng)基滅菌不徹底之故。染球菌：大部分從空氣來，主要是空氣過濾系統(tǒng)失效。染G-：大部分從水中來，是由于設(shè)備的滲漏。252、還可以從染菌的規(guī)模來分析：如車間中多罐同時染菌，且菌類型相同，則問題出在公共系統(tǒng)，如連消系統(tǒng)，空氣總過濾器，共同的移種管道，加油管道，補(bǔ)料管道；如單罐連續(xù)染菌，個別發(fā)酵罐連續(xù)染菌大多是由設(shè)備問題造成的，如閥門的滲漏或罐體腐蝕磨損，特別是冷卻管的不易覺察的穿孔等。設(shè)備的腐蝕磨損所引起的染菌會出現(xiàn)每批發(fā)酵的染菌時間向前推移的現(xiàn)象，即第二批的染菌時間比第一批提早，第三批又比第二批提早。與此罐相聯(lián)系的系統(tǒng)，包括分過濾器，與此罐相聯(lián)的管道死角。26如偶然染菌這種情況較復(fù)雜，幾種情況都可能，偶爾單罐染菌，則為操作不慎引起。3、從染菌時間來分析：如發(fā)酵早期染菌，可能種子罐染菌，培養(yǎng)基滅菌不徹底，發(fā)酵中的早期染菌設(shè)備滲漏，管道有死角還可能操作不慎染菌防治，以防為主。綜上所述，引起染菌的原因很多?！笆澜缟系氖虑槭菑?fù)雜的，是由各方面的因素決定的?！蔽覀儾荒軝C(jī)械地認(rèn)為某種染菌現(xiàn)象必然是從某一途徑引起的，應(yīng)該把染菌的位置、時間和雜菌的類型等各種現(xiàn)象加以綜合分析，才能正確判斷從而采取相應(yīng)的對策和措施。嚴(yán)格無菌操作，加強(qiáng)對染菌的監(jiān)測，29（1）無菌室接種、移種等無菌操作需要在無菌室內(nèi)進(jìn)行。無菌室面積不宜過大，一般約4~6米2高約2.6米。為了減少外界空氣的侵入，無菌室要有1~3個套間(緩沖過道)(參照下圖)。無菌室內(nèi)部的墻壁、天花板要涂白漆或采用磨光石子，要求無裂縫，墻角最好做成圓弧形，便于揩擦清洗以減少空氣中微生物的潛伏場所，室內(nèi)布置應(yīng)盡量簡單，最好能安裝空氣調(diào)節(jié)裝置，通入無菌空氣并調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫濕度。30無菌室的每個套間一般都用紫外線滅菌。通常用30瓦紫外線滅菌燈照射20~30分鐘即可。紫外線殺菌的效率還與室內(nèi)空氣的性質(zhì)有關(guān)；空氣溫度高殺菌效率高，空氣中灰塵多殺調(diào)效率低，而相對濕度高則紫外線燈的使用壽命長。紫外線能穿過石英但不能透過玻璃。31無菌室的立視圖32配合使用的化學(xué)滅菌藥劑有：用作噴灑或揩擦的(以揩擦為主)有75%酒精、0.25%新潔而滅(季胺鹽)、0.6~1%漂白粉、0.5%石炭酸、0.5%過氧乙酸、1%煤酚皂(來蘇爾)、0.5%高錳酸鉀、300單位/毫升土霉素、50單位/毫升制霉菌素等；用作熏蒸的有甲醛(每立方米空間約用10毫升)或硫磺(每立方米空間約用2~3克)。要根據(jù)不同情況采用不同的滅菌劑。如檢查出無菌室中潛伏的微生物中細(xì)菌較多，用石炭酸、土霉素等滅菌較好；如無菌室中霉菌多可以采用制霉菌素；如有噬菌體則用甲醛、雙氧水或高錳酸鉀等較好。33無菌室內(nèi)無菌度的要求是：把無菌培養(yǎng)皿平板打開蓋子在無菌室內(nèi)放置30分鐘，根據(jù)一般工廠的經(jīng)驗，長出的菌落在3個以下為好。在種子的無菌條件不要求很高的情況下，可以不采用無菌室而直接用無菌箱進(jìn)行操作，但無菌要求很高的情況下，即使在無菌室內(nèi)還要用無菌箱操作。無菌室的利用次數(shù)要恰當(dāng)，每次使用時間也不宜過長。用具要經(jīng)蒸汽滅菌或用滅菌劑揩擦后才能帶入使用。34（2）滅菌鍋滅菌鍋是一種壓力容器，作為培養(yǎng)種子及小型試驗用具的滅菌之用，有立式和臥式兩種。滅菌操作時需要注意排氣管是否暢通，因為滅菌鍋的排氣管較小，易被鐵銹或瓶子破碎后的培養(yǎng)基等所堵塞。如果排氣管不道，鍋內(nèi)空氣排不出去形成氣團(tuán)，蒸汽就不易滲入，從而使滅菌不徹底。用某種較耐熱的芽抱桿菌進(jìn)行試驗證明：在排氣不通暢的情況下，以1公斤/厘米2的蒸汽壓力經(jīng)30分鐘滅菌后進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)某些部位的三角瓶中，滅菌前放入的芽抱桿菌沒有被殺死。如果不是采用蒸汽而是用鍋內(nèi)燒水的辦法進(jìn)行滅菌，那末排氣的時間更要長一些，不然水蒸汽來不及驅(qū)出空氣而使被滅菌的瓶中的冷空氣排不盡。35通入蒸汽后使瓶內(nèi)培養(yǎng)基溫度達(dá)到121oC所需的時間與瓶內(nèi)培養(yǎng)基的體積有關(guān)，其試驗結(jié)果見下表。通入表壓為1公斤／厘米2的蒸汽時，三角瓶中培養(yǎng)基的體積與升溫時間的關(guān)系實際上，使用蒸汽的壓力一般大于1公斤/厘米2，所以上表的數(shù)據(jù)僅供對照參考，但根據(jù)上表的試驗結(jié)果可以說明培養(yǎng)基體積與升溫時間的關(guān)系。36

（3）搖瓶機(jī)搖瓶機(jī)(亦稱搖床)是培養(yǎng)好氣菌的小型試驗設(shè)備或作為種子擴(kuò)大培養(yǎng)之用，常用的搖瓶機(jī)有往復(fù)式(圖7-2)和旋轉(zhuǎn)式(圖7-4)兩種。往復(fù)式搖瓶機(jī)的往復(fù)頻率一般在80~140次／分，沖程一般為6~14厘米，如頻率過快、沖程過大或瓶內(nèi)液體裝料過多，在搖動時液體要濺到包瓶口的紗布上易引起染菌，特別是啟動時更易發(fā)生這種情況。37旋轉(zhuǎn)式搖瓶機(jī)的偏心距一般在3~6厘米之間，旋轉(zhuǎn)次數(shù)為60~300轉(zhuǎn)／分。放在搖瓶機(jī)上培養(yǎng)瓶中發(fā)酵液所需的氧是由室內(nèi)空氣經(jīng)瓶口包扎的紗布(一般是八層)或棉塞通入的，所以氧的傳遞與瓶口的大小，瓶口的幾何形狀和棉塞或紗布層的厚度和密度有關(guān)。在通常情況下，搖瓶的氧吸收系數(shù)(亞硫酸氧化值)Kd取決于搖瓶機(jī)的特性和三角瓶的裝料量，見表7-2。38往復(fù)式搖瓶機(jī)(圖7-2)是利用曲柄原理帶動搖床作往復(fù)運(yùn)動，機(jī)身為鐵制或木制的長方形框子，有一層至三層托盤，托盤上開有圓孔備放培養(yǎng)瓶，孔中凸出一三角形橡皮，用以固定培養(yǎng)瓶并減少瓶的震動，傳動機(jī)構(gòu)一般采用二級皮帶輪減速，調(diào)換調(diào)速皮帶輪可改變往復(fù)頻率。偏心輪上開有不同的偏心孔，以便調(diào)節(jié)偏心距。往復(fù)式搖瓶機(jī)的頻率和偏心距的大小39對氧的吸收有明顯的影響。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，當(dāng)沖程為10厘米、往復(fù)頻率為200次/分，Kd值可達(dá)2.41毫克分子氧/升，分，大氣壓；當(dāng)沖程為5厘米、往復(fù)頻率240次/分時，Kd值可達(dá)1.25毫克分子氧/升，分，大氣壓。40414243

根據(jù)支承裝置結(jié)構(gòu)不同，往復(fù)式搖瓶機(jī)分為滾輪式和懸掛式兩種。滾輪式搖瓶機(jī)是將搖床置于四個滾輪上，懸掛式搖瓶機(jī)(圖7-3)是用四條吊桿將搖床吊在機(jī)架上，結(jié)構(gòu)較為簡單，托盤可裝至三層以上，能放5~10升甚至更大的瓶，動力消耗較少。但懸掛式搖瓶機(jī)如為多層時，每層的沖程不一樣，越是上層沖程越小。故使用多層懸掛式搖瓶機(jī)時應(yīng)予注意。44旋轉(zhuǎn)式搖瓶機(jī)是利用旋轉(zhuǎn)的偏心軸使托盤擺動，托盤有一層或兩層，可用不銹鋼板、銅板、塑料板或木板制造。托盤由三根呈等邊三角形分布的偏心軸支承，也有用滾動軸承作支承的。在三個偏心軸上裝有螺栓可調(diào)節(jié)上下，使托盤保持水平。此種搖瓶機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工安裝要求比往復(fù)式高，造價也較貴。其優(yōu)點(diǎn)是氧的傳遞較好，功率消耗小，培養(yǎng)基不會濺到瓶口的紗布上。45有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，采用旋轉(zhuǎn)式搖瓶機(jī)，對于300毫升或600毫升的三角瓶，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)在500轉(zhuǎn)/分和具有各種擋板條件下，與實裝培養(yǎng)液10升具有六葉渦輪攪拌器的實驗型發(fā)酵罐（通風(fēng)率0.6米vvm；1000轉(zhuǎn)/分)的Kd值一樣。所以搖瓶機(jī)將成為放大發(fā)酵試驗過程中的一種更有效的工具。46【二】、發(fā)酵設(shè)備、管件的滲漏與配置設(shè)備和管件的滲漏一般是指設(shè)備和管件由于腐蝕、內(nèi)應(yīng)力或其他原因形成微小漏孔所發(fā)生的滲漏現(xiàn)象。這些漏孔很小，特別是不銹鋼材料形成的漏孔更小，有時肉眼不能直接覺察，需要通過一定的試漏方法才能發(fā)現(xiàn)。47（Ⅰ）發(fā)酵罐的滲漏

1，冷卻管的滲漏由于發(fā)酵液具有一定的酸度和含有某些腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)(如亞硫酸鹽、硫酸銨等)冷卻鋼管很易受到腐蝕。發(fā)酵液中含有固體物料時，固體物料因攪拌槳的攪動與冷卻管摩擦而引起管外壁磨損。管內(nèi)冷卻介質(zhì)一般為井水或自來水，因水的化學(xué)成分和流動時的沖擊以及加熱時蒸汽沖擊的影響，管內(nèi)壁也會引起腐蝕及磨損。所以冷卻管是發(fā)酵罐中最容易滲漏的部件之一。而最易穿孔的部分是冷卻列管的彎曲處，原因是彎曲處外壁減薄和加熱煨彎時使材料的性質(zhì)有所改變所致。冷卻水的壓力通常大于罐壓，如果有微孔，冷卻水就會進(jìn)入發(fā)酵液而引起染菌。48檢查列管有否滲漏，在漏孔極其微小時是不易發(fā)現(xiàn)的。需要將管外壁的污垢鏟除后，將管子烘干，管內(nèi)加水壓，才能發(fā)現(xiàn)滲漏的部位。管子與罐體的連接方式有兩種：法蘭聯(lián)接和焊接。法蘭雖然易于拆卸更換，但聯(lián)接處有墊片易滲漏，而焊接則無此種現(xiàn)象。為了及早發(fā)現(xiàn)漏孔予以排除，冷卻管要定期檢查作滲漏試驗。49

試漏方法有兩種：氣壓試驗和水壓試驗。水壓試驗是用手動泵或試壓齒輪泵將水逐漸壓入冷卻管，泵到一定壓力時，觀察管子有否滲漏現(xiàn)象。氣壓法是先在發(fā)酵罐內(nèi)放滿清水，用壓縮空氣通入管子，觀察水面有無氣泡產(chǎn)生以確定管子有否滲漏和滲漏的部位。氣壓法快速方便，但管子下部彎曲處積水不易排盡，有漏孔時不產(chǎn)生氣泡就難以發(fā)現(xiàn)。采用不銹鋼制造的冷卻管，耐腐蝕情況比普通鋼管要好得多，產(chǎn)生漏孔的機(jī)會也比普通鋼管少。但如加工時不符合不銹鋼材料加工的技術(shù)要求(如熱處理，焊條牌號的選擇及焊接工藝等)，就會改變不銹鋼材的結(jié)晶組織，發(fā)生危害較嚴(yán)重的晶間腐蝕現(xiàn)象。502，罐體的穿孔浸沒在液體中的罐體部分都有可能發(fā)生腐蝕穿孔，特別是罐底，由于管口向下的空氣管噴出的壓縮空氣的沖擊力以及發(fā)酵液中的固體物料在被攪動時對罐底發(fā)生摩擦，罐底極易磨損引起滲漏，這種磨損形式是鋼板產(chǎn)生麻點(diǎn)般的斑痕，稱為麻蝕。每年大修時需檢查鋼板減簿的程度。有夾套的發(fā)酵罐可在夾套內(nèi)用水壓或氣壓的試驗方法檢查罐壁有無滲漏。有保溫層的發(fā)酵罐，如果水經(jīng)常滲入保溫層并積聚在里面，罐外壁就產(chǎn)生不均勻的腐蝕現(xiàn)象，所以當(dāng)保溫層有裂縫和損壞時，應(yīng)及時修補(bǔ)。51（Ⅱ）管件的滲漏與發(fā)酵罐相連接的管路很多，有空氣、蒸汽、水、物料、排氣、排污等管路，管路多，相應(yīng)的管件和閥門也多。管道的連接方式、按裝方法以及選用的閥門形式對防止污染有很大的關(guān)系。所以，與發(fā)酵有關(guān)的管路不能同一般化工廠的化工管路完全一樣，而有其特殊的要求。521，閥據(jù)統(tǒng)計，因閥的滲漏引起的染菌占染菌率的比例很大，值得引起重視。與發(fā)酵罐直接連通的管道更應(yīng)選用密封性較高的閥門。目前使用的大小閥門大多采用截止閥和橡膠隔膜閥。53（1）截止閥(圖7-6)

閥體為橫放的S形，閥座與閥心的接觸面小，污物不易附在上面，但構(gòu)造比較復(fù)雜，流體阻力較大。由于截止閥能很方便地調(diào)節(jié)流量，小型發(fā)酵罐上大多采用這種閥門。平面形緊密面的墊料采用橡膠或聚四氟乙烯，關(guān)閉后墊料與閥座緊緊地吻合，達(dá)到不漏的目的。閥心墊料需定期檢查，損壞后立即調(diào)換。截止閥在使用中經(jīng)常發(fā)生以下兩個問題：54①閥心軋壞。物料中的硬質(zhì)物或焊接施工后的焊渣以及螺釘零件等被帶到閥內(nèi)，當(dāng)關(guān)閉時，閥心與閥座被上述堅硬物軋住，能將緊密面軋成凹凸不平的痕跡，就關(guān)不嚴(yán)密。②填料的滲漏。操作時用扳手過分關(guān)緊，會使閥桿彎曲，彎曲后的閥桿不僅啟動費(fèi)力，并且使填料部分不緊密而引起滲漏，操作中需要注意。閥門在使用一定時間后，閥桿磨損或填料損壞也會引起滲漏，就需要將填料壓蓋適當(dāng)擰緊或更換填料。5556

（2）隔膜閥隔膜閥的結(jié)構(gòu)見圖7-6。閥體內(nèi)裝有橡皮隔膜，用螺釘與閥芯連接，當(dāng)閥桿作上下運(yùn)動時就帶動隔膜上升或下降。隔膜閥的制造要求不高，關(guān)鍵在于膜的性能，如采用橡皮隔膜閥，在一般情況下，對橡膠隔膜的要求是耐壓4公斤/厘米2以上，耐溫160℃以上，在壓緊和放松時不變形。隔膜閥有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)嚴(yán)密不漏。2)無填料。3)閥結(jié)構(gòu)為流線型，流量大，阻力小，無死角，無堆積物，在關(guān)閉時不會使緊密面軋壞。4)檢修方便。但須定期檢查隔膜有否老化及脫落。57582，管路的連接管子的連接有螺紋連接、法蘭連接和焊接三種。(1)螺紋連接螺紋連接需在管端鉸出管螺紋，安裝時在螺紋上涂以白漆并加麻絲(也有用聚四氟乙烯薄膜)作為填料，如密封要求高的可用石墨粉加少許機(jī)油作為填料，或用氧化鉛甘油膠合劑更好。螺紋連接簡單，但裝拆較麻煩，為了便于裝拆，要在管路上適當(dāng)位置安裝活接頭(亦稱“由寧”)，接頭平面用石棉橡膠板或橡皮等作墊圈。由于管路受冷熱和震動的影響，活接頭的接口易松動，使密封面不能嚴(yán)密而造成滲漏。如在接種輸液時，因液體快速流動造成局部真空，在滲漏處將外界空氣吸入、空氣中的菌就被帶入發(fā)酵罐中而造成危害。所以，重要的管路連接大多采用法蘭連接。59（2）法蘭連接法蘭連接密封可靠，壓力、溫度和管徑的適用范圍大，但費(fèi)用較高。（3）焊接焊接的方法比其他方法簡便，而且密封可靠。所以空氣滅菌系統(tǒng)、培養(yǎng)液滅菌系統(tǒng)和其他物料管路以焊接連接為好。但需經(jīng)常拆卸的管路則不宜用焊接連接。管路、管件的試漏一般在管路中通入壓縮空氣并在焊縫和連接處涂以肥皂水，如有肥皂泡發(fā)生，則表示此處有泄漏，需重新焊接或安裝。60（Ⅲ）管路的配置

1，排氣管與下水管61發(fā)酵廠中若干發(fā)酵罐的排氣管路大多匯集在一條總的管路上，以節(jié)約管材，下水管亦然。但在使用中有相互串通，相互干擾的弊病，一只罐染菌往往會影響其他罐。排氣管路的串通連接尤其不利于污染的防止。故對于排氣和下水管路要考慮發(fā)酵的特點(diǎn)進(jìn)行配置，對于容易染菌的場合還是以每臺發(fā)酵罐具有獨(dú)立的排氣、下水管路為宜。倘若使用一根總的排氣管時，必須選擇較大直徑的管子，保證排氣下水通暢不致倒回到發(fā)酵罐內(nèi)。622，發(fā)酵罐的管路圖7-7表示發(fā)酵罐(帶空氣分過濾器)的水、蒸汽和物料管路的配置。如有自控和測量儀表，那末還應(yīng)包括這些儀表所需的有關(guān)管路(圖中末包括)。由于罐體和有關(guān)管路均需用蒸汽進(jìn)行滅菌，所以要保證蒸汽能夠達(dá)到所有需要滅菌的地區(qū)，對于某些蒸汽可能達(dá)不到的死角(如閥)要裝設(shè)與大氣相通的旁路(圖中的小閥門)。在滅菌操作時，將旁路閥門打開，使蒸汽自由通過。接種、取樣和加油等管路要配置單獨(dú)的滅菌系統(tǒng)，使能在發(fā)酵罐滅菌后或在發(fā)酵過程中單獨(dú)進(jìn)行滅菌。63（四）發(fā)酵罐與管件的死角所謂死角是指滅菌時因某些原因使滅菌溫度達(dá)不到或不易達(dá)到的局部地區(qū)。發(fā)酵罐及其管路如有死角存在，則死角內(nèi)潛伏的雜菌不易殺死，會造成連續(xù)染菌，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。現(xiàn)將經(jīng)常出現(xiàn)死角的場合及形成死角的幾種原因介紹如下：1，法蘭連接的死角如果對染菌的概念了解不夠，按照一般化工廠管路的常規(guī)加工方法來焊接和安裝管道法蘭就會造成死角。發(fā)酵工廠的有關(guān)管路要保持光滑、通暢、密封性好，以避免和減少管道染菌的機(jī)會。例如法蘭與管子焊接時受熱不勻使法蘭翹曲密封面發(fā)生凹凸不平現(xiàn)象就會造成死角(圖7-8c)。墊片的內(nèi)圓比法蘭內(nèi)徑大或比較小以及安裝時沒有對準(zhǔn)中心也會造成死角(圖7-8a、b)。64652，渣滓在罐底與用環(huán)式空氣分布管所形成的死角培養(yǎng)基中如果含有鈣鹽類及固形物，在發(fā)酵罐的攪拌功率較小和采用環(huán)式空氣分布管的情況下，由于在滅菌時培養(yǎng)基得不到強(qiáng)有力的翻動，罐底會形成一層1—2毫米甚至更厚的膜層(圖7-9)。這種膜層具有一定程度的絕熱作用，所以膜層下潛伏的耐熱菌不易被殺死。對這種情況的發(fā)酵罐必須定期鏟除罐底積垢。大的發(fā)酵罐，為了減少攪拌軸的擺動，罐底裝有底軸承，軸承支架處也容易堆積菌體。如果在底軸承下增設(shè)一個小型攪拌槳就可以適當(dāng)改善罐底積垢的情況(圖7-10)。環(huán)式空氣分布器在整個環(huán)管中空氣的速度并不一致，靠近空氣進(jìn)口處流速最大，遠(yuǎn)離進(jìn)口處的流速減小，當(dāng)發(fā)酵液進(jìn)入環(huán)管內(nèi)，菌體和固形物就會逐漸堆積在遠(yuǎn)離進(jìn)口處的部分形成死角，嚴(yán)重時甚至?xí)氯麌娍?圖7-11)。6667

發(fā)酵罐中除了上述容易造成死角的地區(qū)外，其他還有一些容易造成死角的地區(qū)，如擋板(或冷卻列管)與罐身固定的支撐板周圍和不能在滅菌時排氣的百腸管，溫度計接頭等，對于這些地區(qū)每次放罐后的清洗工作應(yīng)注意，經(jīng)常檢查。仔細(xì)清洗才能避免因死角而產(chǎn)生的污染事故。68693，不銹鋼襯里的死角某些有機(jī)酸的發(fā)酵對碳素鋼有腐蝕時，小型發(fā)酵罐通常采用不銹鋼制造。對于大型發(fā)酵罐，為了節(jié)約不銹鋼材料起見，一般都采用不銹鋼襯里的方法，即在碳鋼制造的殼體內(nèi)加襯一層薄的不銹鋼板(厚約1~3毫米)。如果不銹鋼襯里加工焊接不善，在鋼板和焊縫處有裂縫，或在操作時不注意，使不銹鋼皮鼓起后產(chǎn)生裂縫，發(fā)酵液就會通過裂縫進(jìn)入襯里和鋼板之間，窩藏在里面形成死角(圖7~12)。不銹鋼皮怎樣會鼓起的呢？因為作為襯里的不銹鋼皮較薄，在培養(yǎng)液分批滅菌或空罐滅菌時，發(fā)酵罐經(jīng)加熱后再行冷卻，如果此時不及時通入無菌空氣保持一定壓力，那末會因蒸汽的突然冷凝體積減小而形成真空將襯里吸出，嚴(yán)重者造成破裂。70所以對于不銹鋼襯里設(shè)備加工時應(yīng)該盡可能增加襯里的剛度，其辦法是每隔一定距離用點(diǎn)焊增加襯里與鋼制殼體的連接強(qiáng)度，減少鼓起的可能性。操作時要注意避免罐內(nèi)發(fā)生真空現(xiàn)象。發(fā)生這種事故后，如襯里鋼板尚未破裂可用罐內(nèi)加水壓的方法將其恢復(fù)原狀(水的壓力不應(yīng)超過設(shè)備的允許使用壓力)，應(yīng)盡可能避免錘擊，用錘擊的方法使鋼板受力不勻易造成破損。襯里與外殼之間的夾層中可用水壓或氣壓方法檢查其是否滲漏。采用復(fù)合鋼板(將兩種不同材質(zhì)的鋼板軋合為一體的鋼板)制造發(fā)酵罐，因為兩層鋼板緊密結(jié)合在一起，中間沒有空隙，所以不會產(chǎn)生上述問題，是一種理想的材料。71724，接種管路的死角接種一般采用以下兩種方法：

(1)壓差接種法。存種子的血清瓶上裝有橡皮管，在火封下與罐的接種口相連接，利用兩者的壓力差使種子進(jìn)入罐內(nèi)，要求瓶與橡皮管的連接不漏，橡皮管與接種口的大小一致。

(2)微孔接種法。利用注射器在罐的接種口橡皮膜上注入罐內(nèi)進(jìn)行接種，在操作時要注意防止注射器針孔堵塞。7374采用種子罐時是利用壓力差將種子罐中培養(yǎng)好的種子輸入發(fā)酵罐內(nèi)，種子罐與發(fā)酵罐的一段連接管路的滅菌是與發(fā)酵罐的滅菌同時進(jìn)行的。如圖7-13a所示有一小段管路存在蒸汽不流通的死角，所以應(yīng)在閥2的半截上裝設(shè)旁通，焊上一個小的放氣閥，如圖7-13b所示，此段管路即可得到蒸汽的充分滅菌。755，排氣管的死角罐頂排氣管彎頭處如有堆積物，其中窩藏的雜菌不容易徹底消滅，而當(dāng)發(fā)酵時受攪拌的震動和排氣的沖擊就會一點(diǎn)點(diǎn)地剝落下來造成污染。另外排氣管的直徑太大，滅菌時蒸汽流速小也會使管中部分耐熱菌不能全部殺死。有的單位曾作過試驗，將排氣管做成每節(jié)可拆卸的，滅菌后將各節(jié)拆下分別檢查就發(fā)現(xiàn)某些末被殺死的耐熱菌。所以排氣管要與罐的尺寸有一定比例，不宜過大或過小。766，不合理補(bǔ)料管配置造成的死角不合理的補(bǔ)料管配置合理的補(bǔ)料管配置777，壓力表安裝不合理形成的死角A：不合理；B：合理78（Ⅲ）、空氣過濾器工業(yè)用的空氣除菌系統(tǒng)中的空氣過濾器一般都比較龐大，如果其中的纖維鋪設(shè)不勻，密的部分阻力大，松的部分阻力小，就會使較多的空氣沿著阻力小的部分流出，從而形成短路。走短路的那部分空氣沒有經(jīng)過充分過濾而帶菌，進(jìn)入發(fā)酵罐將使發(fā)酵染菌。纖維層裝得太松對過濾不利，太緊同樣也會影響過濾效率。同時，在過濾介質(zhì)用蒸汽滅菌時，太緊則蒸汽穿透力差，穿透力差滅菌效果也差。所以用過分壓實纖維層的辦法試圖達(dá)到增加過濾效率的目的，實際上是適得其反。對于棉花過濾器最合適的充填密度是160~180公斤／米3；玻璃纖維是130~180公斤／米3左右。在鋪纖維時分層均勻鋪設(shè)是必要的。79Ⅳ、滅菌操作中的有關(guān)問題1，蒸汽和滅菌操作罐壓1公升/厘米2，料溫120℃并維持一定時間是一般實罐滅菌(即培養(yǎng)基的分批滅菌)的操作規(guī)范。根據(jù)操作經(jīng)驗，能否達(dá)到徹底滅菌的目的在于罐內(nèi)壓力能否控制得與應(yīng)該達(dá)到的溫度相對應(yīng)，例如罐壓已達(dá)到1公斤/厘米2而料溫卻并未達(dá)到120℃，則某些耐熱的細(xì)菌芽孢就難以完全殺死。產(chǎn)生罐壓和料溫不相對應(yīng)的情況是由于操作不合理所致，例如在滅菌開始時沒有將罐內(nèi)冷空氣排除干凈，蒸汽中摻入了冷空氣使蒸汽的分壓降低，蒸汽壓力實際上沒有達(dá)到1公斤/厘米2因而料溫也就達(dá)不到120℃。80為了加快加熱時間，凡能進(jìn)蒸汽的管路在滅菌時都可同時進(jìn)汽，但各管路的阻力不同，大量蒸汽從阻力小的進(jìn)汽管中沖入罐內(nèi)，這是一種蒸汽短路現(xiàn)象，使物料受熱不勻，部分培養(yǎng)液過熱而部分培養(yǎng)液則可能滅菌不透，尤其是罐底的空氣分布管是主要的進(jìn)汽口，但由于液柱壓力較大，阻力就比其他進(jìn)口大，所以在滅菌操作時應(yīng)將空氣分布管的進(jìn)口閥門開得比其他進(jìn)氣口的閥門大一些，以保證有足夠的蒸汽從空氣分布管進(jìn)入，促使培養(yǎng)液激烈翻動起攪拌混和作用。81

滅菌蒸汽要求采用飽和蒸汽，冷凝水越少越好，冷凝水多，熱量的穿透力就差，在冷凝水較多或蒸汽管道較長的情況下，蒸汽進(jìn)車間后的總管上要裝設(shè)汽水分離裝置將冷凝水分離后再使用?？傊?，滅菌時蒸汽壓力要求平穩(wěn)，在壓力變動較大時，操作人員需靈活掌握加以控制。822，泡沫問題培養(yǎng)基中含有較多量的黃豆餅粉、花生粉或蛋白胨等成分時，在滅菌時這種培養(yǎng)基就容易產(chǎn)生泡沫，發(fā)生泡沫的溫度約為90℃左右。泡沫嚴(yán)重時會上升到罐頂甚至逃液，此時操作就比較困難。實踐證明：滅菌時泡沫嚴(yán)重的，就不易滅透。所以在發(fā)生泡沫時應(yīng)加以清除(加消泡劑和在操作上予以控制)。發(fā)生泡沫的培養(yǎng)基滅菌不透的原因可能是由于某些耐熱細(xì)菌潛伏在泡沫里，泡沫中的空氣和泡沫的薄膜有隔熱作用，熱量不易穿透進(jìn)去殺死其中潛伏的菌，一旦泡沫破裂，這些菌就被釋出造成污染。833，其他操作問題實罐滅菌時，當(dāng)經(jīng)過加熱和維持時間后開始冷卻，此時可能因蒸汽冷凝而使罐壓突然降低甚至?xí)纬烧婵?，所以此時必須將無菌空氣通入罐內(nèi)保持一定壓力，并注意壓力變化，隨時進(jìn)行調(diào)節(jié)。對于中小型發(fā)酵罐，一般經(jīng)空罐滅菌(1.5公斤/厘米2，15分鐘)后再將培養(yǎng)基放入罐內(nèi)進(jìn)行實罐滅菌。有些工廠為了節(jié)約蒸汽，直接進(jìn)行實罐滅菌而不進(jìn)行空罐滅菌，他們只有在檢修后或在節(jié)日停工后以及春夏季節(jié)發(fā)酵罐空置了24小時以上時才進(jìn)行空罐滅菌。這種方法如果操作上注意是完全可行的，也是一種節(jié)約燃料的有效措施。84

大型發(fā)酵罐大多采用連續(xù)滅菌，這時空罐需先行滅菌。但也有在發(fā)酵完畢后，將空罐保壓不滅菌就進(jìn)連消好的培養(yǎng)基，這要根據(jù)各廠的生產(chǎn)菌株特性和生產(chǎn)設(shè)備等具體情況而定。對于發(fā)酵周期短的菌株、突變影響小的發(fā)酵，采用保壓不進(jìn)行空罐滅菌的辦法是可行的，但經(jīng)一定發(fā)酵批數(shù)后仍需定期進(jìn)行空罐滅菌，否則較難避免雜茵污染與遺傳突變的影響。85（八）、染菌后的挽救措施

為了減少損失，對被污染的發(fā)酵液要根據(jù)具體情況采取不同的挽救措施。已染菌要盡可能挽救，挽救的幾種方法：86種子罐染菌：先滅菌再倒罐，再空消取用備種或倒種。發(fā)酵罐染菌，根據(jù)染菌時間不同采取相應(yīng)的方法。前期染菌：如染的菌危害不大，采取補(bǔ)種的方法，使生產(chǎn)菌在發(fā)酵罐中占絕對優(yōu)勢，如染的菌危害性較大，一般采用先補(bǔ)加營養(yǎng)再重新滅菌的方法，再接種。如染的菌危害極大，一般先放掉一部分發(fā)酵液，新配一部分培養(yǎng)基加入，滅菌再接種，再發(fā)酵。87中后期染菌：①用降低罐溫，調(diào)pH改變通氣量的方法目的在于降低雜菌繁殖速度②對分法：在生產(chǎn)