工业发酵灭菌与消毒.pptx

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1、会计学1工业发酵灭菌与消毒工业发酵灭菌与消毒n n培养基灭菌培养基灭菌培养基灭菌培养基灭菌n n设备灭菌设备灭菌设备灭菌设备灭菌n n好氧培养中空气除菌好氧培养中空气除菌好氧培养中空气除菌好氧培养中空气除菌n n培养过程中加入的物料要灭菌培养过程中加入的物料要灭菌培养过程中加入的物料要灭菌培养过程中加入的物料要灭菌n n使用无污染的纯种使用无污染的纯种使用无污染的纯种使用无污染的纯种n n设备严密，罐内保持正压设备严密，罐内保持正压设备严密，罐内保持正压设备严密，罐内保持正压n n环境灭菌环境灭菌环境灭菌环境灭菌工业上采取的措施工业上采取的措施:灭菌是为了灭菌是为了保证进行纯培养（纯种）发酵。

2、保证进行纯培养（纯种）发酵。第1页/共27页1.1.加热灭菌加热灭菌加热灭菌加热灭菌火焰灭菌、干热灭菌、湿热灭菌火焰灭菌、干热灭菌、湿热灭菌火焰灭菌、干热灭菌、湿热灭菌火焰灭菌、干热灭菌、湿热灭菌2.2.射线灭菌射线灭菌射线灭菌射线灭菌紫外线、阴极射线、紫外线、阴极射线、紫外线、阴极射线、紫外线、阴极射线、X X射线、射线、射线、射线、射线射线射线射线3.3.化学药剂灭菌化学药剂灭菌化学药剂灭菌化学药剂灭菌0.2%0.25%KMnO0.2%0.25%KMnO4 4溶液、溶液、溶液、溶液、0.5%1%0.5%1%漂白粉溶液、漂白粉溶液、漂白粉溶液、漂白粉溶液、75%75%酒精、酒精、酒精、酒精、

3、0.25%0.25%新洁尔灭、新洁尔灭、新洁尔灭、新洁尔灭、10%10%甲醛溶液、苯甲醛溶液、苯甲醛溶液、苯甲醛溶液、苯酚溶液、来苏尔酚溶液、来苏尔酚溶液、来苏尔酚溶液、来苏尔4.4.臭氧灭菌臭氧灭菌臭氧灭菌臭氧灭菌5.5.过滤除菌过滤除菌过滤除菌过滤除菌二、灭菌的方法二、灭菌的方法第2页/共27页2.2.2.2.灭菌方法：灭菌方法：灭菌方法：灭菌方法：工业上培养基灭菌使用的方法是湿热灭菌。工业上培养基灭菌使用的方法是湿热灭菌。工业上培养基灭菌使用的方法是湿热灭菌。工业上培养基灭菌使用的方法是湿热灭菌。湿热灭菌简便、有效、经济。湿热灭菌简便、有效、经济。湿热灭菌简便、有效、经济。湿热灭菌简便、

4、有效、经济。第二节第二节 工业发酵培养基灭菌工业发酵培养基灭菌1.1.培养基灭菌的目的：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杀灭培养基中的微生物，为后续发酵过程创造无菌的条件。条件。第3页/共27页2.2.2.2.灭菌条件（灭菌温度和时间）的选择灭菌条件（灭菌温度和时间）的选择灭菌条件（灭菌温度和时间）的选择灭菌条件（灭菌温度和时间）的选择n n灭菌条件选择原则：选择一种即能达到灭灭菌条件选择原则：选择一种即能达到灭灭菌条件选择原则：选择一种即能达到灭灭菌条件选择原则：选择一种即能达到灭菌要求又能减少营养成分被破坏的温度和菌要求又能减少营养成分被破坏的温度和菌要求又

5、能减少营养成分被破坏的温度和菌要求又能减少营养成分被破坏的温度和受热时间，是提高培养基灭菌质量的重要受热时间，是提高培养基灭菌质量的重要受热时间，是提高培养基灭菌质量的重要受热时间，是提高培养基灭菌质量的重要措施。措施。措施。措施。n n措施：高温短时灭菌法。措施：高温短时灭菌法。措施：高温短时灭菌法。措施：高温短时灭菌法。一、培养基灭菌条件的选择一、培养基灭菌条件的选择1.1.培养基灭菌的要求：培养基灭菌的要求：l达到要求的无菌程度达到要求的无菌程度l尽量减少营养成分的破坏尽量减少营养成分的破坏第4页/共27页 灭菌程度（残留菌数）：由于芽孢比灭菌程度（残留菌数）：由于芽孢比较耐热，故一般只

6、考虑将芽孢细菌和细菌较耐热，故一般只考虑将芽孢细菌和细菌的芽孢数作为计算的依据。完全彻底灭菌，的芽孢数作为计算的依据。完全彻底灭菌，一般取一般取10001000次灭菌中有一次失败。次灭菌中有一次失败。灭菌措施考核指标：灭菌程度灭菌措施考核指标：灭菌程度第5页/共27页灭菌效果取决于：灭菌效果取决于：灭菌时间灭菌时间灭菌温度灭菌温度培养基的培养基的pH、营养成分、杂菌浓度、泡沫。、营养成分、杂菌浓度、泡沫。二、影响培养基灭菌的因素二、影响培养基灭菌的因素第6页/共27页（1）pH 温度温度（）孢子数孢子数（个（个/mL）灭菌时间（灭菌时间（min）pH6.1pH5.3pH5.0pH4.7pH4.

7、5120115110100100001000010000100008257074072565720512351803133015031324150培养基的培养基的pH为为.08.0时，微生物耐热性好时，微生物耐热性好pH6.0时氢离子容易渗透入微生物细胞内，时氢离子容易渗透入微生物细胞内，从而改变细胞的生理反应使其死亡。所以从而改变细胞的生理反应使其死亡。所以pH低，湿热灭菌效果好。低，湿热灭菌效果好。第7页/共27页 培培养养基基中中的的油油脂脂、糖糖类类、蛋蛋白白质质等等有有机机化化合合物物，会会在在微微生生物物细细胞胞周周围围形形成成一一层层薄薄膜膜，影响热的传导，增加了灭菌难度。影响热

8、的传导，增加了灭菌难度。（2）培养基成分）培养基成分第8页/共27页 不不同同成成分分的的培培养养基基其其含含菌菌量量是是不不同同的的，天天然然基基质质培培养养基基，特特别别是是营营养养丰丰富富或或变变质质的的原原料料中中含含菌菌量量远远比比化化工工原原料料的的含含菌菌量量多多，因因此此灭灭菌菌时时间间要要适适当当延延长长。含含芽芽孢孢杆杆菌菌多多的的培培养养基基，要要适适当当提提高高灭菌温度和延长时间。灭菌温度和延长时间。（3）培养基含菌量）培养基含菌量第9页/共27页 泡沫中的空气能形成隔热层，而影泡沫中的空气能形成隔热层，而影响热量发挥杀菌作用。因此灭菌前可响热量发挥杀菌作用。因此灭菌前

9、可适当加些消泡剂。操作时需注意排汽适当加些消泡剂。操作时需注意排汽速度，尽量不引发泡沫。速度，尽量不引发泡沫。（4）泡沫）泡沫第10页/共27页 培培养养基基中中有有直直径径大大于于1mm1mm的的颗颗粒粒物物质质则则明明显显影影响响灭灭菌菌效效果果。因因此此蒸蒸汽汽很很难难渗渗透透到到颗粒内部，故称为颗粒内部，故称为“灭菌不透灭菌不透”。（5）培养基中颗粒物质）培养基中颗粒物质第11页/共27页n n分批灭菌（实消）：将培养基置于反应器分批灭菌（实消）：将培养基置于反应器分批灭菌（实消）：将培养基置于反应器分批灭菌（实消）：将培养基置于反应器中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后维持中用蒸汽加热，

10、达到预定灭菌温度后维持中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后维持中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，这叫分批灭菌。发酵，这叫分批灭菌。发酵，这叫分批灭菌。发酵，这叫分批灭菌。n n连续灭菌（连消）：将培养基在罐外连续连续灭菌（连消）：将培养基在罐外连续连续灭菌（连消）：将培养基在罐外连续连续灭菌（连消）：将培养基在罐外连续进行加热、维持和冷却然后进入到灭菌反进行加热、维持和冷却然后进入到灭菌反进行加热、维持和冷却然后进入到灭菌反进行加热、维持和冷却然后

11、进入到灭菌反应器的灭菌方法就是连续灭菌。应器的灭菌方法就是连续灭菌。应器的灭菌方法就是连续灭菌。应器的灭菌方法就是连续灭菌。三、三、发酵培养基灭菌的操作发酵培养基灭菌的操作第12页/共27页（1）分批灭菌）分批灭菌在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。全过程包括升温、保温、降温三个灭菌。全过程包括升温、保温、降温三个过程。过程。第13页/共27页 实实实实消消消消的的的的步步步步骤骤骤骤：配配配配料料料料夹夹夹夹套套套套进进进进蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽液液液液面面面面以以以以下下下下进进进进蒸蒸蒸蒸汽汽汽汽入入入入培培培培养养养养基基基基直直直直接接接接升升升升

12、温温温温 液液液液面面面面以以以以上上上上排排排排汽汽汽汽打打打打开开开开 恒温恒温恒温恒温通无菌空气通无菌空气通无菌空气通无菌空气降温降温降温降温第14页/共27页第15页/共27页注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：n n经一段预热时间预热至经一段预热时间预热至经一段预热时间预热至经一段预热时间预热至9090，使物料受热均匀，使物料受热均匀，使物料受热均匀，使物料受热均匀，减少冷凝水量减少冷凝水量减少冷凝水量减少冷凝水量n n达到灭菌温度（达到灭菌温度（达到灭菌温度（达到灭菌温度（120 120）时，开始计算维持时）时，开始计算维持时）时，开始计算维持时）时，开始计算维持时间（保温时间

13、）。生产上采用间（保温时间）。生产上采用间（保温时间）。生产上采用间（保温时间）。生产上采用30min30minn n采用快速冷却方式，减少营养成份的损失采用快速冷却方式，减少营养成份的损失采用快速冷却方式，减少营养成份的损失采用快速冷却方式，减少营养成份的损失优点：优点：设备投资少，操作简便，染菌机会少。设备投资少，操作简便，染菌机会少。缺点：缺点：蒸汽耗用大，发酵设备的利用率较低。蒸汽耗用大，发酵设备的利用率较低。第16页/共27页（2）连续灭菌）连续灭菌直接蒸汽加热灭菌 间接蒸汽加热灭菌第17页/共27页第18页/共27页n n优点优点优点优点n n保留较多的营养质量保留较多的营养质量保

14、留较多的营养质量保留较多的营养质量n n容易放大，较易自动控制容易放大，较易自动控制容易放大，较易自动控制容易放大，较易自动控制n n糖受蒸汽的影响较少糖受蒸汽的影响较少糖受蒸汽的影响较少糖受蒸汽的影响较少n n缩短灭菌周期缩短灭菌周期缩短灭菌周期缩短灭菌周期n n在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少n n发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。发酵罐利用率高，蒸汽负荷均匀。n n缺点缺点缺点缺点n n设备比较复杂，投资较大设备比较复杂，投资较大

15、设备比较复杂，投资较大设备比较复杂，投资较大n n灭菌不易彻底。灭菌不易彻底。灭菌不易彻底。灭菌不易彻底。第19页/共27页第三节第三节 发酵发酵设备灭菌设备灭菌发酵罐灭菌：发酵罐灭菌：实罐灭菌时，与培养基一起灭菌实罐灭菌时，与培养基一起灭菌连续灭菌时，发酵罐需在培养基灭菌前进行空消连续灭菌时，发酵罐需在培养基灭菌前进行空消附属设备灭菌：附属设备灭菌：空气过滤器空气过滤器补料系统补料系统消沫剂系统消沫剂系统第20页/共27页培养基采用连续灭菌时，发酵罐、种子罐、计量罐等需在培养基采用连续灭菌时，发酵罐、种子罐、计量罐等需在培养基灭菌之前，直接用蒸汽进行空罐灭菌，灭菌压力为培养基灭菌之前，直接用

16、蒸汽进行空罐灭菌，灭菌压力为0.1470.18MPa（127-131），维持），维持4560min。空消之后。空消之后不能立即冷却，先用无菌空气保压，待灭菌的培养基或相关不能立即冷却，先用无菌空气保压，待灭菌的培养基或相关物料输入罐内后，才可以开冷却系统进行冷却。物料输入罐内后，才可以开冷却系统进行冷却。分空气过滤器在发酵罐灭菌之前进行灭菌，灭菌后用空气吹分空气过滤器在发酵罐灭菌之前进行灭菌，灭菌后用空气吹干备用。干备用。管路可与罐同时进行灭菌，但保温时间为管路可与罐同时进行灭菌，但保温时间为1h1h。上述各种管路。上述各种管路在灭菌之前，要进行严格检查，以防泄漏和在灭菌之前，要进行严格检查，

17、以防泄漏和“死角死角”的存在。的存在。第21页/共27页一、加热空气一、加热空气常用压缩空气的方法常用压缩空气的方法,适用于无菌程度要求不高的发酵过程适用于无菌程度要求不高的发酵过程第四节第四节 空气除菌空气除菌第22页/共27页机制：空气在高压直流电场中电机制：空气在高压直流电场中电 离，产生的离子使灰尘和离，产生的离子使灰尘和 微生物带电，被捕集于电微生物带电，被捕集于电 极上极上优点：能耗低；空气压力损失优点：能耗低；空气压力损失 小；除尘效率高小；除尘效率高缺点：高压技术，设备庞大缺点：高压技术，设备庞大二、静电除菌二、静电除菌第23页/共27页三、介质过滤除菌三、介质过滤除菌（一）绝对介质过滤机制：微生物大于孔径介质：微孔滤膜、微孔虑棒、折叠微孔膜滤心 (孔径0.2 um)第24页/共27页(二二)深层过滤介质深层过滤介质第25页/共27页重力沉降：可以忽略重力沉降：可以忽略惯性冲击惯性冲击惯性冲击惯性冲击：空气流速大时，起主导作用：空气流速大时，起主导作用 阻截阻截阻截阻截：空气流速小时，起主导作用：空气流速小时，起主导作用 扩散扩散扩散扩散：布朗运动：布朗运动静电吸附静电吸附1.深层介深层介质过滤器除菌的机制质过滤器除菌的机制第26页/共27页感谢您的观看。感谢您的观看。第27页/共27页