发酵培养基的制备和实罐灭菌

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,发酵培养基的制备和实罐灭菌,实验内容,一、发酵培养基的制备,二、机械搅拌罐实罐灭菌工艺,一、面包酵母,液体深层通风发酵,实验,1,、实验目的,要求学生掌握通风发酵的基本原理及过程，掌握上罐操作技术，掌握流加补料控制技术。,（,1,）,发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐系统管路的熟悉,（,2,）,实罐灭菌,培养基灭菌实验,2,、实验原理,2.1,培养基组分的种类和作用：,人工按一定比例配制的供微生物生长繁殖和合成各种代谢产物的营养物质。主要包括：,碳源、氮源、无机盐、生长因子、前体,2.2,实罐灭菌原理,保温,温度（）,加热,保温,冷却,温度（）,时间（,min,）,3,、实验仪器、设备和材料,10 L,搅拌式发酵罐（,pH,仪，培养液及酸碱液流加装置，蠕动泵），,1,台，淀粉水解糖液、尿素等原料，,灭菌锅,。,斜面培养基配制与灭菌，接种，培养,所需仪器物品：灭菌锅、试管、棉塞、培养基原料,300,毫升种子液、,500ml,三角瓶三只、装液,100ml,、培养基、培养摇瓶、纱布。,发酵培养基制备，灭菌,4,、实验内容,试管斜面培养基的配制、面包酵母种子扩大培养基配制、流加用培养基的配制及灭菌。,总流程：,面包酵母菌的培养条件及培养基组成：,酵母斜面培养基：,10,麦芽汁固体斜面，,pH5.0,酵母摇瓶培养基：,10,麦芽汁，,pH5.0,或葡萄糖,10%,，玉米浆,1%,，尿素,0.2%,，,pH5.0,酵母分批发酵培养基：玉米淀粉经液化、糖化，折合葡萄糖浓度为,10%,、玉米浆,1%,，尿素,0.2%,，,pH5.5,。,5,、实验报告内容和数据处理,实验设计原理；发酵系统的结构与操作方法。,附：发酵系统介绍,1,技术指标,1.1,概述,具有温度、转速、氧气流量、空气流量、,pH,、,DO,、补料、消泡显示及控制功能，并配有机械消泡浆。,1.2,指标,1.2.1,温度,：,自动控制范围：自来水温,+5,500.2 ,显示范围：,0,150,1.2.2,搅拌转速,：,调速范围,50,10005rpm,1.2.3,空气流量,：,显示控制范围,0,10L/min,1.2.4 pH,显示控制,：,2,12pH0.05,酸碱双向,1.2.5,溶解氧,：,0,1502,1.2.6,补料、消泡蠕动泵各一台,1.2.7,罐体总容积,10 L,，设计压力,2.0 kg/c,、最高工作压力,2.0 kg/c,，设计工作温度,131,1.2.8,灭菌方法,：,手动控制蒸汽消毒灭菌,1.2.9,功率,：,主机：,3kw,单相,220v,1.2.10,气源,：,2,4 kg/c,1.2.11,蒸汽,：,2,4 kg/c,2,管路说明,该流程图中,空气管路阀门,的标号为,“,AXX,”,蒸汽管路阀门,的标号为,“,SXX,”,，,冷却水管路阀门,标号为,“,WXX,”,，,冷凝水管路阀门,标号为,“,VXX,”,，,电磁阀,标号为,“,CXX,”,，,物料管路阀门,标号为,“,PXX,”,冷,冻水管路,标号为,“,CWX,”,，,其它气体管路,标号为,“,NXX,”,。,2.1,空气及其净化,来自,空气压缩机,的,压缩空气,经,净化器,（外接减压稳定器、除水、除尘、空气予过滤器）进入发酵罐,空气总管,，空气流量计针阀,A01,、阀,A02,、,单向阀,、,空气过滤器,，阀,A03,到达,反应器,内，,尾气,经阀,VT1,排出，,本管路具有计量，净化作用,。,注：,空气流量显示的流量是以过滤器前的压力下的流量，不是标准状态下的流量。,2.2,蒸汽,2.2.1,蒸汽进夹套,蒸汽,经阀,S01,进入,夹套,（上进），经阀,V01,排出,冷凝水,。,蒸汽对培养基预热。,2.2.2,蒸气进反应器,蒸汽,经阀,S02,、,单向阀,、,空气过滤器,、阀,A03,进入,罐,内，由排气口控制阀,VT1,排出。,蒸汽对过滤器及空气管线消毒。,2.2.3,蒸汽进取样阀及放料阀,蒸汽,经阀,S03,进入,取样阀,，出阀,P02,排出,冷凝水,。,2.3,自来水,2.3.1,自来水进夹套,当电磁阀,C01,打开,时，,自来水,经,自动注水阀,、阀,W01,进入反应器,夹套,（下进），由,夹套上口,、阀,W02,、,加热器,、电磁阀,C01,排出；,当电磁阀,C01,关闭,时，,夹套水,经,W02,进入,电加热器,、,循环泵,、,单向阀,进入,夹套,（下口），通过夹套水的循环，将加热器的热能带入夹套，通过夹套的换热加热发酵液。,特别提示：温度自动前必须对夹套注水。,2.3.2,自来水进排气冷凝器,自来水,经阀,W03,进入,排气,冷凝器,，对,发酵尾气,进行冷却,尽可能减少培养基的水分蒸发。,3,实罐灭菌操作,3.1,准备,3.1.1,盖紧罐盖上各种罐盖，旋紧罐盖上压紧螺栓。,3.1.2,标定,pH,、,DO,电极，将电极插入罐体侧面的传感器口并及时地锁紧螺母，确保安装妥当防止高压下传感器弹出伤人。,3.1.3,关紧发酵罐底阀,P01,，倒入培养基，调整,PH,值，旋紧接种口,注：,氯离子对不锈钢会带来不可逆转的破坏，因此应避免用盐酸溶液调节,PH,，如工艺上无法避免用盐酸，应控制盐酸浓度不大于,5,且在添加过程中不得直接接触不锈钢。,3.1.4,关排气冷凝器进水,W03,，移去进出口的软管排尽冷凝水夹套中水,3.1.5,提起过滤器使过滤器后的三通阀,A03,处于“,S”,位置。（,S,消毒，,F,发酵）,3.2,培养基预热,3.2.1,准备工作,预热启动蒸汽发生器及空气压缩机。将控制器中的温度控制设定为手动。开排气阀,VT1,，关闭其它所有阀门。,3.2.2,开排气阀,VT1,，开夹套冷凝水阀,V01,排夹套水，关闭其它阀门,3.2.3,启动反应器搅拌马达。调转速,200,300Rpm,3.2.4,蒸汽进夹套：缓缓开夹套蒸汽阀,S01,蒸汽进夹套（注意：此时有轻微爆破声属正常，如声音过响则开阀的速度应减慢）。,待排水总口排出蒸汽时调节冷凝水阀,V01,，控制蒸气排出量以有少量蒸汽排出即可。并控制夹套内压力不超过,0.2Mpa,。当培养基 预热至,98,时，进入实罐灭菌操作，在培养基温度在,80,90,时可以适当的减慢升温速度，在本温度区域可以杀灭大部分的微生物。,3.2.5,蒸汽进取样阀：开出料阀,P02,（关紧底阀,P01,），开蒸汽阀,S03,，蒸气进入取样阀内腔，当阀,P02,排尽冷凝水后应调节其开度，以少量蒸汽排出即可。,3.3,实罐灭菌,3.3.1,过滤器消毒：（,A,或,B,任选一种，首次消毒或每五批用“,A”,种消毒，其余可用“,B”,种消毒）,A,：外源蒸汽消过滤器,：,微开过滤器上排冷凝水阀,V02,、,V12,，开过滤器前蒸汽阀,S02,，蒸汽经过滤器进入反应器，当冷凝水阀,V02,、,V12,出口冷凝水很少时，调节冷凝水阀以有少量蒸汽排出为宜。当排气口有蒸汽排出或罐温达到,100,两分钟后，关闭排气阀,VT1,。调节蒸汽阀,S02,，维持过滤器前蒸汽压为,0.12,0.16Mpa,。当罐温达到,100,时，培养基中的溶氧接近零。可以标定溶氧的零点。,B,：罐内蒸汽消过滤器：过滤器三通阀处于“,S”,位置。停搅拌，微开过滤器上排冷凝水阀,V02,、,V12,，当有罐压时，罐内蒸汽经空气管罐内三通阀进入过滤器，进,V02,、,V12,排出冷凝水。当排气口有蒸汽排出或罐温达到,100,两分钟后，关闭排气阀,VT1,。调节冷凝水阀,V02,、,V12,以有少量蒸汽排出为宜。当罐温达到,100,时，培养基中的溶氧接近零，可以标定溶氧为零点。如果升温速度比较慢可以开罐底阀,P01,，蒸汽进入发酵罐。,3.3.2,当达到预定温度或罐压，开排气阀,VT1,至有少量蒸汽排出，关紧或微开夹套蒸汽阀,S01,，微开罐底阀,P01,（开阀时观察视镜处培养基翻动的变化，以有少量的变化为亦），根据罐压 或罐温变化的趋势，及时调整蒸汽阀,S02,、,S03,。阀门调节宜微调应避免大幅度开关。当反应器罐压或罐温维持在预定的范围内开始计时。,3.3.3,保温开始后，排气阀蒸气排量不宜太小，否则可能导致液面以上的罐体部分尤其罐盖达不到消毒温度。,3.3.4,保温阶段应旋松接种口盖至有少量蒸气冒出。,3.3.5,移种管线消毒（适用于多级发酵）：在保温过程中开移种管线阀,P03,及受种阀前排水阀,V04,，保温结束前关,V03,。,3.4,灭菌完成及降温（先开后关，后开先关）,3.4.1,保温结束首先旋紧接种口盖,.,旋紧罐底阀,P01,，再关紧取样器的蒸汽阀,S03,。抬起过滤器使三通阀,A03,处于,S,位置，关紧蒸汽阀,S02,，调节过滤器冷凝水阀以有微量排气为宜。,3.4.2,关夹套蒸汽阀,S01,、冷凝水阀,V01,，开夹套进水阀,W01,和循环管线切断阀,W02.,在控制器中将温度控制方式设定为“自动”并对温度进行设定，发酵罐进入自动降温。按下搅拌开关，设定搅拌转速并“自动”控制。,3.4.3,当罐压接近,0.05Mpa,时关阀,V02,，缓缓开空气管线,A01,、,A02,，空气进入发酵罐，当过滤器冷凝水阀,V02,排尽冷凝水后就可以关闭。,注,：当罐压稳定后可以将三通阀,A03,放回“,F”,位置。,3.4.5,在降温过程中，始终监视罐压，严禁压力掉零。当温度达到工艺要求时，调节搅拌转速、空气流量、罐压、标定溶氧电极斜率及校正,pH,电极的零点。,注意,：如另配冷冻水系统消毒后降温请选择自来水降温（控制箱左侧板,N2,开关拨向“,W”,。灭菌完毕，请勿关闭蒸气发生器，取样时需要用蒸汽,Thanks for your attention,