發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第1頁(yè)4.1發(fā)酵工業(yè)無(wú)菌處理滅菌(sterilization):用化學(xué)或物理方法殺死物料或設(shè)備中全部有生命物質(zhì)過(guò)程。消毒(disinfection):用物理或化學(xué)方法殺死空氣、地表以及容器和器具表面微生物。

除菌(degermation):用過(guò)濾方法除去空氣或液體中微生物及其孢子。

防腐(antisepsis):用物理或化學(xué)方法殺死或抑制微生物生長(zhǎng)和繁殖。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第2頁(yè)控制有害微生物主要有以下幾個(gè)辦法：殺滅病原微生物殺滅一切微生物發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第3頁(yè)

比較項(xiàng)目滅菌消毒防腐化療處理原因強(qiáng)、理化原因理、化原因理、化原因化學(xué)治療劑處理對(duì)象任何物體內(nèi)外生物體表，酒、乳等有機(jī)物體內(nèi)外宿主體內(nèi)微生物類型一切微生物相關(guān)病原菌一切微生物相關(guān)病原菌對(duì)微生物作用徹底殺滅殺死或抑制抑制或殺死抑制或殺死實(shí)例加壓蒸氣滅菌，輻射滅菌、化學(xué)殺菌劑70%酒精消毒、巴氏消毒法冷藏、干燥、糖漬、鹽腌、缺氧、化學(xué)防腐劑抗生素、磺胺藥、生物藥品素發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第4頁(yè)4.2發(fā)酵工業(yè)污染防治策略什么是染菌？發(fā)酵過(guò)程中除了生產(chǎn)菌以外，還有其它菌生長(zhǎng)繁殖。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第5頁(yè)1）因?yàn)殡s菌污染，使發(fā)酵培養(yǎng)基因雜菌消耗而損失，造成產(chǎn)率下降；2）因?yàn)殡s菌所產(chǎn)生一些代謝產(chǎn)物，或染菌后發(fā)酵液一些理化性質(zhì)改變，使產(chǎn)物提取變得困難，造成得率降低或使產(chǎn)品質(zhì)量下降；3）污染雜菌可能會(huì)分解產(chǎn)物而使生產(chǎn)失??；4.2.1雜菌污染危害

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第6頁(yè)4）污染雜菌大量繁殖，會(huì)改變反應(yīng)介質(zhì)pH，從而使生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生異常改變；5）發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被裂解而使生產(chǎn)失敗等。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第7頁(yè)染菌危害詳細(xì)分析

（1）染菌對(duì)不一樣菌種發(fā)酵影響A．細(xì)菌谷氨酸(棒狀桿菌)：發(fā)酵周期短，培養(yǎng)基不太豐富，較少染雜菌，但噬菌體威脅大。肌苷（枯草桿菌）：缺點(diǎn)型生產(chǎn)菌，培養(yǎng)基豐富，易染菌，營(yíng)養(yǎng)成份快速被消耗，嚴(yán)重抑制菌生長(zhǎng)和合成代謝產(chǎn)物。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第8頁(yè)B.霉菌PenG：絕大多數(shù)雜菌都能直接產(chǎn)生青霉素酶，而另一些雜菌則可被青霉素誘導(dǎo)而產(chǎn)生青霉素酶。不論在發(fā)酵前期、中期或后期，染有能產(chǎn)生青霉素酶雜菌，都能使青霉素快速破壞。青霉素水解酶上升，PenG快速破壞，發(fā)酵一無(wú)所獲。檸檬酸：pH2.0，不易染菌，主要預(yù)防前期染菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第9頁(yè)鏈霉素、四環(huán)素、紅霉素、卡那霉素等雖不象青霉素發(fā)酵染菌那樣一無(wú)所得，但也會(huì)造成不一樣程度危害。如雜菌大量消耗營(yíng)養(yǎng)，干擾生產(chǎn)菌正常代謝；改變pH，降低產(chǎn)量?；尹S霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌，對(duì)細(xì)菌幾乎沒(méi)有抑制和殺滅作用。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第10頁(yè)青霉素：怕染細(xì)短產(chǎn)氣桿菌鏈霉素：怕染細(xì)短桿菌、假單孢桿菌和產(chǎn)氣桿菌四環(huán)素：怕染雙球菌、芽孢桿菌和莢膜桿菌檸檬酸：怕染青霉菌肌苷（酸）：怕染芽孢桿菌谷氨酸：怕染噬菌體，易造成連續(xù)污染發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第11頁(yè)C.酵母菌:易污染細(xì)菌以及野生酵母菌

D.疫苗生產(chǎn):危害很大,現(xiàn)在疫苗多采取深層培養(yǎng)，這是一類不加提純而直接使用產(chǎn)品，在其深層培養(yǎng)過(guò)程中，一旦污染雜菌，不論死菌、活菌或內(nèi)外毒素，都應(yīng)全部廢棄。所以，發(fā)酵罐容積越大，污染雜菌后損失也越大。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第12頁(yè)污染其它雜菌有些雜菌會(huì)使生產(chǎn)菌自溶產(chǎn)生大量泡沫，即使添加消泡劑也無(wú)法控制逃液，影響發(fā)酵過(guò)程通氣攪拌。有雜菌會(huì)使發(fā)酵液發(fā)臭、發(fā)酸，致使pH下降，使不耐酸產(chǎn)品破壞。尤其是染芽孢桿菌，因?yàn)檠挎吣蜔?，不易殺死，往往一次染菌后?huì)重復(fù)染菌。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第13頁(yè)因?yàn)榻臃N量較小，生產(chǎn)菌生長(zhǎng)一開(kāi)始不占優(yōu)勢(shì)，而且培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富，輕易污染雜菌。種子染菌對(duì)發(fā)酵危害極大，應(yīng)嚴(yán)格控制種子染菌，如在此階段染菌，應(yīng)將培養(yǎng)液全部廢棄。（2）不一樣發(fā)酵時(shí)期染菌對(duì)發(fā)酵影響

1）種子培養(yǎng)期染菌發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第14頁(yè)

2）發(fā)酵前期染菌發(fā)酵前期最易染菌。原因發(fā)酵前期菌量不很多，與雜菌沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；且還未合成產(chǎn)物（抗生素）或產(chǎn)生極少，抵抗雜菌能力弱。在這個(gè)時(shí)期要尤其警覺(jué)以預(yù)防染菌發(fā)生。辦法假如前期染菌，且培養(yǎng)基養(yǎng)料消耗不多，能夠重新滅菌，補(bǔ)加一些營(yíng)養(yǎng)，重新接種再用。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第15頁(yè)發(fā)酵中期染菌，處理困難，危害很大。3）發(fā)酵中期染菌

發(fā)酵中期染菌會(huì)嚴(yán)重干擾產(chǎn)生菌代謝。雜菌大量產(chǎn)酸，培養(yǎng)液pH下降；糖、氮消耗快，發(fā)酵液發(fā)粘，菌絲自溶，產(chǎn)物分泌降低或停頓，有時(shí)甚至?xí)挂旬a(chǎn)生產(chǎn)物分解。有時(shí)也會(huì)使發(fā)酵液發(fā)臭，產(chǎn)生大量泡沫。辦法降溫培養(yǎng)，降低補(bǔ)料，親密注意代謝改變情況。假如發(fā)酵單位抵達(dá)一定水平能夠提前放罐，或者抗生素生產(chǎn)中能夠?qū)⒏邌挝话l(fā)酵液輸送一個(gè)別到染菌罐，抑制雜菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第16頁(yè)4）發(fā)酵后期染菌發(fā)酵后期發(fā)酵液內(nèi)已積累大量產(chǎn)物，尤其是抗生素，對(duì)雜菌有一定抑制或殺滅能力。所以假如染菌不多，對(duì)生產(chǎn)影響不大。假如染菌嚴(yán)重，又破壞性較大，能夠提前放罐。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第17頁(yè)（3）雜菌污染對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物提取和產(chǎn)品質(zhì)量影響1）發(fā)酵染菌對(duì)過(guò)濾影響染菌發(fā)酵液普通發(fā)粘，菌體大多數(shù)自溶，所以在發(fā)酵液過(guò)濾時(shí)不能或極難形成濾餅，造成過(guò)濾困難。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第18頁(yè)污染雜菌種類對(duì)過(guò)濾影響程度有差異，如污染霉菌時(shí)，影響較小，而污染細(xì)菌時(shí)極難過(guò)濾。因?yàn)檫^(guò)濾困難，過(guò)濾時(shí)間拉長(zhǎng)，影響發(fā)酵液儲(chǔ)罐和過(guò)濾設(shè)備周轉(zhuǎn)使用，破壞了生產(chǎn)平衡。染菌發(fā)酵液還會(huì)因過(guò)濾困難而大幅度降低過(guò)濾收率，直接影響提取總收率。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第19頁(yè)絲狀菌發(fā)酵被產(chǎn)酸菌污染：pH不停下降，菌絲大量自溶，發(fā)酵液粘度增加，過(guò)濾困難

預(yù)處理方法：①將發(fā)酵液加熱后再加助濾劑；②先加絮凝劑使蛋白質(zhì)凝聚后沉淀雜菌分泌較多蛋白質(zhì)雜質(zhì)時(shí)，對(duì)發(fā)酵后處理過(guò)程中采取溶媒萃取提取工藝非常不利，使水相和溶媒之間極易發(fā)生乳化發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第20頁(yè)染菌發(fā)酵液中含有比正常發(fā)酵液更多水溶性蛋白和其它雜質(zhì)。采取有機(jī)溶劑萃取提煉工藝，則極易發(fā)生乳化，極難使水相和溶劑相分離，影響深入提純。采取直接用離子交換樹(shù)脂提取工藝，如鏈霉素、慶大霉素，染菌后大量雜菌黏附在離子交換樹(shù)脂表面，或被離子交換樹(shù)脂吸附，大大降低離子交換樹(shù)脂交換容量，而且有雜菌極難用水沖洗潔凈，洗脫時(shí)與產(chǎn)物一起進(jìn)入洗脫液，影響深入提純。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第21頁(yè)4.2.2雜菌污染防治

1.染菌檢驗(yàn)與判斷顯微鏡檢驗(yàn)法鏡檢出雜菌需要一定時(shí)間平板劃線培養(yǎng)或斜面培養(yǎng)檢驗(yàn)法：菌落噬菌體檢驗(yàn)可采取雙層平板法：噬菌斑肉湯培養(yǎng)檢驗(yàn)法發(fā)酵過(guò)程異?，F(xiàn)象判斷DO2水平異常改變pH異常改變尾氣CO2異常改變

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第22頁(yè)雙層平板法底層平板（2％瓊脂培養(yǎng)基10mL）上層平板上層培養(yǎng)基（1％瓊脂培養(yǎng)基5mL）宿主菌懸液（對(duì)數(shù)期菌液0.2mL）噬菌體試樣（適當(dāng)稀釋液0.1mL）混勻37℃10余h計(jì)數(shù)噬菌斑發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第23頁(yè)溶解氧水平異常改變感染噬菌體，生產(chǎn)菌作用受到抑制，溶氧濃度很快上升。

污染好氧性雜菌，溶解氧在短時(shí)間內(nèi)下降，并靠近零值，長(zhǎng)時(shí)間不能回升；

污染非好氧性雜菌，生產(chǎn)菌受到抑制，耗氧量降低，溶解氧升高。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第24頁(yè)12發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第25頁(yè)尾氣中CO2含量異常污染雜菌，糖耗加緊，CO2含量增加；感染噬菌體，糖耗減慢，CO2含量降低。pH異常對(duì)于污染產(chǎn)酸菌或利用碳源效率高生長(zhǎng)較快雜菌，會(huì)使pH快速下降。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第26頁(yè)2.污染原因分析

主要原因：

①

種子帶菌②無(wú)菌空氣帶菌③設(shè)備滲漏④滅菌不徹底

⑤操作失誤⑥技術(shù)管理不善

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第27頁(yè)日本工業(yè)技術(shù)院發(fā)酵研究所多年來(lái)抗生素發(fā)酵染菌原因分析項(xiàng)目百分率%種子帶菌或懷疑種子帶菌9.64接種時(shí)罐壓跌零0.19培養(yǎng)基滅菌不透0.79總空氣系統(tǒng)有菌19.96泡沫冒頂0.48夾套穿孔12.36盤管穿孔5.89接種管穿孔0.39閥門滲漏1.45攪拌軸密封滲漏2.09罐蓋漏1.54其它設(shè)備滲漏10.13操作原因10.15

原因不明24.94發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第28頁(yè)1）從污染雜菌種類分析污染耐熱芽孢桿菌：培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底；污染不耐熱雜菌：種子帶菌、空氣除菌不徹底、設(shè)備滲漏或操作問(wèn)題；污染淺綠色菌落雜菌：冷卻盤管滲漏引發(fā)；污染霉菌：無(wú)菌室滅菌不徹底，或操作問(wèn)題；污染酵母菌：糖液滅菌不徹底。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第29頁(yè)2）從污染時(shí)間分析發(fā)酵前期染菌：種子帶菌、培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、操作不妥或空氣帶菌；發(fā)酵后期染菌：中間補(bǔ)料污染、設(shè)備滲漏或操作問(wèn)題。3）從染菌程度分析多個(gè)罐染菌：種子帶菌、空氣系統(tǒng)問(wèn)題；個(gè)別罐染菌：設(shè)備問(wèn)題、操作不妥。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第30頁(yè)3.預(yù)防（1）種子帶菌及其防治—發(fā)酵前期種子帶菌又分為種子本身帶菌和種子培養(yǎng)過(guò)程中染菌。加強(qiáng)種子管理，嚴(yán)格無(wú)菌操作，種子本身帶菌是能夠克服。種子培養(yǎng)過(guò)程染菌與發(fā)酵一樣有許多原因造成。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第31頁(yè)培養(yǎng)基及器具徹底滅菌—滅菌鍋使用防止菌種在移接過(guò)程中受污染—無(wú)菌室防止菌種在培養(yǎng)過(guò)程或保藏過(guò)程中受雜菌污染發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第32頁(yè)無(wú)菌室要求在無(wú)菌室中裝有紫外燈，打開(kāi)紫外燈，照半小時(shí)，關(guān)燈后15分鐘再接種。用消毒藥水如新潔而滅配成1/1000濃度擦桌子、拖地.接種時(shí)必須在超凈臺(tái)上操作，超凈臺(tái)裝有一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)風(fēng)口有一粗過(guò)濾器，出風(fēng)口有高效過(guò)濾器，確保無(wú)菌風(fēng)從超凈臺(tái)吹出，外界有菌空氣不可能進(jìn)入接種區(qū)域，確保無(wú)菌條件。接種人員必須穿好無(wú)菌服，戴好口罩，手用酒精棉球擦潔凈。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第33頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第34頁(yè)（2）過(guò)濾空氣帶菌及其防治從日本工業(yè)技術(shù)院分析空氣帶菌而造成染菌為19.96％。我國(guó)外空氣除菌技術(shù)雖已經(jīng)有較大改進(jìn)，但依然沒(méi)有使染菌率降低到理想程度。因?yàn)榭諝獬到y(tǒng)較為復(fù)雜，步驟多，不慎便會(huì)造成空氣除菌失敗。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第35頁(yè)正確選擇采氣口保持過(guò)濾介質(zhì)干燥設(shè)計(jì)和安裝合理空氣過(guò)濾器發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第36頁(yè)（3）設(shè)備滲漏或“死角”

設(shè)備滲漏包含夾套穿孔、盤管穿孔、接種管穿孔、閥門滲漏、攪拌軸滲漏、罐蓋漏和其它設(shè)備漏等。從日本工業(yè)技術(shù)院發(fā)酵研究所對(duì)染菌原因分析發(fā)覺(jué)，這類染菌占33.85％。所以說(shuō)加強(qiáng)設(shè)備本身及從屬零部件嚴(yán)密度檢驗(yàn)，對(duì)制服染菌是極其主要，也是主要。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第37頁(yè)密閉式發(fā)酵罐發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第38頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第39頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第40頁(yè)2、機(jī)械攪拌發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)

好氣性機(jī)械攪拌發(fā)酵罐是密封式受壓設(shè)備，主要部件包含：罐身軸封消泡器攪拌器聯(lián)軸器中間軸承擋板空氣分布管換熱裝置人孔以及管路等發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第41頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第42頁(yè)

“死角”

發(fā)酵罐“死角”法蘭、內(nèi)襯、接口、表頭、罐內(nèi)部件及其支撐件如攪拌軸拉桿、聯(lián)軸器、冷卻盤管、擋板、空氣分布管及其支撐件口：人孔（或手孔）、排風(fēng)管接口、燈孔、視鏡口、進(jìn)料管口發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成“死角”

消除方法：加強(qiáng)清洗并定時(shí)鏟除污垢；安裝放汽邊閥管道安裝不妥或配置不合理形成“死角”

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第43頁(yè)滅菌時(shí)蒸汽不易通達(dá)“死角”及其消除方法發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第44頁(yè)發(fā)酵罐罐底膿皰狀積垢造成“死角”發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第45頁(yè)法蘭連接不妥造成“死角”發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第46頁(yè)（4）滅菌不徹底滅菌技術(shù)好壞與滅菌質(zhì)量很相關(guān)系升溫快慢、保溫時(shí)間,泡沫蒸汽總壓是否到達(dá)要求標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中雜菌數(shù)量因季節(jié)而有很大差異。如上海第四制藥廠在卡那霉素生產(chǎn)中，于酷熱夏季將連續(xù)滅菌預(yù)熱至80℃培養(yǎng)基采樣培養(yǎng)，可發(fā)覺(jué)無(wú)法計(jì)數(shù)大量芽孢桿菌；而在冬季取樣培養(yǎng)中，則僅發(fā)覺(jué)2～3個(gè)芽孢桿菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第47頁(yè)培養(yǎng)基與設(shè)備滅菌不徹底防治原料性狀：大顆粒原料過(guò)篩除去實(shí)罐滅菌時(shí)要充分排除罐內(nèi)冷空氣滅菌過(guò)程中產(chǎn)生泡沫造成染菌：添加消泡劑預(yù)防泡沫升頂連消不徹底：最好采取自動(dòng)控制裝置滅菌后期罐壓驟變

死角操作不妥造成染菌

噬菌體染菌及其防治

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第48頁(yè)4.3發(fā)酵工業(yè)無(wú)菌技術(shù)——滅菌方法干熱滅菌法

濕熱滅菌法

射線滅菌法

化學(xué)藥劑滅菌法過(guò)濾除菌法火焰滅菌法

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第49頁(yè)1）化學(xué)試劑滅菌法：常見(jiàn)試劑有甲醛、氯氣（或次氯酸鈉）、高錳酸鉀、環(huán)氧乙烷、季銨鹽（如新潔爾滅）、臭氧等。這些物質(zhì)易與微生物細(xì)胞中一些成份產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，如使蛋白質(zhì)變性、酶類失活、破壞細(xì)胞膜通透性而殺滅微生物。因?yàn)榛瘜W(xué)試劑也會(huì)與培養(yǎng)基中一些成份作用，而且加入培養(yǎng)基后不易去除，它不能用于培養(yǎng)基滅菌，但染菌后培養(yǎng)基可用化學(xué)藥劑處理。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第50頁(yè)2）輻射滅菌：利用高能量電磁輻射和微粒輻射來(lái)殺滅微生物。如紫外線（穿透力低，僅適合用于表面消毒和空氣消毒）與菌體核酸光化學(xué)反應(yīng)而使菌體死亡；0.01-0.14nmX射線、Co60產(chǎn)生γ射線，它們含極高能量，可使菌體內(nèi)水和有機(jī)物產(chǎn)生強(qiáng)烈離子化反應(yīng)，形成OH-、H2O2和有機(jī)過(guò)氧化物，從而在微生物體內(nèi)引發(fā)氧化連鎖反應(yīng)，造成微生物菌體快速死亡。多年興起了微波滅菌。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第51頁(yè)3）過(guò)濾除菌法適合用于澄清液體和氣體除菌。是將液體或氣體用微孔薄膜過(guò)濾，使大于孔徑細(xì)菌等微生物顆粒阻留，從而到達(dá)除菌目標(biāo)。用于遇熱輕易變性而失效試劑或培養(yǎng)液。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第52頁(yè)4）干熱滅菌法160℃下保溫1-2h。干熱對(duì)微生物有氧化、使細(xì)胞蛋白質(zhì)變性和電解質(zhì)濃縮等效應(yīng)而使菌體死亡。5）火焰滅菌法滅菌徹底，但僅適合用于接種針、玻璃棒、三角瓶口等滅菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第53頁(yè)6）濕熱滅菌法：濕熱滅菌要比干熱滅菌更有效，這首先是因?yàn)闈駸嵋子趥鬟f熱量，蒸汽含有很強(qiáng)穿透能力，而且在冷凝時(shí)會(huì)放出大量冷凝熱，另首先是因?yàn)闈駸岣灼茐谋３值鞍踪|(zhì)穩(wěn)定性氫鍵等結(jié)構(gòu)，從而加速其變性。很輕易使蛋白質(zhì)凝固而殺死各種微生物。普通濕熱滅菌條件：121℃，30min。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第54頁(yè)高壓蒸汽滅菌是發(fā)酵工業(yè)最常見(jiàn)方法，能有效地殺滅雜菌，但高溫也破壞培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成份。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第55頁(yè)消除高溫有害影響辦法（1）對(duì)易破壞含糖培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌時(shí)，應(yīng)先將糖液與其它成份分別滅菌后再合并；（2）對(duì)含Ca2+或Fe3+培養(yǎng)基與磷酸鹽先作分別滅菌，然后再混合，就不易形成磷酸鹽沉淀；發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第56頁(yè)（3）對(duì)含有在高溫下易破壞成份培養(yǎng)基（如含糖組合培養(yǎng)基）可進(jìn)行低壓滅菌（在112℃即0.57kg／cm2或8磅／英寸2下滅菌15分鐘）或間歇滅菌；（4）在大規(guī)模發(fā)酵工業(yè)中，可采取連續(xù)加壓滅菌法進(jìn)行培養(yǎng)基滅菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第57頁(yè)7)間歇滅菌法，又稱丁達(dá)爾滅菌法或分段滅菌法。適合用于不耐熱培養(yǎng)基滅菌。方法是：將待滅菌培養(yǎng)基在80～100℃下蒸煮15～60min，以殺死其中全部微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞，然后置室溫或37℃下保溫過(guò)夜，誘導(dǎo)殘留芽孢發(fā)芽，第二天再以同法蒸煮和保溫過(guò)夜，如此連續(xù)重復(fù)3天，即可在較低溫度下到達(dá)徹底滅菌效果。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第58頁(yè)4.4發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌熱死時(shí)間---衡量濕熱滅菌指標(biāo)是指在要求溫度下殺死一定百分比微生物所需要時(shí)間。加熱溫度和受熱時(shí)間是滅菌工作關(guān)鍵。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第59頁(yè)濕熱滅菌原理1微生物熱阻殺死微生物極限溫度稱為致死溫度。在致死溫度下，殺死全部微生物所需時(shí)間稱為致死時(shí)間；在致死溫度以上，溫度愈高，致死時(shí)間愈短。微生物熱阻：是指微生物在某一特定條件（主要是溫度和加熱方式）下致死時(shí)間。相對(duì)熱阻是指某一微生物在某條件下致死時(shí)間與另一微生物在相同條件下致死時(shí)間比值。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第60頁(yè)各種微生物對(duì)濕熱相對(duì)熱阻微生物相對(duì)熱阻營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞和酵母細(xì)菌芽孢霉菌孢子病毒和噬菌體1.03×1062~101~5發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第61頁(yè)2.微生物熱死定律——對(duì)數(shù)殘留定律試驗(yàn)證實(shí)，在一定溫度下，微生物營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞均相熱死動(dòng)力學(xué)符合化學(xué)反應(yīng)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，即：對(duì)微生物進(jìn)行濕熱滅菌時(shí)，培養(yǎng)基中微生物受熱死亡速率與殘余微生物數(shù)量成正比，這就是對(duì)數(shù)殘留定律。式中，N：任一時(shí)刻活細(xì)菌濃度（個(gè)/L）;t：時(shí)間（min）;K：比熱死速率常數(shù)（min-1）.發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第62頁(yè)

若開(kāi)始滅菌（t=0）時(shí)，培養(yǎng)基中活微生物數(shù)為N0t=2.303logN0/N/k-dN/dt=NlnN/N0=-t積分2.303logN0/N=tor可見(jiàn)滅菌時(shí)間取決于污染程度(N0)、滅菌程度（殘留菌數(shù)N）和k值發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第63頁(yè)例：

有一發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，在121℃溫度下進(jìn)行實(shí)罐滅菌。原污染程度為每ml有2×105個(gè)耐熱細(xì)菌芽孢，121℃時(shí)滅菌速度常數(shù)為1.8min－1。求滅菌失敗幾率為0.001時(shí)所需滅菌時(shí)間。解：N0=40×106×2×105=8×1012(個(gè))N=0.001;=1.8(min－1)

=2.303

lgN0N=2.3031.8lg(8×1015)=20.34(min)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第64頁(yè)大腸桿菌在不一樣溫度下殘留曲線嗜熱脂肪芽孢桿菌芽孢在不一樣溫度下死亡曲線發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第65頁(yè)當(dāng)Nt=0時(shí)，t=∞，既無(wú)意義，也不可能。普通采取Nt=0.001，即1000次滅菌中只有一次失敗。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第66頁(yè)試驗(yàn)還證實(shí)，細(xì)菌孢子熱殺滅動(dòng)力學(xué)與營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞有所不一樣。它表現(xiàn)為非對(duì)數(shù)死亡動(dòng)力學(xué)。這可能與孢子壁化學(xué)成份及結(jié)構(gòu)相關(guān)。但當(dāng)溫度超出120°C時(shí)，熱阻極強(qiáng)嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子熱殺滅動(dòng)力學(xué)也靠近對(duì)數(shù)死亡動(dòng)力學(xué)即符合一級(jí)反應(yīng)規(guī)律。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第67頁(yè)

2滅菌溫度和時(shí)間選擇

培養(yǎng)物質(zhì)受熱破壞也可看作一級(jí)反應(yīng)：式中C：對(duì)熱不穩(wěn)定物質(zhì)濃度；k’：分解速度常數(shù)；

k’改變也遵照阿累尼烏斯方程：

都與對(duì)應(yīng)活化能及T相關(guān)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第68頁(yè)當(dāng)T1→T2㏑(k2/k1)/㏑(k2’/k1’)=ΔE/ΔE’>1(∵ΔE>ΔE’)∴伴隨T上升，菌死亡速率增加倍數(shù)大于培養(yǎng)基成份分解速率增加倍數(shù)，故普通選擇高溫快速滅菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第69頁(yè)受熱物質(zhì)ΔE（J/mol）維生素B12維生素B1鹽酸鹽嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子肉毒梭菌孢子枯草桿菌孢子9623292048283257343088317984發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第70頁(yè)滅菌溫度（?C）抵達(dá)滅菌程度時(shí)間（min）維生素B1損失（%）100110120130140150843757.60.8510.1070.01599.9989271031嗜熱脂肪芽孢桿菌孢子死滅程度為N/N0=10-16時(shí)，滅菌溫度對(duì)維生素B1破壞影響。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第71頁(yè)3.影響培養(yǎng)基滅菌其它原因培養(yǎng)基成份油脂、糖類及一定濃度蛋白質(zhì)、高濃度有機(jī)物等增加微生物耐熱性低濃度（1%-2%）NaCl對(duì)微生物有保護(hù)作用，伴隨濃度增加，保護(hù)作用減弱，當(dāng)濃度達(dá)8%-10%以上，則減弱微生物耐熱性。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第72頁(yè)pH：pH6.0-8.0，微生物最耐熱；pH<6.0，H+易滲透微生物細(xì)胞內(nèi)，改變細(xì)胞生理反應(yīng)促使其死亡。培養(yǎng)基pH愈低，滅菌所需時(shí)間愈短。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第73頁(yè)

溫度孢子數(shù)滅菌時(shí)間(min)(℃)(個(gè)/ml)pH=6.15.35.04.74.51201000087533

11510000252516131311010000706535302410010000740720180150150

pH對(duì)滅菌時(shí)間影響發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第74頁(yè)培養(yǎng)基中顆粒物質(zhì)培養(yǎng)基中顆粒物質(zhì)大，滅菌困難，反之，滅菌輕易。普通說(shuō)來(lái)，含有顆粒對(duì)培養(yǎng)基滅菌影響不大，但在培養(yǎng)基混有較大顆粒，尤其是存在凝結(jié)成團(tuán)膠體時(shí)，會(huì)影響滅菌效果，必須過(guò)濾除去。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第75頁(yè)泡沫：泡沫中空氣形成隔熱層，對(duì)滅菌極為不利，可加入少許消泡劑。微生物數(shù)量：濃度越高，所需滅菌時(shí)間越長(zhǎng)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第76頁(yè)比如：如肉毒梭狀芽孢桿菌，在105℃濕熱滅菌時(shí)芽孢桿菌數(shù)/ml時(shí)間(min)9×108489×106369×104209×10214

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第77頁(yè)分批滅菌培養(yǎng)基分批滅菌就是將配制好培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其它容器中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起滅菌操作過(guò)程，也稱實(shí)罐滅菌。在工業(yè)上，培養(yǎng)基分批滅菌無(wú)需專門滅菌設(shè)備，設(shè)備投資少，滅菌效果可靠，對(duì)滅菌用蒸汽要求低（0.2-0.3Mpa表壓），但因其滅菌溫度低、時(shí)間長(zhǎng)而對(duì)培養(yǎng)基成份破壞大，對(duì)操作難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第78頁(yè)培養(yǎng)基分批滅菌過(guò)程中溫度改變情況24016012080時(shí)間（min)050100150溫度升溫冷卻保溫過(guò)程包含：升溫、保溫和冷卻三階段。各階段對(duì)滅菌貢獻(xiàn)：

20%、75%、5%。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第79頁(yè)分批滅菌方法（試驗(yàn)室種子培養(yǎng)基）手提式滅菌鍋結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第80頁(yè)立式發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第81頁(yè)臺(tái)式臥式發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第82頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第83頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第84頁(yè)操作過(guò)程：空罐準(zhǔn)備：清洗、檢修和檢測(cè)。升溫：把培養(yǎng)基加熱到滅菌所需溫度。保溫維持：在滅菌溫度下保持滅菌所需時(shí)間。冷卻保壓：把培養(yǎng)基溫度降低到接種溫度。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第85頁(yè)分空氣過(guò)濾器滅菌并用空氣吹干夾套或蛇管排冷水，開(kāi)啟排氣管閥，空氣管通蒸汽，也可夾套內(nèi)通蒸汽達(dá)70℃左右取樣管放料管通蒸汽120℃，1×105pa保溫保溫階段，凡液面以下各管道都應(yīng)通蒸汽，液面上其余各管道則應(yīng)排蒸汽，不留死角，維持壓力、溫度恒定罐壓靠近空氣壓力向罐內(nèi)通無(wú)菌空氣保溫結(jié)束，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門夾套或蛇管中通冷水培養(yǎng)基降溫到所需溫度發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第86頁(yè)1）培養(yǎng)基預(yù)熱滅菌時(shí)培養(yǎng)基需經(jīng)過(guò)夾套或蛇管先加熱到80－90℃，然后再導(dǎo)入蒸汽升溫至120－130℃。預(yù)熱目標(biāo)一是預(yù)防直接導(dǎo)入蒸汽時(shí)因?yàn)榕囵B(yǎng)基與蒸汽溫差過(guò)大而產(chǎn)生大量冷凝水使培養(yǎng)基稀釋；二是預(yù)防直接導(dǎo)入蒸汽所造成泡沫急劇上升而引發(fā)物料外溢。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第87頁(yè)2）培養(yǎng)基滅菌將蒸汽從進(jìn)氣口、排料口或取樣口直接導(dǎo)入罐內(nèi)，使罐溫上升至120－130℃，并保溫30min。3）降溫關(guān)閉蒸汽，通冷卻水進(jìn)行冷卻，當(dāng)罐內(nèi)溫度降至70℃以下時(shí)，開(kāi)啟攪拌槳攪拌，慢速攪動(dòng)培養(yǎng)基，加速冷卻。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第88頁(yè)當(dāng)蒸汽閥門關(guān)閉以及通冷卻水后，發(fā)酵罐罐壓將快速下降，當(dāng)罐內(nèi)壓力降至0.03MPa時(shí)，必須間隙開(kāi)啟進(jìn)氣閥，讓無(wú)菌空氣進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)，并使罐壓保持在0.03-0.05MPa之間，維持降溫過(guò)程中正壓。應(yīng)該指出，在分批滅菌時(shí)，升溫階段對(duì)滅菌亦是有貢獻(xiàn)。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第89頁(yè)溫度隨滅菌時(shí)間改變發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第90頁(yè)升溫、冷卻兩階段也有一定滅菌效果，考慮到滅菌可靠性主要在保溫階段進(jìn)行，故能夠簡(jiǎn)單地利用式

㏑(N/N0)=-kt

來(lái)粗略估算滅菌所需時(shí)間。2.

滅菌時(shí)間估算發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第91頁(yè)確保間歇滅菌成功要素（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理(主要是無(wú)死角)，焊縫及軸封裝置可靠，蛇管無(wú)穿孔現(xiàn)象（2）壓力穩(wěn)定蒸汽（3）合理操作方法。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第92頁(yè)培養(yǎng)基連續(xù)滅菌

連續(xù)滅菌就是將配制好培養(yǎng)基在通入發(fā)酵罐時(shí)同時(shí)進(jìn)行加熱、保溫、降溫滅菌過(guò)程，也稱之為連消。連續(xù)滅菌時(shí)，培養(yǎng)基在短時(shí)間內(nèi)被加熱到滅菌溫度（普通為130-140℃），短時(shí)間保溫（普通為5-8min）后，被快速冷卻，再進(jìn)入早已滅菌完成發(fā)酵罐。組成培養(yǎng)基不一樣成份（耐熱與不耐熱、糖與氮源）可在不一樣溫度下分開(kāi)滅菌，以降低培養(yǎng)基受熱破壞程度。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第93頁(yè)培養(yǎng)基連續(xù)滅菌含有對(duì)培養(yǎng)基破壞小、能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制、提升發(fā)酵罐設(shè)備利用率、蒸汽用量平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，尤其在培養(yǎng)基體積較大時(shí)。但對(duì)加熱蒸汽壓力要求較高，普通大于0.45Mpa。同時(shí)連續(xù)滅菌需要一組附加設(shè)備，設(shè)備投資大。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第94頁(yè)連續(xù)滅菌（連消）工藝流程噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程噴射加熱連續(xù)滅菌流程薄板式換熱器連續(xù)滅菌流程滅菌時(shí)間計(jì)算

㏑(Ct/C0)=－ktt=2.303/k[lg(C0/Ct)]

式中：C0、Ct分別為單位體積培養(yǎng)基滅菌前、后含菌數(shù)。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第95頁(yè)預(yù)熱至60-70℃132℃40-50℃維持?jǐn)?shù)分鐘

噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第96頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第97頁(yè)例2．某發(fā)酵罐內(nèi)裝40m3培養(yǎng)基，采取連續(xù)滅菌，滅菌溫度為1310C，原污染程度為每1ml含有2×105個(gè)雜菌，已知1310C時(shí)滅菌速度常數(shù)為15min-1，求滅菌所需維持時(shí)間。連續(xù)滅菌時(shí)間估算解：C0=2×105(個(gè)/ml)Ct=0.001/(40×106)=2.5×10-11(個(gè)/ml)t=2.303/k[lg(C0/Ct)]=2.303/15×lg[(2×105)/(2.5×10-11)]=2.37min發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第98頁(yè)連續(xù)滅菌優(yōu)點(diǎn)：（適合用于大型罐）

可采取高溫短時(shí)滅菌，營(yíng)養(yǎng)成份破壞少，有利于提升發(fā)酵產(chǎn)率；發(fā)酵罐利用率高；蒸汽負(fù)荷均衡；采取板式換熱器時(shí)，可節(jié)約大量能量；適宜采取自動(dòng)控制，勞動(dòng)強(qiáng)度?。豢蓪?shí)現(xiàn)將耐熱性物料和不耐熱性物料在不一樣溫度下分開(kāi)滅菌，降低營(yíng)養(yǎng)成份破壞。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第99頁(yè)缺點(diǎn)：對(duì)小型罐無(wú)優(yōu)勢(shì)，不方便，對(duì)設(shè)備要求高；蒸汽波動(dòng)時(shí)滅菌不徹底；當(dāng)培養(yǎng)基中含有固體顆?；蛴休^多泡沫時(shí)，以分批滅菌好，預(yù)防滅菌不徹底。

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第100頁(yè)分批滅菌與連續(xù)滅菌比較

滅菌方式

優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

連續(xù)滅菌

1、滅菌溫度高，可降低培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失；

2、操作條件恒定，滅菌質(zhì)量穩(wěn)定；

3、易于實(shí)現(xiàn)管道化和自控操作；

4、防止了重復(fù)加熱和冷卻，提升了熱利用率；

5、發(fā)酵設(shè)備利用率高；

1、對(duì)設(shè)備要求高，需另外設(shè)置加熱冷卻裝置；

2、操作較麻煩；

3、染菌機(jī)會(huì)多；

4、不適合于含大量固體物料滅菌；

5、對(duì)蒸汽要求高；

分批滅菌

1、設(shè)備要求低，不需另外加熱冷卻裝置；

2、操作要求低，適于手動(dòng)操作；

3、適合于小批量生產(chǎn)規(guī)模；

4、適合于含有大量固體物質(zhì)培養(yǎng)基滅菌；

1、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較多，滅菌后培養(yǎng)基質(zhì)量下降；

2、需進(jìn)行重復(fù)加熱和冷卻，能耗較高；

3、不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程滅菌；

4、發(fā)酵罐利用率較低；

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第101頁(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基及設(shè)備管道滅菌技術(shù)空消及管道滅菌空氣過(guò)濾器滅菌種子培養(yǎng)基實(shí)消發(fā)酵培養(yǎng)基實(shí)消發(fā)酵培養(yǎng)基連續(xù)滅菌補(bǔ)料實(shí)罐滅菌發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第102頁(yè)空氣除菌

好氣性發(fā)酵過(guò)程中需要大量無(wú)菌空氣，空氣要作到絕對(duì)無(wú)菌在當(dāng)前是不可能，也是不經(jīng)濟(jì)。發(fā)酵對(duì)無(wú)菌空氣要求是：無(wú)菌，無(wú)灰塵，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)水，無(wú)油，正壓等幾項(xiàng)指標(biāo)；發(fā)酵對(duì)無(wú)菌空氣無(wú)菌程度要求是：只要在發(fā)酵過(guò)程中不因無(wú)菌空氣染菌而造成損失即可。在工程設(shè)計(jì)中普通要求1000次使用周期中只允許有一個(gè)菌經(jīng)過(guò)，即經(jīng)過(guò)濾后空氣無(wú)菌程度為N=10-3

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第103頁(yè)1、空氣除菌方法：

輻射殺菌：利用高能量電磁輻射與菌體核酸光化學(xué)反應(yīng)造成菌體死亡。

加熱殺菌

：基于加熱后微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)（酶）熱變性而得以實(shí)現(xiàn)。靜電除菌：利用靜電引力來(lái)吸附帶電粒子而到達(dá)除塵滅菌目標(biāo)。

過(guò)濾除菌：利用微生物不能透過(guò)濾膜除菌。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第104頁(yè)2、過(guò)濾除菌

過(guò)濾除菌是采取定時(shí)滅菌介質(zhì)（棉花、活性炭、玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)或無(wú)機(jī)燒結(jié)材料）來(lái)截留空氣中微生物而制得無(wú)菌壓縮空氣。從可靠性，經(jīng)濟(jì)適用與便于控制等方面考慮，當(dāng)前仍以介質(zhì)過(guò)濾法很好，也是大多數(shù)發(fā)酵廠廣泛采取方法。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第105頁(yè)按過(guò)濾機(jī)制不一樣絕對(duì)過(guò)濾利用微孔濾膜，其孔隙小于0.5甚至0.1μm，將空氣中細(xì)菌濾除，從而取得無(wú)菌空氣。

深層介質(zhì)過(guò)濾由各種介質(zhì)組成過(guò)濾層，濾層較深，空隙較大，靠靜電、擴(kuò)散、慣性和阻截作用等將細(xì)菌截留在濾層中，從而取得無(wú)菌空氣。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第106頁(yè)空氣過(guò)濾介質(zhì)棉花玻璃纖維活性炭超細(xì)玻璃纖維紙石棉濾板燒結(jié)材料過(guò)濾介質(zhì)新型過(guò)濾介質(zhì)

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第107頁(yè)1.棉花：品種不一樣，要求新鮮，纖維長(zhǎng)而疏松，貯存時(shí)間長(zhǎng)話，纖維易斷，易堵塞。2．玻璃纖維：直徑小，不易折斷，過(guò)濾效果好。阻力損失小3．活性炭：強(qiáng)度高，表面積大，空隙大，阻力小，只有棉花阻力1/12。缺點(diǎn)：體積大，裝填費(fèi)時(shí)費(fèi)勁，松緊度不易掌握，空氣壓降大。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第108頁(yè)4．超細(xì)玻璃纖維紙：

超細(xì)玻璃纖維紙是上好無(wú)堿玻璃，噴吹成絲狀纖維，再以造紙法做成。該過(guò)濾為高氣速過(guò)濾，氣流速度越高，效率越高。但超細(xì)玻璃纖維紙強(qiáng)度小，易斷，多用于過(guò)濾器。

為了增加強(qiáng)度，可添加：①

木漿纖維。但效率較低；②

環(huán)氧樹(shù)脂；③

多層復(fù)合使用?？稍黾訌?qiáng)度，厚度0.25mm。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第109頁(yè)

．5.石棉濾板：20％石棉，80％其它纖維，厚度3～5mm，纖維短，df粗，效率高。

特點(diǎn)：不怕水，受潮不易穿孔和折斷。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第110頁(yè)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)（1）深層棉花（活性炭、玻璃纖維）過(guò)濾器深層棉花過(guò)濾器是立式圓筒形，內(nèi)部充填過(guò)濾介質(zhì)，空氣由下向上經(jīng)過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，以到達(dá)除菌目標(biāo)。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第111頁(yè)填充物按以下次序安裝：金屬絲網(wǎng)和麻布作用是使空氣均勻進(jìn)入棉花濾層。在充填介質(zhì)區(qū)間過(guò)濾器圓筒外部有裝夾套，作用為在消毒時(shí)對(duì)過(guò)濾介質(zhì)加熱，要十分小心控制，溫度過(guò)高輕易使棉花焦化而局部喪失過(guò)濾效率，甚至有燒焦著火危險(xiǎn)。空氣普通從下部圓筒切線方向通入，從上部圓筒排出，出口不宜安裝在頂蓋，以免檢修時(shí)拆裝管道困難。孔板——鐵絲網(wǎng)——麻布——棉花——麻布——活性炭——麻布——棉花——麻布——鐵絲網(wǎng)——孔板發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第112頁(yè)過(guò)濾器上方裝有安全閥、壓力表，罐底裝有排污孔，方便經(jīng)常檢驗(yàn)空氣冷卻是否完全，過(guò)濾介質(zhì)是否潮濕等情況。安裝介質(zhì)要求緊密均勻，壓緊要一致。彈簧壓緊裝置能夠保持在一定位移范圍內(nèi)對(duì)孔板一定壓力。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第113頁(yè)（2）平板式纖維紙分過(guò)濾器空氣從筒身中部切線方向進(jìn)入，空氣中水霧沉入筒底，由排污管排出，空氣經(jīng)緩沖層經(jīng)過(guò)下孔板經(jīng)薄層介質(zhì)過(guò)濾后，從上孔板進(jìn)入頂蓋排氣孔排出。金屬絲網(wǎng)和麻布作用仍是使空氣均勻進(jìn)入濾層。發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第114頁(yè)（3）管式過(guò)濾器（4）接迭式低速過(guò)濾器發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第115頁(yè)發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第116頁(yè)發(fā)酵生產(chǎn)中制備無(wú)菌空氣大致過(guò)程

發(fā)酵工程發(fā)酵工業(yè)的無(wú)菌技術(shù)第117頁(yè)空氣除菌流程分析這是一個(gè)比較完善空氣除菌流程，可適應(yīng)各種氣候條件，能充分分離油水，使空氣到達(dá)較低相對(duì)適度下進(jìn)入過(guò)