1、第三部分 微生物工程生產(chǎn)設備18 培養(yǎng)基滅菌及滅菌設備第1頁，共76頁。11、由于雜菌的污染，使生物反應中的基質或產(chǎn)物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)液的某些理化性質，使產(chǎn)物 的提取和分離變得困難，造成收率降低或使產(chǎn)品的質量下降；3、雜菌會大量繁殖，會改變反應介質的PH值，從而使生物反應發(fā)生異常變化；4、雜菌可能會分解產(chǎn)物，從而使生產(chǎn)過程失敗； 5、發(fā)生噬菌體污染，微生物細胞被裂解，而使生產(chǎn)失敗，等等 在發(fā)酵生產(chǎn)中，為什么要進行滅菌操作？ 問題1第2頁，共76頁。21、為防止雜菌的污染，哪些需要滅菌？培養(yǎng)基、發(fā)酵設備、空氣問題2滅

2、菌的定義滅菌利用物理和化學的方法殺滅或除去物料及設備中一切生命物質的過程。 。消毒是指用物理或化學的方法殺死物料、容器、器具內外的病源微生物，一般只能殺死營養(yǎng)細胞而不能殺死芽孢。第3頁，共76頁。3 消毒與滅菌在發(fā)酵工業(yè)中均有廣泛應用。消毒是指用物理或化學方法殺死物料、容器、器具內外的病源微生物。一般只能殺死營養(yǎng)細胞而不能殺死細菌芽孢。例如，用于消牛奶、啤酒和釀酒原汁等的巴氏消毒法，是將物料加熱至60維持30min，以殺死不耐高溫的物料中的微生物營養(yǎng)細胞。 滅菌是用物理或化學方法殺死或除去環(huán)境中所有微生物，包括營養(yǎng)細胞、細菌芽孢和孢子。 消毒不一定能達到滅菌要求，而滅菌則可達到消毒的目的 消毒

3、與滅菌的區(qū)別第4頁，共76頁。4一、常用滅菌方法的基本原理（一）化學試劑滅菌法 （二）射線滅菌法（三）干熱滅菌法 化學試劑：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電磁波、紫外線或放射性物質適用范圍：無菌室、接種箱常用烘箱，滅菌條件為在160下保溫1h 適用范圍：金屬或玻璃器皿第5頁，共76頁。5消毒劑用途常用濃度使用方法1 氧化劑：高錳酸鉀漂白粉皮膚消毒發(fā)酵工廠環(huán)境消毒0.1-0.25%2-5%環(huán)境消毒可直接用于粉體2醇類：乙醇皮膚及器物的消毒70-75%器物消毒浸泡30 min3 酚類：石碳酸來蘇爾浸泡衣物、擦拭房間桌面、噴霧消毒皮膚、桌面、器械消毒1-5

4、%3-5%4 甲醛空氣消毒1-2%（10-15ml/m3）加熱熏蒸4h5 銨鹽新潔而滅皮膚、器械、環(huán)境消毒0.1-0.25%浸泡30min常用化學消毒劑及其使用方法第6頁，共76頁。6. 電磁波、射線滅菌法.原理：利用高能電磁波、紫外線或放射性物質產(chǎn)生的高能粒子可以起到滅菌的作用。 波長在(2.1-3.1) 10-7 m的紫外線 表面或空氣滅菌。 波長在(0.06-1.4) 10-7 m的 X 射線/射線(Co60) 在 工業(yè)上還少采用。穿透力差設備投資高第7頁，共76頁。7（四）濕熱滅菌法 （五）過濾除菌法 （六）火焰滅菌法 利用飽和蒸汽進行滅菌、條件為：121，30min 。由于蒸汽有很強

5、的穿透力，冷凝時放出大量的潛熱，來源方便，價格低廉，滅菌效果好，是目前最基本的適合培養(yǎng)基和設備的滅菌方法。適用范圍：廣泛應用于生產(chǎn)設備及培養(yǎng)基的滅菌 。例：高壓滅菌鍋利用過濾方法阻留微生物 適用范圍：制備無菌空氣 酒精燈火焰 。方法簡單、滅菌徹底，但適用范圍有限適用范圍：接種針、玻璃棒、三角瓶口 第8頁，共76頁。8接種針、試管口皮膚表面無菌室、接種箱培養(yǎng)基的滅菌空氣過濾除菌法火焰滅菌法濕熱滅菌法射線滅菌法化學試劑滅菌法營養(yǎng)細胞、芽孢、病毒或孢子？比較各種微生物對熱的抵抗能力大小滅菌方法連線題第9頁，共76頁。91.熱滅菌的原理濕熱滅菌原理滅菌條件滅菌不利方面同時也會破壞培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分，甚

6、至會產(chǎn)生不利于菌體生長的物質。因此，在工業(yè)培養(yǎng)過程中，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)基中營養(yǎng)成分的損失 由于蒸汽具有很強的穿透能力，而且在冷凝時會放出大量的冷凝熱，很容易使蛋白質凝固而殺死各種微生物。 121，30min。 第10頁，共76頁。10衡量熱滅菌指標 致死溫度：殺死微生物的極限溫度。致死時間：在此溫度下，殺死全部微生物所需要的時間。熱 阻：對熱的抵抗力，指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下的致死時間。相對熱阻：幾種微生物對熱的相對抵抗能力。指微生物在某一特定條件下的致死時間與另一微生物在相同條件下的致死時間的比值。 第11頁，共76頁。11 微生物

7、相對熱阻細菌和酵母的營養(yǎng)細胞 1細菌芽孢 3106霉菌孢子 2-10病毒及噬菌體 1-5微生物對熱的抵抗力稱為熱阻（heat resistance）第12頁，共76頁。12某些微生物的相對熱阻。滅菌方式大腸桿菌霉菌孢子細菌芽孢噬菌體或病毒干熱滅菌12-1010001濕熱滅菌12-1031051-5苯酚11-2110930甲醛12-102502紫外線15-1002-55-10說說芽孢或孢子的熱阻要比營養(yǎng)細胞的熱阻大的原因？第13頁，共76頁。13芽孢或孢子的熱阻要比生長期營養(yǎng)細胞的熱阻大得多，這是由于芽孢或孢子內吡啶二羧酸含量對熱阻的增加有關。另外，芽孢子中蛋白質含水量較營養(yǎng)細胞低（特別是游離水

8、分少），也是芽孢耐熱強的一個原因。圖FS7954芽孢桿菌的芽孢在不同溫度下的死亡情況。 10t (min)N/N010-110-210-310-4510152025121116110108105嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢在不同溫度下的死亡曲線第14頁，共76頁。14微生物的熱死規(guī)律和影響滅菌的因素 在發(fā)酵工業(yè)中，對培養(yǎng)基和發(fā)酵設備的滅菌，廣泛使用濕熱滅菌法。工廠里，蒸汽比較容易獲得，控制操作條件方便，是一種簡單而又價廉、有效的滅菌方法。用濕熱滅菌的方法處理培養(yǎng)基，其加熱受熱時間與滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞都有關系。營養(yǎng)成分的減少將影響菌種的培養(yǎng)和產(chǎn)物的生成，所以滅菌程度和營養(yǎng)成分的破壞成為滅菌工作中的

9、主要矛盾，恰當掌握加熱受熱時間是滅菌工作的關鍵。受熱時間如何確定？第15頁，共76頁。151、 微生物的死亡速率：對數(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的一些重要蛋白質，如酶等，發(fā)生凝固、變性，從而導致微生物無法生存而死亡。微生物受熱而喪失活力，但其物理性質不變。 第16頁，共76頁。16 在一定溫度下，微生物的受熱死亡遵照分子反應速度理論。在滅菌過程中，微生物的死亡速率與任一瞬時殘存的活菌數(shù)成正比,對數(shù)殘留定律.數(shù)學表達式：- dN/d = NN ：培養(yǎng)基中活的微生物個數(shù)； ：時間（s）; ：比死亡速率（s-1） (死亡速率常數(shù))dN/d ： 微生物的瞬間變化率，即死亡

10、速率第17頁，共76頁。17 若開始滅菌（ = 0）時，培養(yǎng)基中活的微生物數(shù)為N0 =( 2.303 logN0/N )/- dN/d = NlnN/N0 = - 積分2.303logN0/N = or第18頁，共76頁。18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0.03 s-1 ，請問哪一種微生物更耐熱?上式是計算滅菌的基本公式，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)。10t (min)N/N0大腸桿菌在不同溫度下的死亡曲線10-110-210-310-424681

11、060585654 = (2.303 logN0/N) / 第19頁，共76頁。19可見滅菌時間取決于污染程度(N0)、滅菌程度（殘留菌數(shù)N）和值在培養(yǎng)基中有各種各樣的微生物，不可能逐一加以考慮。一般只考慮芽孢細菌和細菌的芽孢數(shù)之和作為計算依據(jù)。滅菌程度，即殘留菌數(shù)，如果要求完全徹底滅菌，即N = 0，則 為，上式無意義，事實上也不可能。一般取N = 0.001，即1000次滅菌中有1 次失敗。 = (2.303 logN0/N) / 第20頁，共76頁。20例：有一發(fā)酵罐內裝40m3培養(yǎng)基，在121溫度下進行實罐滅菌。原污染程度為每1mL有2*105個耐熱細菌芽孢，121度時滅菌速度常數(shù)為1

12、.8min-1。求滅菌失敗機率為0.001時所需要的滅菌時間。 解： N0=40 106 2 105=8 1012（個） Ns=0.001（個） K= 1.8min-1第21頁，共76頁。21連續(xù)滅菌（連消） 連續(xù)滅菌的滅菌時間，仍可用滅菌公式計算，但培養(yǎng)基中的含菌數(shù)，應改為每單位體積(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mL ;cs單位體積培養(yǎng)基滅菌后的含菌數(shù)，個mL。第22頁，共76頁。22【例】若將上例中的培養(yǎng)基采用連續(xù)滅菌，滅菌溫度為131，此溫度下滅菌速率常數(shù)為15min-1，求滅菌所需的維持時間。解第23頁，共76頁。232、滅菌的

13、溫度和時間 上面說過，當培養(yǎng)基被加熱滅菌時，常會出現(xiàn)這樣的矛盾，這就是，加熱時，微生物固然會被殺死，但培養(yǎng)基中的有用成分也會隨之遭到破壞，那么有何良策可以既達到滅菌要求，同時又不破壞或盡可能少破壞培養(yǎng)基中的有用成分呢？ 實踐證明，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數(shù)量被破壞。因此，必須選擇一個既能滿足滅菌需要，又可使培養(yǎng)基的破壞盡可能養(yǎng)活的滅菌工藝條件。 第24頁，共76頁。24 微生物的受熱死亡屬于單分子反應，其滅菌速率常數(shù)K與溫度之間的關系可用阿累尼烏斯公式表示：K滅菌速

14、度常數(shù)（s-1），也稱反應速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù). = A eR TEA 比例常數(shù)；E 殺死細菌所需的活化能，(E) （4.18 J/mol）;T 絕對溫度，(K)R 氣體常數(shù)，1.9784.18 J/(molK)e 2.71 (exp)第25頁，共76頁。25= A eR TEA 比例常數(shù)；E 分解活化能，(E) （4.18 J/mol）;T 絕對溫度，(K)R 氣體常數(shù)，1.9784.18 J/(molK)e 2.71 (exp)滅菌時，培養(yǎng)基成分分解速率常數(shù)K與溫度之間的關系也可用阿累尼烏斯公式表示：第26頁，共76頁。261= A eR T1E2= A eER T2相除取對數(shù)ln21

15、= E 1 1R T1 T2 在滅菌時，當溫度變化，菌死亡速率常數(shù)和培養(yǎng)基成分破壞速率常數(shù)都變化。溫度由T1升高到T2，值分別為：同樣，滅菌時培養(yǎng)基成分的破壞也可得類似關系：ln2 1 = R T1 T2E 1 1第27頁，共76頁。27ln(2 /1)ln(2 /1)EE上面兩式相除，得第28頁，共76頁。28名稱E (J/mol)葉酸泛酸維生素B12維生素B1嗜熱脂肪芽孢桿菌枯草桿菌肉毒梭菌70.387.996.792.1283318343第29頁，共76頁。29通過實驗測定可知： 滅菌時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： 結論1：當滅菌溫度上升時，微生物殺死速率的提高

16、要超過培養(yǎng)基成分的破壞速率的增加。 第30頁，共76頁。30從上述的分析可知，在熱滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進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，可選擇合適的滅菌溫度和時間來調和二者之間的矛盾。 滅菌溫度滅菌時間（分）營養(yǎng)成分破壞量%10040099.31103667.01151550.0120427.01300.58.01450.082.01500.011.0 再看表滅菌溫度、時間與營養(yǎng)成分破壞量的關系（N/No=0.001） 據(jù)測定，每升高10時一般化學反應的反應速率的增加倍數(shù)是1.5-2.0，而殺死芽孢為5

17、-10，殺死微生物細胞為35左右。 第31頁，共76頁。31 由此可見，若要減少營養(yǎng)成分的破壞，可升高溫度滅菌。結論2：在滅菌時選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質的損失。 問題滅菌要達到殺死99.99%的細菌芽孢，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)實踐都可證明，在滅菌過程中，同時會發(fā)生微生物死亡和培養(yǎng)基破壞這兩種過程，且這兩種過程的進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，對于同一滅菌效果，選擇較高的溫度、較短的時間，這樣便既可達到

18、需要的滅菌程度，同時又可減少營養(yǎng)物質的損失。 第32頁，共76頁。323、影響滅菌的因素培養(yǎng)基中氫離子濃度對滅菌的影響 培養(yǎng)基中氫離子濃度直接影響滅菌的效果。培養(yǎng)基的 酸堿度越大，所需殺滅微生物的溫度越低。溫度/孢子數(shù)/（個/ml）滅菌時間/minpH值6.1pH值5.3pH值5.0pH值4.7pH值4.5120100008753311510000252512131311010000706535302410010000740720180150150pH ，微生物最耐熱；pH ，氫離子易滲入微生物細胞內，從而改變細胞的生理反應，促使其死亡。所以，培養(yǎng)基pH值愈低，滅菌所需的時間愈短。第33頁，共

19、76頁。33微生物細胞中水分對滅菌的影響細胞含水越多，蛋白質變性的溫度越低微生物細胞菌齡對滅菌的影響老細胞水分含量低、低齡細胞水分含量高培養(yǎng)基的物理狀態(tài)對滅菌的影響培養(yǎng)基中微生物數(shù)量對滅菌的影響第34頁，共76頁。34 為什么說培養(yǎng)基中脂肪、糖分和蛋白質的含量越 高，滅菌溫度就得相應高些 ？問題問題 滅菌的徹底與否應以殺死營養(yǎng)細胞為準還是殺死細菌孢為標準，為什么？ 環(huán)境耐熱性大腸桿菌水6065便死亡10糖液70，46min30糖液70，30min答：培養(yǎng)液中油脂、糖類及一定濃度的蛋白質會增加微生物的耐熱性，高濃度有機物會包于細胞周圍形成一層薄膜，影響熱的傳遞；因此，在固形物含量高的情況下，滅菌

20、溫度可高些。高濃度鹽類、色素能削減其耐熱性 。第35頁，共76頁。35答：泡沫中的空氣形成隔熱層,使傳熱困難，熱難穿透過去殺滅微生物。因而有時需要在培養(yǎng)基中加入消泡沫劑以減少泡沫的產(chǎn)生，或適當提高滅菌溫度，延長滅菌時間。問題 在滅菌過程中，為什么說培養(yǎng)基發(fā)生泡沫對滅菌很不利？ 液膜空氣空氣第36頁，共76頁。36問題答：蒸汽滅菌過程中，溫度的控制是通過控制罐內的蒸汽壓力來實現(xiàn)。壓力表顯示的壓力應與罐內蒸汽壓力相對應，即壓力表的壓力所對應的溫度應是罐內的實際溫度。但是如果罐內空氣排除不完全，壓力表所顯示的壓力就不單是罐內蒸汽壓力，還包括了空氣分壓，因此，此時罐內的實際溫度就低于壓力表顯示壓力所對

21、應的溫度，以致造成滅菌溫度不夠而滅菌不徹底在滅菌過程中，為什么要排除罐內空氣？蒸汽壓力與溫度的關系 蒸汽壓力(atm)相應的溫度（）空氣完全驅除程度罐內實際溫度（）0.3107.7完全驅除121.60.7115.5驅除2/3115.01.0121.6驅除1/2112.01.3126.6驅除1/3109.01.5130.5全未驅除100.0第37頁，共76頁。37 培養(yǎng)基的PH值越低，滅菌所需的時間就愈短。（ ）問題判斷 在實際生產(chǎn)中，不宜采用嚴重霉腐的腐敗的水質，是因為其微生物數(shù)量多，影響滅菌效果。（ ） 微生物含水量越多，滅菌時間就得越長。（ ） 年輕細胞比年老細胞更易殺死。（ ） 在滅菌過

22、程中，充分攪拌更有利于滅菌。（ ）第38頁，共76頁。38二生產(chǎn)上培養(yǎng)基的滅菌方法（一）分批滅菌概念：先將輸料管內的污水放凈并沖洗干凈將配制好的培養(yǎng)基輸入發(fā)酵罐、種子罐或補料罐，用蒸汽直接加熱，達到滅菌要求的溫度和壓力后維持一定時間，再冷卻至發(fā)酵要求的溫度，這一工藝過程稱分批滅菌（實罐滅菌）優(yōu)點：設備要求低，操作簡便缺點：營養(yǎng)成份有損失罐利用率低不能采用高溫快速滅菌工藝第39頁，共76頁。39操作1、在進行培養(yǎng)基滅菌之前，通常應先把發(fā)酵罐的分空氣過濾器滅菌并用無菌空氣吹干。若已先行空罐滅菌，此步可不進行2、預熱 向夾套或蛇管中通入蒸汽，間接將培養(yǎng)基加熱至70左右。作 用： 利于糊化；減少冷凝水

23、的生成；減輕噪音第40頁，共76頁。403、開啟蒸汽管，向培養(yǎng)基中通入蒸汽，升溫。4、罐壓達1kg/cm2 ( 0.1 MPa)時，按裝在發(fā)酵罐封頭的接種管、補料管、消泡劑管等應排汽。5、保溫 調節(jié)好各進汽和排汽閥門，使罐壓和溫度保持在一穩(wěn)定水平，維持一定時間。 在保溫階段，凡進口在培養(yǎng)基液面下的各管道都應通入蒸汽；在液面上的其余管道則應排放蒸汽，這樣才能保證滅菌徹底，不留死角。第41頁，共76頁。416、保溫結束后，依次關閉各排汽、進汽閥；待罐內壓力降至0.5kg/cm2左右時，向罐內通入無菌空氣，向夾套或蛇管中通入冷水，使培養(yǎng)基降至所需溫度。通入無菌空氣的作用：加速降溫；保持罐內正壓第42

24、頁，共76頁。42事故2002年9月5日衡陽市某啤酒廠釀造車間一臺容積100m3的不銹鋼發(fā)酵糖在清洗過程中發(fā)生收縮變形而吸癟，造成直接經(jīng)濟損失22萬元的重大設備事故。第43頁，共76頁。4350m3發(fā)酵罐失穩(wěn)事故分析1事故情況 1998年安陽市某化工廠車間一臺50m3發(fā)酵罐在空罐消毒后水冷卻過程中突然失穩(wěn)。無傷亡事故，直接經(jīng)濟損失20余萬元。2事故原因分析 現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，該罐進汽口和出汽門閥門關閉。冷卻水閥門敞開。這說明，失穩(wěn)是在冷卻過程中發(fā)生的。 許用壓力計算 100以下罐體就會承受外壓。外壓值等于大氣壓與水的飽和蒸汽壓之差。70以下水的飽和蒸汽壓與罐內負壓值見附表。 實測筒體許用外壓力0.

25、0832MPa。 比較上表不難看出，當罐內溫度降到60 以下后，罐體失穩(wěn)隨時都有可能發(fā)生。第44頁，共76頁。443、分批滅菌的注意事項1）各路蒸汽進口要暢通，防止短路逆流；罐內液體翻動要劇烈，以使罐內物料達到均一的滅菌溫度。2）排氣量不宜過大，以節(jié)約蒸汽3）滅菌將要結束時，應立即引入無菌空氣以保持罐壓，然后開夾套或蛇管冷卻，以避免罐壓迅速下降產(chǎn)生負壓而吸入外界空氣，或引起發(fā)酵罐破壞。4）在引入無菌空氣前，罐內壓力必須低于過濾器壓力，否則培養(yǎng)基將倒流入過濾器。第45頁，共76頁。45過程包括：升溫、保溫和冷卻等三個階段。各階段對滅菌的貢獻：20%、75%、5%024016012080時間（mi

26、n)50100150溫度升溫冷卻保溫圖為培養(yǎng)基間歇滅菌過程中的溫度變化情況第46頁，共76頁。46V = V加熱 + V維持 + V冷卻 RT2 (E 2RT)V 加熱 = t 加熱 (T-T0)E2 RT2 (E 2RT)V 冷卻 = t 冷卻 (T-T0)E2第47頁，共76頁。47R ：氣體常數(shù)；= 1. 986 卡/克分子KE ：耐熱孢子致死的活化能；= 65000 卡/克分子T：滅菌維持溫度； 121 （393 K）T0：開始計算滅菌效果的溫度；100 （373 K）第48頁，共76頁。48例 1）小型發(fā)酵罐在120滅菌維持15分鐘，由100 （100以下滅菌效果不計）加熱至120的

27、時間為5分鐘，由120冷卻到100的時間為3分鐘，計算總的滅菌時間。 1.9863932(65000 21.986 393)V加熱 = 5 = 1.15 (393-373) 650002 RT2 (E 2RT)V 加熱 = t 加熱 (T-T0)E2第49頁，共76頁。49 1.9863932(65000 21.986 393)V冷卻 = 3 = 0. 69 (393-373) 650002V = V加熱 + V維持 + V冷卻 = 1.15 + 15 + 0.69 = 16.6 (min) RT2 (E 2RT)V 冷卻 = t 冷卻 (T-T0)E2第50頁，共76頁。50例 ）如果滅菌條

28、件不變，大罐由100加熱到120需24分鐘；冷卻至100的時間為16分鐘；求大罐的維持時間。 1.9863932(65000 1.986 393)V加熱 V冷卻 = （ ） (393-373) 650002.min則大罐維持時間V維持 = V（V加熱V冷卻）16.6 9.2 = 7.4 min第51頁，共76頁。51在不同規(guī)模的發(fā)酵罐中達到同樣滅菌效果所需時間發(fā)酵罐規(guī)模（升） 維持時間（分） 200 17. 5 500 12. 6 5000 11. 3 50000 8. 8第52頁，共76頁。52 在實際生產(chǎn)中，也可能遇到所供蒸汽不足、溫度不夠高的情況，這時可以適當延長滅菌時間。 生產(chǎn)上甚至有

29、100蒸煮而達到徹底滅菌的實例。如要做固體曲而沒有高溫蒸汽時，可將原料用100蒸汽蒸30min，殺死其中的營養(yǎng)細胞，但孢子與細菌的芽孢沒有被殺死。將蒸過的原料置于室溫下過夜，未被殺死的孢子便發(fā)芽生長，芽孢發(fā)育成營養(yǎng)細胞，再30min便可殺死。如此連續(xù)反復進行2-3次，亦可達到徹底滅菌的目的。 從以上分析可知，滅菌過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。此外，還應指出的是，應當避免長時間的加熱階段，因為加熱時間過長，不僅破壞營養(yǎng)物質，而且也有可能引起培養(yǎng)液中某些有害物質的生成，從而影響培養(yǎng)過程的順利進行。 第53頁，共76頁。53問題 在實際生產(chǎn)中，如果遇

30、到所供蒸汽不足，如何有用100蒸煮而達到徹底滅菌？家用土蒸鍋對食用菌三級種進行滅菌？第54頁，共76頁。54(二)、培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌將配置好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐等培養(yǎng)裝置輸送的同時進行加熱、保溫、和冷卻而進行滅菌。連續(xù)滅菌可在短時間內加熱到保溫的溫度，并且能很快地冷卻，因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進行滅菌，有利于減少營養(yǎng)物質的損失。培養(yǎng)基連續(xù)滅菌過程中的溫度的變化第55頁，共76頁。55配料罐將培養(yǎng)基預熱60-70，防止培養(yǎng)基在殺菌時料液與蒸汽溫度相差過大而產(chǎn)生水汽撞擊聲。連消塔（加熱塔）使培養(yǎng)基迅速（20 s)升溫（126-132 ）。維持罐：使培養(yǎng)基溫度保持在滅菌溫度下一段時間。2-7mi

31、n.冷卻管：將培養(yǎng)基迅速冷卻到40-50 ，輸送到滅菌后的發(fā)酵罐內1、連消塔式滅菌流程第56頁，共76頁。56、預熱可在專門的預熱罐，也可用配料罐兼作溫 度：一般預熱至70左右預熱的物料用泵泵入連消裝置輸料泵： 常用 旋渦泵、往復泵、螺桿泵第57頁，共76頁。57旋渦泵往復泵螺桿泵第58頁，共76頁。58、加熱物料泵入加熱器，培養(yǎng)基與蒸汽混合，溫度迅速上升至130140常用連消裝置有三類： 套管式連消器汽液混合式連消器噴射式加熱器第59頁，共76頁。59套管式連消塔上疏下密，45小孔，孔徑6毫米左右培養(yǎng)液流動線速度小于0.1m/s ; 在管內逗留時間為1520秒第60頁，共76頁。60 汽液混

32、合式連消器第61頁，共76頁。611 噴嘴 2 吸入口 3 吸入室 4混合噴嘴 5 混合段 6擴大管噴射加熱器第62頁，共76頁。62、保溫保溫設備 （維持設備） 保溫材料包裹兩種形式：罐式；管式 第63頁，共76頁。63維持罐第64頁，共76頁。64培養(yǎng)基的平均停留時間 = V / FM-平均停留時間 （s）V- 維持罐的體積 （ m3）FM - 培養(yǎng)基的流量 （m3/s）第65頁，共76頁。65Note: 培養(yǎng)基在維持罐的流動不可能非常均勻，可能產(chǎn)生溝流，造成一部分培養(yǎng)基在罐內的停留時間少于平均值。為保證滅菌徹底，在設計罐式維持器時，通常取平均停留時間的35倍。經(jīng)驗： 在滅菌溫度為130時，實際平均時間可取10分鐘；在140時則可取34分鐘。第66頁，共76頁。66、冷卻噴淋冷卻器板式冷卻器真空冷卻器第67頁，共76頁。67噴淋冷卻器結構簡單；廣泛使用第68頁，共76頁。68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，從而在短時間內可將培養(yǎng)液急速升溫至預定的滅菌溫度然后在該溫度下維持一段時間滅菌，滅菌后的培養(yǎng)基通過一膨脹閥進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)基受熱時間短，營養(yǎng)物質的損失也就不很嚴重，同時該流程保證