发酵罐|生物发酵罐|不锈钢发酵罐培养基灭菌的工程设计

一、无菌的标准

根据微生物热死灭方程，要求灭菌后达到无菌是很难做到的，也是不必要的。因此在工程设计中常取N=10^-3。

 二、分批灭菌
   1，分批灭菌的设计

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、降温三个过程。

        2，保证间歇灭菌成功的要素

（1）内部结构合理（主要是*），焊缝及轴封装置可靠，蛇管无穿孔现象

（2）压力稳定的蒸汽

（3）合理的操作方法。

      3，培养基间歇灭菌过程中应注意的问题

（1）温度和压力的关系

（2）泡沫问题

（3）投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残留的问题

（4）灭菌结束后应立即引入无菌空气保压

 三、连续灭菌的设计

1，连续灭菌的流程

（1）喷射加热连续灭菌

    （2）薄板换热器连续灭菌

    （3）喷淋冷却连续灭菌

2，连续灭菌设备的结构及计算

（1）设备结构：

套管式连消塔

       喷嘴式连消塔

连消器

         喷射加热器

薄板换热器
   

1，连续灭菌的优缺点

优点

–保留较多的营养质量

–容易放大

–较易自动控制；

–糖受蒸汽的影响较少；

–缩短灭菌周期；

–在某些情况下，可使发酵罐的腐蚀减少；

–发酵罐利用率高；

–蒸汽负荷均匀。

缺点

–设备比较复杂，投资较大。

2，分批灭菌的优缺点

优点

–设备投资较少

–染菌的危险性较小

–人工操作较方便

–对培养基中固体物质含量较多时更为适宜

缺点

–灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于中小型发酵装置。

 五、影响灭菌的因素

（1）培养基成分对灭菌的影响

油脂，糖类及一定浓度的蛋白质可增加微生物的耐热性，另一些物质，如高浓度的盐类，色素等可削弱其耐热性。

（2）培养基的物理状态对灭菌的影响

（3）培养基中微生物数量对灭菌的影响

（4）培养基中氢离子浓度对灭菌的影响

培养基中氢离子浓度直接影响灭菌的效果。培养基的 酸碱度越大，所需杀灭微生物的温度越低。

（5）微生物细胞中水分对灭菌的影响

细胞含水越多，蛋白质变性的温度越底

（6）微生物细胞菌龄对灭菌的影响

老细胞水分含量低、低龄细胞水分含量高

（7）空气排除情况对灭菌的影响

（8）搅拌对灭菌的影响

（9）泡沫对灭菌的影响

 六、发酵罐的灭菌

培养基的灭菌如果是采用连续灭菌法。则发酵罐应在加入灭菌的培养基前先行单独灭菌。通常是用蒸汽加热发酵罐的夹套或设管并从空气分布管中通入蒸汽，充满整个容器后，再从徘气管中缓缓排出。容器内的蒸汽压力保持1公斤，20分钟。在保温结束后，关键是随即通入无菌空气，使容器保持正压，防止形成真空而吸入带菌的空气。

七、补料液的灭菌

在发酵过程中，往往要向发酵罐中补入各种不同的料液。这些料液都必需经过灭菌。灭菌的方法则视料液的性质、体积和补料速率而定。如果补料量较大，而具有连续性时，则采用连续灭菌较为合适。也有利用过滤法对另补料液进行除菌。补料液的分批灭菌，通常是向盛有物料的容器中直接通入蒸汽。所有的附属设备和管道都要经过灭菌。

 发酵罐 编辑：北京静鑫机械--蒋大伟  87607599

四、连续灭菌与间歇灭菌的比较