發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌

關(guān)于發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌第1頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第一節(jié)培養(yǎng)基的成分及來(lái)源第二節(jié)培養(yǎng)基的類(lèi)型及選擇第三節(jié)淀粉水解糖的制備第四節(jié)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌第2頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、培養(yǎng)基如何分類(lèi)？在發(fā)酵生產(chǎn)中常用的固體還是液體培養(yǎng)基？2、說(shuō)說(shuō)培養(yǎng)基的六大營(yíng)養(yǎng)要素？復(fù)習(xí)根據(jù)培養(yǎng)基的用途(特殊用途)不同，可將培養(yǎng)基分成：孢子\種子\發(fā)酵

增殖、選擇和鑒別培養(yǎng)基

根據(jù)培養(yǎng)基狀態(tài)不同，可將培養(yǎng)基分成：

固體、液體和半固體培養(yǎng)基

根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源不同，培養(yǎng)基可分為：

天然培養(yǎng)基、合成培養(yǎng)基和半合成培養(yǎng)基

第3頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月問(wèn)題1在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進(jìn)行滅菌操作？

1、由于雜菌的污染，使生物反應(yīng)中的培養(yǎng)物質(zhì)因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降；2、由于雜菌所產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物，或在染菌后改變了培養(yǎng)液的某些理化特性，使產(chǎn)物的提取和分離變得困難，造成收率降低或使產(chǎn)品的質(zhì)量下降；3、雜菌會(huì)大量繁殖，會(huì)改變反應(yīng)介質(zhì)的PH值，從而使生物反應(yīng)發(fā)生異常變化；4、雜菌可能會(huì)分解產(chǎn)物，從而使生產(chǎn)過(guò)程失?。?、發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗第4頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月問(wèn)題21、為防止雜菌的污染，整個(gè)生化生產(chǎn)過(guò)程哪些需要注意滅菌？培養(yǎng)基、發(fā)酵設(shè)備、空氣、菌種制作第5頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌一、滅菌的原理和方法二、濕熱滅菌原理三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式四、滅菌時(shí)間計(jì)算與影響因素第6頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、滅菌的原理和方法消毒與滅菌的區(qū)別？基本概念第7頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月消毒殺死物體表面及內(nèi)部一部分對(duì)人體有害的病原菌的營(yíng)養(yǎng)體，而對(duì)被消毒的物體基本無(wú)害的措施，如對(duì)皮膚、水果、飲用水的消毒，啤酒、牛奶、果汁等消毒。滅菌殺死任何物體內(nèi)外的一切微生物的方法，滅菌后的物體不再有可存活的微生物。第8頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、化學(xué)試劑滅菌法化學(xué)試劑：甲醛、乙醇或新潔爾滅、高錳酸鉀等適用范圍：環(huán)境空氣、皮膚及器械的表面消毒2、射線(xiàn)滅菌法

電磁波、紫外線(xiàn)或放射性物質(zhì)適用范圍：無(wú)菌室、接種箱第9頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、干熱滅菌法

常用烘箱，滅菌條件為在160℃下保溫1h適用范圍：金屬或玻璃器皿4、濕熱滅菌法

利用飽和蒸汽進(jìn)行滅菌、條件為：121℃，30’適用范圍：廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備及培養(yǎng)基的滅菌例：高壓滅菌鍋第10頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、過(guò)濾除菌法

利用過(guò)濾方法阻留微生物適用范圍：制備無(wú)菌空氣6、火焰滅菌法

酒精燈火焰適用范圍：接種針、玻璃棒、三角瓶口

第11頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅菌方法連線(xiàn)題接種針、試管口環(huán)境空氣、皮膚表面無(wú)菌室、接種箱培養(yǎng)基的滅菌空氣過(guò)濾除菌法火焰滅菌法濕熱滅菌法射線(xiàn)滅菌法化學(xué)試劑滅菌法第12頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、濕熱滅菌原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面由于蒸汽具有很強(qiáng)的穿透能力，而且在冷凝時(shí)會(huì)放出大量的冷凝熱(潛熱)，很容易使蛋白質(zhì)凝固而殺死各種微生物。121℃，30min。同時(shí)也會(huì)破壞培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)成分，甚至?xí)a(chǎn)生不利于菌體生長(zhǎng)的物質(zhì)。因此，在工業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中，除了盡可能殺死培養(yǎng)基中的雜菌外，還要盡可能減少培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)成分的損失第13頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、衡量熱滅菌指標(biāo)致死溫度：殺死微生物的極限溫度。致死時(shí)間：在此溫度下，殺死全部微生物所需要的時(shí)間。熱阻：對(duì)熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時(shí)間。相對(duì)熱阻：幾種微生物對(duì)熱的相對(duì)抵抗能力。

指微生物在某一特定條件下的致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下的致死時(shí)間的比值。第14頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細(xì)菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1010001濕熱滅菌12-103×1051-5苯酚11-21×10930甲醛12-102502紫外線(xiàn)15-1002-55-10相對(duì)熱阻從表中可看出第15頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

芽孢或孢子的熱阻要比生長(zhǎng)期營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的熱阻大得多，這是由于芽孢或孢子內(nèi)吡啶二羧酸含量對(duì)熱阻的增加有關(guān)。另外，芽孢子中蛋白質(zhì)含水量較營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞低（特別是游離水分少），也是芽孢耐熱強(qiáng)的一個(gè)原因。第16頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。工廠(chǎng)蒸汽比較容易獲得，控制操作條件方便，簡(jiǎn)單而又價(jià)廉、有效處理培養(yǎng)基加熱受熱時(shí)間與滅菌程度和營(yíng)養(yǎng)成分的破壞都有關(guān)系。營(yíng)養(yǎng)成分的減少將影響菌種的培養(yǎng)和產(chǎn)物的生成所以滅菌程度和營(yíng)養(yǎng)成分的破壞成為滅菌工作中的主要矛盾，恰當(dāng)掌握加熱受熱時(shí)間是滅菌工作的關(guān)鍵。第17頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月受熱時(shí)間如何確定？第18頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第19頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、微生物的死亡速率：對(duì)數(shù)殘留定律

微生物受熱死亡的原因，主要是因高溫使微生物體內(nèi)的一些重要蛋白質(zhì)，如酶等，發(fā)生凝固、變性，從而導(dǎo)致微生物無(wú)法生存而死亡。微生物受熱而喪失活力，但其物理性質(zhì)不變。

第20頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在一定溫度下，微生物的受熱死亡遵照分子反應(yīng)速度理論。在滅菌過(guò)程中，活菌數(shù)逐漸減少，其減少量隨殘留活菌數(shù)的減少而遞減，即微生物的死亡速率與任一瞬時(shí)殘存的活菌數(shù)成正比，第21頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

式中，N—?dú)埓娴幕罹鷶?shù)；t—滅菌時(shí)間（s）；K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱(chēng)反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù)，此常數(shù)的大小與微生物的種類(lèi)與加熱溫度有關(guān)；dN/dt—活菌數(shù)瞬時(shí)變化速率，即死亡速率。積分得：

式中：N0—開(kāi)始滅菌（t=0）時(shí)原有活菌數(shù)；

Nt----經(jīng)時(shí)間t后殘存活菌數(shù)。微生物的死亡速率與任一瞬時(shí)殘存的活菌數(shù)成正比，第22頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅菌速度常數(shù)K是判斷微生物受熱死亡難易程度的基本依據(jù)。各種微生物在同樣的溫度下K值是不同的K值愈小，則此微生物愈耐熱。

問(wèn)題

在121度，枯草桿菌FS5230的K為0.047s-1，梭狀芽孢桿菌PA3679的K值為0.03s-1

，請(qǐng)問(wèn)哪一種微生物更耐熱？第23頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）如微生物存在芽孢，其死亡速率呈現(xiàn)非對(duì)數(shù)死亡定律;2）同一種微生物在不同的滅菌溫度下，k值不同，滅菌溫度愈低，k值愈小；溫度愈高，k值愈大。3）如果要達(dá)到徹底滅菌，Nt等于0，則滅菌所需的時(shí)間應(yīng)為無(wú)限長(zhǎng)，這在實(shí)際中是不可能的。工程上，Nt=0.001，即在1000次滅菌中，允許有一次失敗;

注：第24頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、滅菌溫度和時(shí)間的選擇

當(dāng)培養(yǎng)基被加熱滅菌時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)這樣的矛盾，這就是，加熱時(shí)，微生物固然會(huì)被殺死，但培養(yǎng)基中的有用成分也會(huì)隨之遭到破壞，那么有何良策可以既達(dá)到滅菌要求，同時(shí)又不破壞或盡可能少破壞培養(yǎng)基中的有用成分呢？實(shí)踐證明，在高壓加熱的情況下，培養(yǎng)基中的氨基酸和維生素極易被破壞，如在121℃，僅20min，就有59%的賴(lài)氨酸和精氨酸及其他堿性氨基酸被破壞，蛋氨酸和色氨酸也有相當(dāng)數(shù)量被破壞。因此，必須選擇一個(gè)既能滿(mǎn)足滅菌需要，又可使培養(yǎng)基的破壞盡可能小的滅菌工藝條件。第25頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

微生物的受熱死亡屬于單分子反應(yīng)，其滅菌速率常數(shù)K與溫度之間的關(guān)系可用阿累尼烏斯公式表示：A---頻率常數(shù)，也稱(chēng)阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對(duì)溫度，K；ΔE---微生物死亡活化能，J/mol。K—滅菌速度常數(shù)（s-1），也稱(chēng)反應(yīng)速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù).從上式可知，K值的大小與微生物的種類(lèi)與加熱溫度有關(guān)第26頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

滅菌時(shí)，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K`與溫度之間的關(guān)系也可用阿累尼烏斯公式表示：K`---培養(yǎng)基內(nèi)易被破壞成分的分解速率常數(shù)；A`---頻率常數(shù)，也稱(chēng)阿累尼烏斯常數(shù)，s-1；R---氣體常數(shù)，8.314J/mol·K；T---絕對(duì)溫度，K；ΔE`---培養(yǎng)基成分分解所需活化能，J/mol。

當(dāng)培養(yǎng)基成分從T1上升到T2時(shí)，微生物的死亡速率與培養(yǎng)基的分解有如下關(guān)系：第27頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定可知：

滅菌時(shí)殺死微生物的活化能大于培養(yǎng)基成分的破壞活化能值，因此：即隨著溫度的上升，微生物的死亡速率常數(shù)增加倍數(shù)要大于培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加倍數(shù)。也就是說(shuō)，結(jié)論1：當(dāng)滅菌溫度上升時(shí)，微生物死亡速率的提高要超過(guò)培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加。第28頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月分析:在熱滅菌過(guò)程中，同時(shí)會(huì)發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過(guò)程，且這兩種過(guò)程的進(jìn)行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。據(jù)測(cè)定：每升高10℃時(shí)一般化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的增加倍數(shù)是1.5-2.0，而殺死芽孢為5-10，殺死微生物細(xì)胞為35左右。第29頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅菌溫度℃滅菌時(shí)間（分）營(yíng)養(yǎng)成分破壞%10040099.31103667.01151550.0120427.01300.58.01450.082.01500.011.0同樣的滅菌效果第30頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

由此可見(jiàn)，若要減少營(yíng)養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。結(jié)論2：在滅菌時(shí)選擇較高的溫度、較短的時(shí)間，這樣便既可達(dá)到需要的滅菌程度，同時(shí)又可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。第31頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月問(wèn)題滅菌要達(dá)到殺死99.99%的細(xì)菌芽孢，有兩種方法可以采用，一種是118℃滅菌15min，另一種是128℃滅菌5min。哪一種方法好，為什么？

答：從理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐都可證明，在滅菌過(guò)程中，同時(shí)會(huì)發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過(guò)程，且這兩種過(guò)程的進(jìn)行速度都隨溫度的升高而加速，但微生物的死亡速率隨溫度的升高更為顯著。因此，對(duì)于同一滅菌效果，選擇較高的溫度、較短的時(shí)間，這樣便既可達(dá)到需要的滅菌程度，同時(shí)又可減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。第32頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、培養(yǎng)基的濕熱滅菌方式1、間歇滅菌（分批滅菌、實(shí)消）2、連續(xù)滅菌（連消）第33頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、間歇滅菌（分批滅菌、實(shí)消）定義：將配制好的培養(yǎng)基同時(shí)放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進(jìn)行加熱滅菌的過(guò)程，通常也稱(chēng)為實(shí)罐滅菌。（常用）發(fā)酵罐1）基本概念第34頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月24016012080時(shí)間（min)050100150溫度升溫冷卻保溫過(guò)程包括：升溫、保溫和冷卻等三個(gè)階段。各階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)：20%、75%、5%第35頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

從以上分析可知，滅菌過(guò)程中加熱和保溫階段的滅菌作用是主要的，而冷卻階段的滅菌作用是次要的，一般很小，可以忽略不計(jì)。此外，還應(yīng)指出的是，應(yīng)當(dāng)避免長(zhǎng)時(shí)間的加熱階段，因?yàn)榧訜釙r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅破壞營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且也有可能引起培養(yǎng)液中某些有害物質(zhì)的生成，從而影響培養(yǎng)過(guò)程的順利進(jìn)行。各階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)：20%、75%、5%第36頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在實(shí)際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時(shí)可以適當(dāng)延長(zhǎng)滅菌時(shí)間。生產(chǎn)上甚至有用100℃蒸煮而達(dá)到徹底滅菌的實(shí)例。如要做固體曲而沒(méi)有高溫蒸汽時(shí)，可將原料用100蒸汽蒸30min，殺死其中的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，但孢子與細(xì)菌的芽孢沒(méi)有被殺死。將蒸過(guò)的原料置于室溫下過(guò)夜，未被殺死的孢子便發(fā)芽生長(zhǎng)，芽孢發(fā)育成營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，再30min便可殺死。如此連續(xù)反復(fù)進(jìn)行2-3次，亦可達(dá)到徹底滅菌的目的。第37頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第38頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）間歇滅菌的操作

間歇滅歇是在所用的發(fā)酵罐或其他培養(yǎng)裝置中進(jìn)行的，它是在配制罐中配好培養(yǎng)基后，通過(guò)專(zhuān)用管道輸入發(fā)酵罐等培養(yǎng)設(shè)備中，然后開(kāi)始滅菌。在進(jìn)行培養(yǎng)基的間歇滅菌之前，通常先將發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置的分空氣過(guò)濾器進(jìn)行滅菌，并且用空氣將分過(guò)濾器吹干。開(kāi)始滅菌時(shí)，應(yīng)先放去夾套或蛇管中的冷水，開(kāi)啟排氣管閥，通過(guò)空氣管向發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基通入蒸汽進(jìn)行加熱，同時(shí)，也可在夾套內(nèi)通蒸汽進(jìn)行間接加熱。當(dāng)培養(yǎng)基溫度升到70左右時(shí)，從取樣管和放料管向罐內(nèi)通入蒸汽進(jìn)一步加熱，當(dāng)溫度升至120℃，罐壓為1*105Pa（表壓）時(shí)，打開(kāi)接種、補(bǔ)料、消泡劑、酸、堿等管道閥門(mén)進(jìn)行排汽，當(dāng)然在保溫過(guò)程中，應(yīng)注意凡在培養(yǎng)基液面下的各種進(jìn)口管道都應(yīng)通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道則應(yīng)排放蒸汽，這樣才能不留死角，從而保證滅菌徹底。保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門(mén)，待罐內(nèi)壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無(wú)菌空氣，在夾套或蛇管中通冷水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所需的溫度，進(jìn)行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。

由于培養(yǎng)基的間歇滅菌不需要專(zhuān)門(mén)的滅菌設(shè)備，投資少，對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，對(duì)蒸汽的要求也比較低，且滅菌效果可靠，因此，間歇滅菌是中小型生產(chǎn)工廠(chǎng)經(jīng)常采用的一種培養(yǎng)基滅菌方法。

第39頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、連續(xù)滅菌（連消）1）定義：

將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時(shí)進(jìn)行加熱、保溫和冷卻而進(jìn)行滅菌。第40頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連續(xù)滅菌時(shí)，培養(yǎng)基可在短時(shí)間內(nèi)加熱到保溫溫度，并且能很快地被冷卻因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進(jìn)行滅菌而由于滅菌溫度很高，保溫時(shí)間就相應(yīng)地可以很短極有利于減少培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞。第41頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

連續(xù)滅菌的基本設(shè)備有哪些？問(wèn)題第42頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無(wú)菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管

連續(xù)滅菌的基本設(shè)備一般包括（1）配料預(yù)熱罐，將配制好的料液預(yù)熱到60-70，以避免連續(xù)滅菌時(shí)由于料液與蒸汽溫度相差過(guò)大而產(chǎn)生水汽撞擊聲；（2）連消塔，連消塔的作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混和，并使料液的溫度很快升高到滅菌溫度（126-132）；（3）維持罐，連消塔加熱的時(shí)間很短，光靠這段時(shí)間的滅菌是不夠的，維持罐的作用是使料液在滅菌溫度下保持5-7min，以達(dá)到滅菌的目的；（4）冷卻管，從維持罐出來(lái)的料液要經(jīng)過(guò)冷卻排管進(jìn)行冷卻，生產(chǎn)上一般采用冷水噴淋冷卻，冷卻到40-50后，輸送到預(yù)先已經(jīng)滅菌過(guò)的罐內(nèi)。第43頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月噴射加熱連續(xù)滅菌流程滅菌介質(zhì)原料介質(zhì)蒸汽T=140度保溫段真空

流程中采用了蒸汽噴射器，它使培養(yǎng)液與高溫蒸汽直接接觸，從而在短時(shí)間內(nèi)可將培養(yǎng)液急速升溫至預(yù)定的滅菌溫度然后在該溫度下維持一段時(shí)間滅菌，滅菌后的培養(yǎng)基通過(guò)一膨脹閥進(jìn)入真空冷卻器急速冷卻，從圖中可以看出，由于該流程中培養(yǎng)基受熱時(shí)間短，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失也就不很?chē)?yán)重，同時(shí)該流程保證了培養(yǎng)基物料先進(jìn)先出，避免了過(guò)熱或滅菌不徹底等現(xiàn)象。第44頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月薄板換熱器連續(xù)滅菌流程進(jìn)料35℃100℃120℃維持罐120℃蒸汽147℃120℃55℃出料35℃水20℃31℃

流程中采用了薄板換熱器作為培養(yǎng)液的加熱和冷卻器，蒸汽在薄板換熱器的加熱段使培養(yǎng)液的溫度升高，經(jīng)維持段保溫一定時(shí)間后，培養(yǎng)基在薄板換熱器的冷卻段進(jìn)行冷卻，從而使培養(yǎng)基的預(yù)熱、加熱滅菌及冷卻過(guò)程可在同一設(shè)備內(nèi)完成。該流程的加熱和冷卻時(shí)間比噴射加熱連續(xù)滅菌流程要長(zhǎng)些，但由于在培養(yǎng)基的預(yù)熱過(guò)程同時(shí)也起到了滅菌后培養(yǎng)基的冷卻，因而節(jié)約了蒸汽和冷卻水的用量。

分別說(shuō)出優(yōu)點(diǎn)第45頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較滅菌方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)連續(xù)滅菌1.滅菌溫度高，可減少培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失2.操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn)定3.易于實(shí)現(xiàn)管道化和自控操作4.避免了反復(fù)的加熱和冷卻，提高了熱的利用率5.發(fā)酵設(shè)備利用率高1.對(duì)設(shè)備的要求高，需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作較麻煩3.染菌的機(jī)會(huì)較多4.不適合于含大量固體物料的滅菌5對(duì)蒸汽的要求高間歇滅菌1.設(shè)備要求低，不需另外設(shè)置加熱、冷卻裝置2.操作要求低，適于手動(dòng)操作3.適合于小批量生產(chǎn)規(guī)模4.適合于含有大量固體物質(zhì)的培養(yǎng)基的滅菌1.培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較多，滅菌后培養(yǎng)基的質(zhì)量下降2.需進(jìn)行反復(fù)的加熱和冷卻，能耗較高3.不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程的滅菌4.發(fā)酵罐的利用率較低加熱器、維持罐（管）和冷卻器以及發(fā)酵罐等都應(yīng)先進(jìn)滅菌第46頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由表可見(jiàn)，無(wú)論在理論上或者在實(shí)踐上，與間歇滅菌過(guò)程相比，連續(xù)滅菌的優(yōu)點(diǎn)十分明顯。因此，連續(xù)滅菌越來(lái)越多地被用培養(yǎng)基的滅菌。第47頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、滅菌時(shí)間計(jì)算與影響因素A、分批滅菌（實(shí)罐滅菌）

一般可以不計(jì)升溫階段所殺滅的菌數(shù)，把培養(yǎng)基中所有的菌均看作是在保溫階段（滅菌溫度）被殺滅，這樣可以簡(jiǎn)單地利用式，粗略地求得滅菌所需的時(shí)間1）培養(yǎng)基滅菌時(shí)間的計(jì)算第48頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：N0=40×106×2×105=8×1012（個(gè)）

Nt=0.001（個(gè)）K=1.8min-1例：有一發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在121溫度下進(jìn)行實(shí)罐滅菌。原污染程度為每1mL有2*105個(gè)耐熱細(xì)菌芽孢，121度時(shí)滅菌速度常數(shù)為1.8min-1。求滅菌失敗機(jī)率為0.001時(shí)所需要的滅菌時(shí)間。第49頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月但是實(shí)際上，培養(yǎng)基在加熱升溫時(shí)（即在升溫階段）就會(huì)有部分菌被殺滅，特別是當(dāng)培養(yǎng)基加熱到100度以上，這個(gè)作用較為顯著。因此，保溫滅菌時(shí)間實(shí)際上比上述計(jì)算的要短。嚴(yán)格地講，在降溫階段也有殺菌作用，但降溫時(shí)間短，在計(jì)算時(shí)一般不考慮。第50頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月【例2】上例中，滅菌過(guò)程的升溫階段，培養(yǎng)基從100℃上升至121℃，共需15min。求升溫階段結(jié)束時(shí)，培養(yǎng)基中芽孢數(shù)和保溫所需時(shí)間。解T1＝373KT2＝394K根據(jù)公式求得373K至394K之間若干k值，k-T關(guān)系如下表表k-T關(guān)系由此可得圖解積分法第51頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)公式，求升溫階段結(jié)束時(shí)培養(yǎng)基中殘留的芽孢數(shù)為根據(jù)滅菌公式，求得保溫所需的時(shí)間第52頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B、連續(xù)滅菌（連消）

連續(xù)滅菌的滅菌時(shí)間，仍可用滅菌公式計(jì)算，但培養(yǎng)基中的含菌數(shù)，應(yīng)改為每單位體積(1mL)培養(yǎng)基的含菌數(shù)，則滅菌公式變換為下式式中c0—單位體積培養(yǎng)基滅菌前的含菌數(shù)，個(gè)／mL;cs—單位體積培養(yǎng)基滅菌后的含菌數(shù)，個(gè)／mL。發(fā)酵罐蒸汽蒸汽冷卻水無(wú)菌培養(yǎng)基配料罐泵加熱塔維持罐冷卻管第53頁(yè)，課件共63頁(yè)，創(chuàng)作于2023年