第八章培養(yǎng)基滅菌及發(fā)酵設(shè)備一培養(yǎng)基滅菌及滅菌設(shè)備培養(yǎng)基滅菌的目的：保證所選用的培養(yǎng)基沒有受到其它雜菌的污染染菌產(chǎn)生的不良后果？滅菌的方法有：化學(xué)藥劑滅菌、射線滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌、過濾除菌培養(yǎng)基的滅菌方式：1.濕熱滅菌：2.過濾除菌3.微波滅菌1.濕熱滅菌法是利用水蒸氣的熱量將物品滅菌。水蒸氣具有穿透能力強(qiáng)，易于傳導(dǎo)熱量的優(yōu)點(diǎn)。濕熱更容易將微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)的氫鍵打斷，使其發(fā)生變性凝固。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、快速不同微生物菌株，所需濕熱滅菌的溫度和時(shí)間不一樣。多數(shù)細(xì)菌和真菌營(yíng)養(yǎng)體在60℃左右，5-10min死亡；真菌和酵母菌的孢子，80℃以上才會(huì)死亡；嗜熱脂肪芽孢桿菌的芽孢在121℃,12min才能死亡常見的濕熱滅菌有以下幾種：1）常規(guī)加壓滅菌法因無(wú)法了解待滅菌培養(yǎng)基中微生物的熱致死特性，常假設(shè)雜菌是嗜熱脂肪芽孢桿菌的芽孢；滅菌工藝是0.1MPa，維持15-30min(滅菌是靠溫度）2）連續(xù)滅菌法3）巴斯德消毒法一般60-80℃,15s-30min;現(xiàn)在超高溫巴斯德滅菌法，140℃,3-4s，急劇冷卻至75℃4）間歇滅菌法：80-100℃,15-60min,室溫過夜，重復(fù)三次2.過濾除菌法含有酶、血清、維生素、氨基酸等容易熱失活的培養(yǎng)基，可以采用此法。過濾介質(zhì)有膜材料：醋酸纖維素、硝酸纖維素、聚醚砜、尼龍、聚丙烯腈等深層過濾材料：石棉板、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)金屬等過濾器主要有兩類：絕對(duì)過濾器：過濾介質(zhì)呈膜狀，濾孔比要除去的顆粒直徑小，理論上可以完全除去微生物。去除機(jī)制為攔截作用。另一類是深層過濾器：空隙的直徑比要除去顆粒的直徑大，由氈毛、棉花、石棉和玻璃纖維組成。工作機(jī)制是通過慣性碰撞、擴(kuò)散和吸附作用除菌。過濾介質(zhì)有兩類：一類是棉花纖維、玻璃纖維、合成纖維和顆粒狀活性炭等，要填充在一定的容器中定形；一類是已制成板狀或管狀，如石棉板和燒結(jié)材料等。實(shí)驗(yàn)室常用的濾器孔徑是0.45微米和0.22微米。3.微波滅菌法主要是利用微波（300MHz~3000GHz的電磁波，是無(wú)線電波中一個(gè)有限頻帶的簡(jiǎn)稱，即波長(zhǎng)在0.1毫米~1米之間的電磁波）的熱效應(yīng)微生物在微波電磁場(chǎng)的作用下，吸收微波的能量，產(chǎn)生熱效應(yīng)，同時(shí)微波造成分子的加速運(yùn)動(dòng)使細(xì)胞內(nèi)部受到損害，從而導(dǎo)致微生物死亡。特點(diǎn)：加熱均勻、熱能利用率高，穿透能力強(qiáng)，加熱時(shí)間短。主要內(nèi)容一、空罐滅菌二、滅菌有關(guān)理論三、分批滅菌四、連續(xù)滅菌一、空罐滅菌1、目的：

1）消除罐內(nèi)死角，確保下一批發(fā)酵的成功

2）殺滅與罐直接相通的各管路、閥門的微生物

3）殺滅上批發(fā)酵的活的微生物，減輕環(huán)境污染

2、步驟：

（熱蒸汽法）1）先徹底清洗作用：a）有利于消除死角

b）免于料受熱（尤其是干熱的部位）干焦于罐體、管或閥門2）從底部通入蒸汽3）排冷氣4）升壓

打開各個(gè)需滅菌的管路、放氣閥等（如接種管、取樣管、空氣進(jìn)管、流量計(jì)等）5）保壓通常1kg/cm2,30～60min6)降溫關(guān)閉各放氣氣閥，切斷斷汽源，慢慢慢放氣；；或自然冷卻卻，或泵循循環(huán)水加速速冷卻Notes:a）確保無(wú)死死角產(chǎn)生b）也可采用用甲醛蒸煮煮或熏蒸的的方法c）勿勿激激碎碎視視鏡鏡二、、培培養(yǎng)養(yǎng)基基滅滅菌菌的的有有關(guān)關(guān)理理論論一））加加熱熱滅滅菌菌原原理理1、微微生生物物的的熱熱阻阻每一一種種微微生生物物都都有有一一定定的的生生長(zhǎng)長(zhǎng)溫溫度度范范圍圍；；當(dāng)微微生生物物處處在在最最低低生生長(zhǎng)長(zhǎng)溫溫度度以以下下，，代代謝謝作作用用幾幾乎乎停停止止，，而而處處于于休休眠眠狀狀態(tài)態(tài)；；當(dāng)當(dāng)溫溫度度超超過過最最高高限限度度時(shí)時(shí)，，細(xì)細(xì)胞胞中中原原生生質(zhì)質(zhì)體體和和酶酶的的基基本本成成分分就就發(fā)發(fā)生生不不可可逆逆的的變變性性，，使使微微生生物物死死亡亡。。

微生物相對(duì)熱阻細(xì)菌和酵母的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞1細(xì)菌芽孢3×106

霉菌孢子2-10病毒及噬菌體1-5某些些微微生生物物對(duì)對(duì)濕濕熱熱的的相相對(duì)對(duì)熱熱阻阻（與與大大腸腸桿桿菌菌比比較較））不同同種種類類微微生生物物對(duì)對(duì)熱熱的的抵抵抗抗力力不不同同。。微生生物物對(duì)對(duì)熱熱的的抵抵抗抗力力稱稱為為熱阻阻（heatresistance）。下面面介介紹紹與與熱熱阻阻相相關(guān)關(guān)的的幾幾個(gè)個(gè)概概念念1）致致死死溫溫度度（（Deathtemperature）———?dú)⑺浪牢⑽⑸镂锏牡臉O極限限溫溫度度稱稱為為致致死死溫溫度度。。2）熱熱力力致致死死時(shí)時(shí)間間(ThermalDeathTime;TDT)———在特特定定條條件件、、特特定定溫溫度度下下，，殺殺死死某某種種微微生生物物所所需需的的最最短短時(shí)時(shí)間間。。e.g傷寒寒桿桿菌菌58℃℃30min變形形桿桿菌菌55℃℃60min3）D值------利用用一一定定溫溫度度進(jìn)進(jìn)行行加加熱熱,90%的活活菌菌被被殺殺死死時(shí)時(shí)所所需需的的時(shí)時(shí)間間(min)即為為D值。。又又稱稱1/10衰減減時(shí)時(shí)間間。。DD=10min0102030405060加熱熱時(shí)時(shí)間間(min)10510410310210106殘存存活活細(xì)細(xì)胞胞數(shù)數(shù)殘存存活活細(xì)細(xì)胞胞曲曲線線例：：含有有某某種種細(xì)細(xì)菌菌的的懸懸液液，，含含菌菌數(shù)數(shù)為為105/ml,在100℃℃（212°°F）的的水水浴浴溫溫度度中中，，活活菌菌數(shù)數(shù)降降低低到到104/ml時(shí)所所需需的的時(shí)時(shí)間間為為10min,則該該菌菌的的D值即即為為10min。D100=10min如果果加加熱熱的的溫溫度度為為121℃℃，則則常常寫寫成成Dr4）Z值———在加加熱熱致致死死時(shí)時(shí)間間曲曲線線中中，，加加熱熱時(shí)時(shí)間間縮縮短短90%所需需升升高高的的溫溫度度，，即即為為Z值。。10011510010加熱熱時(shí)時(shí)間間（（min)加熱熱溫溫度度（（℃℃））加熱熱致致死死時(shí)時(shí)間間曲曲線線ZZ=152、微微生生物物的的熱熱死死規(guī)規(guī)律律———對(duì)數(shù)數(shù)殘殘留留定定律律

微生生物物的的熱熱死死是是指指微微生生物物的的受受熱熱失失活活，，但但物物理理性性質(zhì)質(zhì)不不變變。。

微生生物物雖雖然然是是一一復(fù)復(fù)雜雜的的高高分分子子體體系系，，但但受受熱熱死死亡亡是是由由于于蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)變變性性所所致致。。

在一一定定溫溫度度下下，，微微生生物物熱熱死死遵遵循循分分子子反反應(yīng)應(yīng)速速度度理理論論。。對(duì)數(shù)數(shù)殘殘留留定定律律的的概概念念：：數(shù)學(xué)學(xué)表表達(dá)達(dá)式式：：-dN/d=NN————培養(yǎng)養(yǎng)基基中中活活的的微微生生物物個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)；；———時(shí)間間（（s）;———比死死亡亡速速率率（s-1）(死亡亡速速率率常常數(shù)數(shù))dN/d————微生生物物的的瞬瞬間間變變化化率率，，即即死死亡亡速速率率———對(duì)微微生生物物進(jìn)進(jìn)行行濕濕熱熱滅滅菌菌時(shí)時(shí)，，培培養(yǎng)養(yǎng)基基中中的的微微生生物物受受熱熱死死亡亡的的速速率率與與殘殘存存的的微微生生物物數(shù)數(shù)量量成成正正比比，，這這就就是是對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)殘殘留留定定律律。。若開開始始滅滅菌菌（（=0）時(shí)時(shí)，，培培養(yǎng)養(yǎng)基基中中活活的的微微生生物物數(shù)數(shù)為為N0=2.303logN0/N/-dN/d=NlnN/N0=-積分分2.303logN0/N=or=2.303lgN0/N/可見見滅滅菌菌時(shí)時(shí)間間取取決決于于污污染染程程度度(N0)、滅滅菌菌程程度度（（殘殘留留菌菌數(shù)數(shù)N）和和值◆在培培養(yǎng)養(yǎng)基基中中有有各各種種各各樣樣的的微微生生物物，，不不可可能能逐逐一一加加以以考考慮慮。。一般只考慮芽芽孢細(xì)菌和細(xì)細(xì)菌的芽孢數(shù)數(shù)之和作為計(jì)計(jì)算依據(jù)。◆滅菌程度，即即殘留菌數(shù)，，如果要求完完全徹底滅菌菌，即N=0，則為∞，上上式無(wú)意義，，事實(shí)上也不不可能。一般取N=0.001，即1000次滅菌中有1次失敗。例：有一發(fā)酵罐內(nèi)內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在121℃溫度下進(jìn)行實(shí)實(shí)罐滅菌。原原污染程度為為每ml有2×105個(gè)耐熱細(xì)菌芽芽孢，121℃時(shí)滅菌速度常常數(shù)為1.8min－1。求滅菌失敗敗幾率為0.001時(shí)所需的滅菌菌時(shí)間。解：N0=40×106×2×105=8×1012(個(gè))N=0.001;=1.8(min－1)

=2.303lgN0N=2.3031.8lg(8×1015)=20.34(min)3、死亡速率常常數(shù)（比死亡速率率）◆死亡速率常常數(shù)是微生物物耐熱性的一一種特征，它它隨微生物種種類和滅菌溫溫度而異。◆相同溫度下，，值越小，，則此微生物物越耐熱。在121℃，細(xì)菌芽孢孢的值約為為1min-1,而營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的的值為10-1010min-1。細(xì)菌芽孢名稱值min-1枯草芽孢桿菌FS5230硬脂嗜熱芽孢桿菌FS1518硬脂嗜熱芽孢桿菌FS617產(chǎn)氣梭狀芽孢桿菌PA36793.8-2.60.772.91.8121℃某些細(xì)菌芽孢孢的值4、培養(yǎng)基滅菌菌溫度的選擇擇◆培養(yǎng)基滅菌過過程中，除微微生物被殺死死外，還伴隨隨著培養(yǎng)基成成分被破壞，，在加熱下氨氨基酸、維生生素等受破壞壞。◆培養(yǎng)基滅菌時(shí)時(shí)，必須選擇擇既能達(dá)到滅滅菌目的，又又能使培養(yǎng)基基成分破壞減減至最少的條條件?！魷缇^程微生生物死亡屬于于一級(jí)反應(yīng)動(dòng)動(dòng)力學(xué)類型（（從對(duì)數(shù)殘留留定律表達(dá)式式可知）?！粼谄渌鼦l件不不變時(shí)，比死死亡速率與溫度的關(guān)系系可用阿侖尼尼烏斯方程式式表示。SvanteAugustArrheniuswasaSwedishphysicalchemistbestknownforhistheorythatelectrolytes,certainsubstancesthatdissolveinwatertoyieldasolutionthatconductselectricity,areseparated,ordissociated,intoelectricallychargedparticles,orions,evenwhenthereisnocurrentflowingthroughthesolution.In1903hewasawardedtheNobelPrizeforChemistry.=AeRTE－—ArrheniusequationA—比例常數(shù)；E—?dú)⑺兰?xì)菌所需需的活化能，，(E)（×4.18J/mol）;T—絕對(duì)溫度，(K)R—?dú)怏w常數(shù)，[1.978×4.18J/(mol·K)]e—2.71(exp)=AeRTE－—lg=————+lgA－E2.303RT以lg對(duì)1/T作圖，得一直直線，其斜率率為-E/2.303R，截距為lgA，從斜率和截截距科求得A和E值。1/Tlg截距=lgA斜率=－E/2.303R培養(yǎng)基成分受受熱破壞是化化學(xué)分解反應(yīng)應(yīng)，為一級(jí)動(dòng)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)：：-dC/d=′′CC—對(duì)熱不穩(wěn)定物物質(zhì)的濃度,(mol/L);′—分解速率常數(shù)數(shù)（s－1）；—分解反應(yīng)時(shí)間間（s）′隨反應(yīng)物質(zhì)種種類和溫度不不同在化學(xué)反應(yīng)中中，其他條件件不變，′和溫度的關(guān)系系也可用阿侖尼烏斯方方程表示：′=A′eRTE′－—A′—比例常數(shù)；E′—分解活化能，，(E′)（×4.18J/mol）;T—絕對(duì)溫度，(K)R—?dú)怏w常數(shù)，[1.978×4.18J/(mol·K)]e—2.71(exp)1=AeRT1E－—2=Ae－—ERT2相除取對(duì)數(shù)ln21=E11RT1T2－〔〕〕在滅菌時(shí)，當(dāng)當(dāng)溫度變化，，菌死亡速率率常數(shù)和培養(yǎng)基成成分破壞速率率常數(shù)′都變化。溫度由T1升高到T2，值分別為為：同樣，滅菌時(shí)時(shí)培養(yǎng)基成分分的破壞也可可得類似關(guān)系系：ln2′1′=〔〕〕RT1T2E′11ln(2/1)ln(2′/1′)＝EE′上面兩式相除除，得由于滅菌的E大于培養(yǎng)基成成分分解的E′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因此ln2/1＞ln2′/1′即隨著溫度的的上升，滅菌菌的速度常數(shù)數(shù)的增加倍數(shù)數(shù)大于培養(yǎng)基基成分破壞的的增加倍數(shù)。?；蛘哒f，當(dāng)當(dāng)滅菌溫度上上升時(shí)，微生生物殺滅速度度的上升超過過培養(yǎng)基成分分破壞的速度度。根據(jù)這一理論論，培養(yǎng)基滅菌采采用高溫短時(shí)時(shí)間的方法，有利利于減少營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)成分的破壞壞。

滅菌溫度/℃滅菌時(shí)間/min維生素B1破壞量/%10040099.3110366711515501204271300.581450.0821500.01＜1二）影響培養(yǎng)養(yǎng)基滅菌的主主要因素1、微生物熱阻阻（前述）2、pH◆微生物在pH6.0～8.0范圍內(nèi)耐熱性性最大◆pH低于6.0時(shí)，氫離子極極易滲入微生生物細(xì)胞，從從而改變細(xì)胞胞的生理反應(yīng)應(yīng)而促進(jìn)其死死亡，故培養(yǎng)養(yǎng)基酸度愈高高，則所需的的殺菌時(shí)間愈愈短。影響培養(yǎng)基滅滅菌的主要因因素（continued）溫度孢孢子數(shù)數(shù)滅滅菌時(shí)時(shí)間(min)(℃)(個(gè)/ml)pH=6.15.35.04.74.5120100008753311510000252516131311010000706535302410010000740720180150150pH對(duì)滅菌時(shí)間的的影響影響培養(yǎng)基滅滅菌的主要因因素（continued）3、菌的濃度濃度越高，所所需滅菌時(shí)間間越長(zhǎng)例如：如肉肉毒梭狀芽孢孢桿菌，在105℃濕熱滅菌時(shí)間間芽孢桿菌數(shù)/ml時(shí)間(min)9×108489×106369×104209×1021492影響培養(yǎng)基滅滅菌的主要因因素（continued）4、培養(yǎng)基成成分◆油脂、糖類及及一定濃度的的蛋白質(zhì)會(huì)增增加微生物的的耐熱性因高濃度有機(jī)機(jī)物會(huì)環(huán)繞細(xì)細(xì)菌的四周形形成一層薄膜膜，影響熱的的傳入?！舳邼舛鹊柠}鹽類、色素等等則削弱其抗抗性影響培養(yǎng)基滅滅菌的主要因因素（continued）5、泡沫泡沫中的空氣氣形成隔熱層層，使熱量難難以滲透進(jìn)去去殺死其中潛潛伏的微生物物；易產(chǎn)生泡沫的的培養(yǎng)基在滅滅菌時(shí)，可加加入少量消泡泡劑。6、顆粒顆粒小，滅菌菌容易，顆粒粒大，滅菌難難。影響培養(yǎng)基滅滅菌的主要因因素（continued）三、分批滅菌菌（實(shí)罐滅菌））一）操作1、在進(jìn)行培養(yǎng)基基滅菌之前，，通常應(yīng)先把把發(fā)酵罐的分空氣過濾器器滅菌并用無(wú)無(wú)菌空氣吹干干。若已先行空罐罐滅菌，此步步可不進(jìn)行2、預(yù)熱向夾套或蛇管管中通入蒸汽汽，間接將培培養(yǎng)基加熱至至70℃左右。作用：利于糊化；減減少冷凝水的的生成；減輕輕噪音有的工廠省卻卻此步；需通通過試驗(yàn)掌握握冷凝水的生生成量，確保保培養(yǎng)基的濃濃度。3、開啟蒸汽管管，向培養(yǎng)基基中通入蒸汽汽，升溫。4、罐壓達(dá)1kg/cm2(0.1MPa)時(shí)，安裝在發(fā)發(fā)酵罐封頭的接種管、、補(bǔ)料管、消消泡劑管等應(yīng)應(yīng)排汽。升溫階階段5、保溫調(diào)調(diào)節(jié)好各進(jìn)進(jìn)汽和排汽閥閥門，使罐壓壓和溫度保持在一穩(wěn)定定水平，維持持一定時(shí)間。。在保溫階段，，凡進(jìn)口在培培養(yǎng)基液面下下的各管道都都應(yīng)通入蒸汽汽；在液面上上的其余管道道則應(yīng)排放蒸蒸汽，這樣才才能保證滅菌菌徹底，不留留死角。保溫溫階階段6、保溫結(jié)束后后，依次關(guān)閉閉各排汽、進(jìn)進(jìn)汽閥；待罐罐內(nèi)壓力降至至0.5kg/cm2左右時(shí)，向罐罐內(nèi)通入無(wú)菌菌空氣，向夾夾套或蛇管中中通入冷水，，使培養(yǎng)基降降至所需溫度度。通入無(wú)菌空氣氣的作用：加加速降溫；保保持罐內(nèi)正壓壓降溫溫階階段ABCD升溫保保溫降降溫小型罐升降溫溫快，可忽略略；但大型罐罐不可忽視℃min二）滅菌時(shí)時(shí)間的計(jì)算V=V加熱+V維持+V冷卻RT2(E–2RT)V加熱=——————————·t加熱(T-T0)E2RT2(E–2RT)V冷卻=——————————·t冷卻(T-T0)E2R：氣體常數(shù)；；=1.986[卡/克分子·K]E：耐熱孢子致致死的活化能能；=65000[卡/克分子]T：滅菌維持溫溫度；121℃（393K）T0：開始計(jì)算滅滅菌效果的溫溫度；100℃（373K）例：1）小型發(fā)酵罐罐在120℃滅菌維持15分鐘，由100℃（100℃以下滅菌效果果不計(jì)）加熱熱至120℃的時(shí)間為5分鐘，由120℃冷卻到100℃的時(shí)間為3分鐘，計(jì)算總總的滅菌時(shí)間間。1.986××3932(65000–2××1.986×393)V加熱=———————————————————×5=1.15(393-373)××6500021.986××3932(65000–2××1.986×393)V冷卻=———————————————————×5=0.69(393-373)××650002V=V加熱+V維持+V冷卻=1.15+15+0.69=16.6(min)例２）如果滅菌條件件不變，大罐罐由１００℃℃加熱到１２２０℃需２４４分鐘；冷卻卻至１００℃℃的時(shí)間為１１６.6分鐘；求大罐罐的維持時(shí)間間。1.986××3932(65000–1.986××393)V加熱＋V冷卻=———————————————————×（２４＋１１６）(393-373)××650002＝９.２min則大罐維持時(shí)時(shí)間V維持=V－（V加熱＋V冷卻）＝16.6–9.2=7.4min在不同規(guī)模的的發(fā)酵罐中達(dá)達(dá)到同樣滅菌菌效果所需時(shí)時(shí)間發(fā)酵罐規(guī)模（（升）１１２０℃℃維持時(shí)間（（分）20017.550012.6500011.3500008.8三）分批滅滅菌的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：●不需專門的滅滅菌設(shè)備，投投資少、設(shè)備備簡(jiǎn)單、滅菌菌效果可靠。。●對(duì)蒸汽的要求求較低，一般般3-4kg/cm2即可滿足。缺點(diǎn)：在滅菌過程中中蒸汽用量變變化大，造成成鍋爐負(fù)荷波波動(dòng)大◆中小型罐經(jīng)常常采用四、、培培養(yǎng)養(yǎng)基基的的連連續(xù)續(xù)滅滅菌菌（連連消消））將配配制制好好的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基在在向向發(fā)發(fā)酵酵罐罐輸輸送送的的同同時(shí)時(shí)加加熱熱、、保保溫溫和和冷冷卻卻，，進(jìn)進(jìn)行行滅滅菌菌。。溫度度（（℃℃））時(shí)時(shí)間間（（min)12124.81304.11380.721460.141540.0291630.0061滅菌菌時(shí)時(shí)間間與與溫溫度度的的關(guān)關(guān)系系（（以以殺殺死死細(xì)細(xì)菌菌芽芽孢孢為為準(zhǔn)準(zhǔn)））一））連連續(xù)續(xù)滅滅菌菌流流程程1配料料罐罐3連消消裝裝置置4維持持罐罐6冷卻卻裝裝置置配料料罐罐（（兼兼作作預(yù)預(yù)熱熱））輸料料泵泵連消消塔塔（（器器））維持持罐罐（（管管））冷卻卻器器發(fā)酵酵罐罐連續(xù)續(xù)滅滅菌菌流流程程1、預(yù)預(yù)熱熱可在在專專門門的的預(yù)預(yù)熱熱罐罐，，也也可可用用配配料料罐罐兼兼作作溫度度：：一般般預(yù)預(yù)熱熱至至70℃℃左右右預(yù)熱熱的的物物料料用用泵泵泵泵入入連連消消裝裝置置輸料料泵泵：：常用用旋旋渦渦泵泵、、往往復(fù)復(fù)泵泵、、螺螺桿桿泵泵旋渦渦泵泵往復(fù)復(fù)泵泵螺桿桿泵泵2、加加熱熱常用用連連消消裝裝置置有有三三類類：：套管管式式連連消消器器汽液液混混合合式式連連消消器器噴射射式式加加熱熱器器物料料泵泵入入加加熱熱器器，，培培養(yǎng)養(yǎng)基基與與蒸蒸汽汽混混合合，，溫溫度度迅迅速速上上升升至至130～140℃℃套管管式式連連消消塔塔上疏疏下下密密，，45°°小孔孔，，孔孔徑徑6毫米米左左右右培養(yǎng)養(yǎng)液液流流動(dòng)動(dòng)線線速速度度小小于于0.1m/s;在管管內(nèi)內(nèi)逗逗留留時(shí)時(shí)間間為為15～20秒汽液液混混合合式式連連消消器器1噴嘴嘴2吸入入口口3吸入入室室4混合合噴噴嘴嘴5混合合段段6擴(kuò)大大管管噴射射加加熱熱器器3、保保溫溫保溫溫設(shè)設(shè)備備（（維維持持設(shè)設(shè)備備））保溫溫材材料料包包裹裹兩種種形形式式：：罐式式；；管管式式1、維維持持罐罐連續(xù)續(xù)滅滅菌菌時(shí)時(shí)，，關(guān)關(guān)2開1；預(yù)熱熱罐罐中中的的物物料料輸輸送送完完后后，，關(guān)關(guān)1開2。培養(yǎng)養(yǎng)基基的的平平均均停停留留時(shí)時(shí)間間=V/FM---平均均停停留留時(shí)時(shí)間間（（s）V---維持持罐罐的的體體積積（（m3）FM---培養(yǎng)養(yǎng)基基的的流流量量（（m3/s）Note:培養(yǎng)養(yǎng)基基在在維維持持罐罐的的流流動(dòng)動(dòng)不不可可能能非非常常均均勻勻，，可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生溝溝流流，，造造成成一一部部分分培培養(yǎng)養(yǎng)基基在在罐罐內(nèi)內(nèi)的的停停留留時(shí)時(shí)間間少少于于平平均均值值。。為為保保證證滅滅菌菌徹徹底底，，在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)罐罐式式維維持持器器時(shí)時(shí)，，通通常常取取平平均均停停留留時(shí)時(shí)間間的的3～5倍。。經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)：：在滅滅菌菌溫溫度度為為130℃℃時(shí)，，實(shí)實(shí)際際平平均均時(shí)時(shí)間間可可取取10分鐘鐘；；在在140℃℃時(shí)則則可可取取3～4分鐘鐘。。2、管管式式維維持持器器在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)管管式式維維持持設(shè)設(shè)備備時(shí)時(shí)，，須須采采用用停留留時(shí)時(shí)間間分分布布的概概念念，，而而不不能能采采用用單單純純的的停停留留時(shí)時(shí)間間。。圓管管內(nèi)內(nèi)不不同同流流動(dòng)動(dòng)形形式式流流體體的的速速度度分分布布情情況況湍流流Vaverage=0.82Vmax活塞塞流流Vaverage=Vmax粘滯滯流流Vaverage=0.5Vmax在管管式式維維持持器器中中，，若若培培養(yǎng)養(yǎng)基基流流動(dòng)動(dòng)為為活活塞塞流流，，可可根根據(jù)據(jù)維維持持管管的的內(nèi)內(nèi)徑徑、、培培養(yǎng)養(yǎng)基基的的流流量量求求出出管管長(zhǎng)長(zhǎng)。。但實(shí)實(shí)際際上上培培養(yǎng)養(yǎng)基基不不可可能能呈呈活活塞塞流流，，當(dāng)當(dāng)培培養(yǎng)養(yǎng)基基處處于于粘粘滯滯留留狀狀態(tài)態(tài)時(shí)時(shí)，，管管內(nèi)內(nèi)速速度度呈呈拋拋物物線線，，管管中中心心部部位位的的最最大大流流速速為為平平均均流流速速的的2倍；；若若以以平平均均流流速速確確定定管管長(zhǎng)長(zhǎng)，，則則會(huì)會(huì)造造成成邊邊緣緣部部分分的的培培養(yǎng)養(yǎng)基基過過熱熱（（加加熱熱過過長(zhǎng)長(zhǎng)））。。確定定維維持持管管的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度，，應(yīng)應(yīng)采采用用擴(kuò)散散模模型型(Dispersionmodel).（復(fù)復(fù)雜雜，，略略））4、冷冷卻卻噴淋淋冷冷卻卻器器板式式冷冷卻卻器器真空空冷冷卻卻器器噴淋淋冷冷卻卻器器結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單；；廣廣泛泛使使用用板式式換換熱熱器器體積積小小，，換換熱熱效效率率高高；；但但流流動(dòng)動(dòng)阻阻力力較較大大板式式換換熱熱器器板式式換換熱熱器器板式式換換熱熱器器原原理理圖圖噴射射加加熱熱-真空空冷冷卻卻連連續(xù)續(xù)滅滅菌菌系系統(tǒng)統(tǒng)二））連連續(xù)續(xù)滅滅菌菌的的優(yōu)優(yōu)缺缺點(diǎn)點(diǎn)及及注注意意事事項(xiàng)項(xiàng)1）可可采采用用高高溫溫短短時(shí)時(shí)滅滅菌菌，，培培養(yǎng)養(yǎng)基基受受熱熱時(shí)時(shí)間間短短，，營(yíng)營(yíng)養(yǎng)養(yǎng)成成分分破破壞壞少少，，有有利利于于提提高高發(fā)發(fā)酵酵產(chǎn)產(chǎn)率率；；2）蒸汽負(fù)負(fù)荷均衡衡，鍋爐爐利用率率高，操操作方便便。3）適于自自動(dòng)控制制，降低低勞動(dòng)強(qiáng)強(qiáng)度。缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜雜，投資資大優(yōu)點(diǎn)：連消注意意事項(xiàng)：：1）連消前前，應(yīng)先先進(jìn)行空空罐、維維持罐（（管）、、冷卻系系統(tǒng)的滅滅菌；2）確保管管路無(wú)滲滲漏；3）當(dāng)培養(yǎng)養(yǎng)基含有有較大固固體顆粒?；蛴休^較多泡沫沫時(shí)，采采用連消消容易發(fā)發(fā)生滅菌菌不徹底底。思考題：：1.為什么培培養(yǎng)基滅滅菌（濕濕熱滅菌菌）一般般采用高高溫短時(shí)時(shí)滅菌？？2.培養(yǎng)基連連續(xù)滅菌菌的設(shè)備備有哪些些？（按按安裝順順序）二發(fā)酵酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備備是微生生物工程程中最重重要的設(shè)設(shè)備之一一，一個(gè)個(gè)優(yōu)良的的培養(yǎng)設(shè)設(shè)備應(yīng)該該具備的的條件：：1.嚴(yán)密的結(jié)結(jié)構(gòu)2.良好的液液體混合合性能3.高的傳質(zhì)質(zhì)和傳熱熱速率4.可靠的檢檢測(cè)及控控制儀表表發(fā)酵罐的的分類：：厭氧發(fā)發(fā)酵罐和和好氧發(fā)發(fā)酵罐好氧發(fā)酵酵罐分為為通風(fēng)和和攪拌式式按能量輸輸入方式式可分為為三類：：1.內(nèi)部機(jī)械械攪拌型型發(fā)酵罐罐2.外部液體體攪拌型型發(fā)酵罐罐3.空氣噴射射提升式式發(fā)酵罐罐1.機(jī)械攪拌拌發(fā)酵罐罐利用機(jī)械械攪拌器器的作用用，使空空氣和發(fā)發(fā)酵液充充分混合合。滿足的要要求：1.適宜的高高徑比2.能承受一一定壓力力3.通風(fēng)裝置置能使氣氣液充分分混合4.足夠的冷冷卻面積積5.少死角6.軸封嚴(yán)密密發(fā)酵罐的的結(jié)構(gòu)：：1.罐身：受受壓容器器，通常常滅菌壓壓力2.5*105Pa。材料為碳碳鋼或不不銹鋼高徑比一一般為1.7-4:12.攪拌器：：作用是是將空氣氣打成小小氣泡，，增加氣氣液接觸觸面積。。攪拌器可可使液體體產(chǎn)生軸軸向流動(dòng)動(dòng)和徑向向流動(dòng)，，對(duì)發(fā)酵酵而言希希望徑向向流為主主。攪拌葉有有平葉式式、彎葉葉式、箭箭葉氏3.擋板：為為了克服服攪拌器器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)液體產(chǎn)產(chǎn)生的渦渦流，將將徑向流流動(dòng)改為為軸向流流動(dòng)，促促使液體體劇烈翻翻動(dòng)，增增加溶氧氧速率。。4.消泡器：：常用的的形式有有鋸齒式式、梳狀狀式、孔孔板式5.空氣分布布裝置：：常用單單管式。。管口正正對(duì)罐底底中央，，距離約約為40mm。6.冷卻裝置置：夾層層式（適適于容積積較小的的發(fā)酵罐罐，優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，，死角少少，容易易進(jìn)行清清潔滅菌菌；缺點(diǎn)點(diǎn)是傳熱熱壁厚，，降溫效效果差。。）蛇形管換換熱式（（適于容容積5m3以上發(fā)酵酵罐）7.軸封：作作用是使使固定的的發(fā)酵罐罐和轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)的攪拌拌軸之間間能夠密密封。2.其他類型型發(fā)酵罐罐1）空氣帶帶升式環(huán)環(huán)流式發(fā)發(fā)酵罐工作原理理：在罐罐外（內(nèi)內(nèi)）裝設(shè)設(shè)上升管管，在上上升管下下部裝設(shè)設(shè)空氣噴噴嘴，空空氣噴嘴嘴以250-300m/s的高速噴噴入上升升管，借借噴嘴的的作用將將空氣分分割成細(xì)細(xì)泡。2）機(jī)械攪攪拌自吸吸式發(fā)酵酵罐在攪拌過過程中自自吸入空空氣的發(fā)發(fā)酵罐。。優(yōu)點(diǎn)是節(jié)節(jié)約空氣氣凈化系系統(tǒng)中的的空氣壓壓縮機(jī)、、冷卻器器、油水水分離器器、空氣氣儲(chǔ)罐、、總過濾濾器等設(shè)設(shè)備等。。缺點(diǎn)是由由于罐壓壓低，容容易引起起染菌3）高位塔塔式發(fā)酵酵罐罐內(nèi)裝有有若干塊塊篩板，，壓縮空空氣由罐罐底導(dǎo)入入，經(jīng)過過篩板逐逐漸上升升，氣泡泡在上升升過程中中帶動(dòng)發(fā)發(fā)酵液同同時(shí)上升升，上升升后的發(fā)發(fā)酵罐又又通過篩篩板上帶帶有液封封作用的的降液管管下降而而形成循循環(huán)。3.發(fā)酵罐的的放大使大型發(fā)發(fā)酵罐的的性能與與小型發(fā)發(fā)酵罐接接近。放大的方方法有：：經(jīng)驗(yàn)放放大法、、因次分分析法、、時(shí)間常常數(shù)法、、數(shù)學(xué)模模型法等等。經(jīng)驗(yàn)放大大法是依依據(jù)已有有發(fā)酵罐罐操作經(jīng)經(jīng)驗(yàn)所建建立的一一些規(guī)律律進(jìn)行放放大的方方法。包括幾何何尺寸放放大法、、空氣流流量放大大法等小結(jié)：：1.熟悉發(fā)酵酵罐的組組成部分分及主要要要求2.發(fā)酵罐的的類型及及原理3.了解發(fā)酵酵罐的放放大知識(shí)識(shí)。9、靜靜夜夜四四無(wú)無(wú)鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。20:43:1920:43:1920:4312/28/20228:43:19PM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2220:43:1920:43Dec-2228-Dec-2212、故人人江海海別，，幾度度隔山山川。。。20:43:1920:43:1920:43Wednesday,December28,202213、乍見見翻疑疑夢(mèng)，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2220:43:1920:43:19December28,202214、他鄉(xiāng)生白白發(fā)，舊國(guó)國(guó)見青山。。。28十二二月20228:43:19下下午20:43:1912月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月228:43下午午12月-2220:43December28,202216、行動(dòng)出成果果，工作出財(cái)財(cái)富。。2022/12/2820:43:1920:43:1928December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，