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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,*,第四章 培养基灭菌与空气净化,第四章 培养基灭菌与空气净化,1,第一节 培养基灭菌的目的、要求和方法,是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌营养体及其孢子，或从中将其除去。工业规模的液体培养基灭菌，杀灭杂菌比除去杂菌更为常用。,一、定义,1、培养基灭菌的定义,第一节 培养基灭菌的目的、要求和方法 是指从培养基中杀灭有,2,灭菌：,用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢和孢子。,消毒：,用物理或化学方法杀死物料、容器、器皿内外的病源微生物。,2、灭菌与消毒的区别,灭菌：用物理或化学方法杀死或除去环境中所有微生物，包括营,3,防 腐,防腐,就是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物的生长繁殖，从而达到防止食品等发生霉腐的措施。,（1）低温 （4）高渗,（2）缺氧 （5）高酸度,（3）干燥 （6）防腐剂,防 腐 防腐就是利用某种理化因素完全抑制霉腐微生物,4,二、培养基灭菌的目的,1、在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果：,消耗营养,合成新产物；,菌体自溶、发粘等造成分离困难,改变pH,分解产物,噬菌体破坏极大,二、培养基灭菌的目的1、在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果：,5,1）使用的培养基和设备须经灭菌；,2）好氧培养中使用的空气应经除菌处理；,3）设备应严密，发酵罐维持正压环境；,4）培养过程中加入的物料应经过灭菌；,5）使用无污染的纯粹种子。,2、工业上具体措施包括：,1）使用的培养基和设备须经灭菌；2、工业上具体措施包括：,6,杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件。,3、培养基灭菌的目的,杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件。3、,7,达到要求的无菌程度（10,-3,）；,尽量减少营养成分的破坏。,4、培养基灭菌的要求,达到要求的无菌程度（10-3）；4、培养基灭菌的要求,8,化学法,化学药品灭菌法,物理法,干热灭菌法,湿热灭菌法,射线灭菌法,5、灭菌的方法,化学法5、灭菌的方法,9,1.化学试剂灭菌法,甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等,适用范围：环境、皮肤及器械的表面消毒,2.射线灭菌法,3.干热灭菌法,电磁波、紫外线或放射性物质,适用范围：无菌室、接种箱,常用烘箱，灭菌条件：160下保温1h,适用范围：金属或玻璃器皿,4.湿热灭菌法,利用饱和蒸汽灭菌，条件：121，30min,适用范围：生产设备及培养基灭菌,5.过滤除菌法,利用过滤方法阻留微生物,适用范围：制备无菌空气,6.火焰灭菌法,火焰,适用范围：接种针、玻璃棒、三角瓶口,1.化学试剂灭菌法 甲醛、乙醇或新洁尔灭、高锰酸钾等 2.射,10,三、培养基的湿热灭菌,1.湿热灭菌原理,2.灭菌条件,3.灭菌不利方面,蒸汽具有很强的穿透能力，而且在冷凝时会放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而杀死各种微生物。,121，30min。,同时会破坏培养基中的营养成分，甚至产生不利于菌体生长的物质。,三、培养基的湿热灭菌 1.湿热灭菌原理2.灭菌条件3.灭菌,11,蒸汽来源容易，操作费用低，本身无毒；,蒸汽有强的穿透力，灭菌易于彻底；,蒸汽有很大的潜热；,操作方便，易管理。,4、湿热灭菌的优点,蒸汽来源容易，操作费用低，本身无毒；4、湿热灭菌的优点,12,1.设备费用高,2.不能用于怕受潮的物料灭菌,5、湿热灭菌的缺点,1.设备费用高5、湿热灭菌的缺点,13,四、影响培养基灭菌效果的因素,培养基成分,pH,培养基成分的颗粒度,培养基中的微生物性质与数量,四、影响培养基灭菌效果的因素 培养基成分pH培养基成分的颗,14,微生物细胞中水含量,微生物细胞的菌龄,微生物的耐热性,空气排除情况,搅拌,泡沫,微生物细胞中水含量,15,发酵工业应用的“,无菌空气”,是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“,无菌空气”。,无菌空气的概念,第二节 空气净化（除菌）,发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空,16,一、空气除菌的方法,（一）辐射杀菌,（二）加热杀菌,（三）静电除菌,（四）过滤除菌,一、空气除菌的方法（一）辐射杀菌,17,（一）空气过滤除菌原理,布朗扩散截留作用,拦截滞留作用,惯性碰撞滞留作用,重力沉降作用,静电吸引作用,二、空气过滤除菌的原理与介质,（一）空气过滤除菌原理布朗扩散截留作用二、空气过滤除菌的原理,18,（二）空气过滤除菌介质,棉花：,常用，有弹性，纤维长度适中。,玻璃纤维：,直径小，不易折断，过滤效果好。,活性炭：,要求质地坚硬，颗粒均匀。,缺点：,体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握，空气压降大。,（）纤维状或颗粒状过滤介质,（二）空气过滤除菌介质棉花：常用，有弹性，纤维长度适中。,19,（）纸类过滤介质超细玻璃纤维纸,3,6张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。,缺点：,强度不大（特别是受潮后）。,（）纸类过滤介质超细玻璃纤维纸,20,三、介质过滤效率,介质过滤效率：,指被过滤介质层捕集的尘埃颗粒数与空气中原有颗粒数之比。,三、介质过滤效率介质过滤效率：指被过滤介质层捕集的尘埃颗粒数,21,影响过滤除菌效率的因素,介质填充厚度与过滤效率的关系；,介质填充密度与过滤效率的关系；,空气流速与过滤效率的关系。,影响过滤除菌效率的因素介质填充厚度与过滤效率的关系；,22,四、提高过滤除菌效率的措施,减少进口空气的含菌数量；,设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质；,针对不同地区，设计合理的空气预处理工艺流程，以达到除油、水和杂质的目的。,四、提高过滤除菌效率的措施减少进口空气的含菌数量；,23,降低进入空气过滤器的空气相对湿度,稳定压缩空气的压力，采用合适容量的贮气罐。,降低进入空气过滤器的空气相对湿度,24,提高压缩前空气的洁净度,去除压缩后空气中的油和水,五、空气的预处理,目的:,提高压缩前空气的洁净度五、空气的预处理目的:,25,（1）提高空气吸气口的位置;,（2）在空气入口处设置粗过滤器。,捕集较大的灰尘颗粒，并保护空压机。,1、提高压缩前空气的洁净度,（1）提高空气吸气口的位置;1、提高压缩前空气的洁净度,26,高空取气管,为远离地面几十米的管子。,每升高10米，空气中杂菌降低一个数量级。因此从高空取气要比从低空取气有利得多。,高空取气管 为远离地面几十米的管子。,27,高效前置过滤除菌流程,高效前置过滤器压缩机贮罐冷却器 丝网分离器加热器过滤器,高效前置过滤除菌流程 高效前置过滤器压缩机,28,（1）空气压缩：克服输送过程中过滤介质的阻力并维持一定的气流速度。,（2）压缩后空气温度显著上升，需冷却。,2、空气压缩和压缩空气的冷却,（1）空气压缩：克服输送过程中过滤介质的阻力并维持一定的气流,29,压缩后的高温空气能引起过滤介质的炭化或燃烧,增大发酵罐的降温负荷,增加培养液水分的蒸发,一般用列管式冷却器进行冷却。,因为,压缩后的高温空气能引起过滤介质的炭化或燃烧 因为,30,消除压缩机排出空气量的脉冲，维持稳定的空气压力。,利用重力沉降作用除去部分油雾。,紧接空压机安装。,有些装有冷却管。,空气贮罐,消除压缩机排出空气量的脉冲，维持稳定的空气压力。空气贮罐,31,3.压缩空气的除油除水,旋风分离器,利用离心力进行沉降，对于10,m以上的微粒分离效率较高。,丝网分离器,利用惯性进行拦截，分离效率较高，能除去25,m的细小颗粒。,两类设备：,3.压缩空气的除油除水旋风分离器利用离心力进行沉降，对,32,将除油水的空气加热（温差在1015C 左右），降低相对湿度（达50%60%）后，输入过滤器。,用列管换热器。,4.空气的加热,将除油水的空气加热（温差在1015C 左右），,33,空气过滤除菌设备流程,2-空压机,3-储罐,4，6-冷却器,8-加热器,9-空气过滤,1-粗过滤,7-丝网分离器,5-旋风分离器,两极冷却、加热除菌流程,空气过滤除菌设备流程2-空压机3-储罐4，6-冷却器8-加热,34,180M,3,发酵罐车间,大型空气压缩机,180M3发酵罐车间大型空气压缩机,35,发酵车间的空气过滤器,发酵车间的空气过滤器,36,空气净化的流程,吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤；,进入空气压缩机（120,150C）,冷却（20,25C），除去油、水，再加热至30,35C。,最后通过总过滤器和分过滤器，获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。,空气净化的流程吸气口吸入的空气先经过压缩前的过滤；,37,1.空气除菌的方法有哪些？试比较各方法的优缺点。,2.在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果有哪些？,3.培养基灭菌工业上具体措施有哪些？,4.影响培养基灭菌效果的因素 有哪些？,5.试述湿热灭菌原理及优缺点。,思考题,1.空气除菌的方法有哪些？试比较各方法的优缺点。思考题,38,
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