第六章 培养基的灭菌及空气的净化 第一节 培养基灭菌的目的、要求和方法 二、培养基灭菌 一、定义 1，培养基灭菌的定义 2，灭菌与消毒的区别

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1 第六章 培养基的灭菌及空气的净化 第一节 培养基灭菌的目的、要求和方法 二、培养基灭菌 一、定义 1，培养基灭菌的定义 2，灭菌与消毒的区别
第六章 培养基的灭菌及空气的净化 第一节 培养基灭菌的目的、要求和方法 一、定义 1，培养基灭菌的定义 2，灭菌与消毒的区别 二、培养基灭菌 1，在发酵过程中夹杂其它杂菌造成的后果 2，工业上具体措施 3，培养基灭菌的目的 4，培养基灭菌的要求

2 5，灭菌的方法 6，湿热灭菌的原理 7，湿热灭菌中的相关定义 8，湿热灭菌的优点 化学法 P261 物理法 P262 湿热灭菌、过滤除菌
致死温度 致死时间 微生物的热阻 相对热阻 8，湿热灭菌的优点

3 第二节 湿热灭菌的理论基础 一、 培养基湿热灭菌需解决的工程问题 灭菌温度和时间的确定取决于： 杂菌孢子的热灭死动力学
第二节 湿热灭菌的理论基础 一、 培养基湿热灭菌需解决的工程问题 灭菌温度和时间的确定取决于： 杂菌孢子的热灭死动力学 反应器的形式和操作方式 培养基中有效成分受热破坏的可接受范围

4 二、微生物的热死灭动力学方程 微生物营养细胞的均相热死灭动力学方程： （1） N：任一时刻的活菌浓度（个/L） t：时间（min）
K：比热死速率常数（min-1）

5 三、温度对K的影响 比热死灭速率常数K与灭菌温度T的关系可用阿累尼乌斯方程表征 （4） A：频率因子（min-1）
ΔE：活化能（J/mol） R：通用气体常数[J/（mol.k）]

6 第三节 培养基灭菌的工程设计 一、无菌的标准 二、分批灭菌 在工程设计中常取 N=10-3 1，分批灭菌的设计
第三节 培养基灭菌的工程设计 一、无菌的标准 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。

7 3，培养基分批灭菌过程中应注意的问题 2，保证间歇灭菌成功的要素 内部结构合理；压力稳定的蒸汽；合理的操作方法。
温度和压力的关系；泡沫问题；投料过程中，麸皮和豆饼粉等固形物在罐壁上残留的问题；灭菌结束后应立即引入无菌空气保压。

8 三、连续灭菌 1，连续灭菌的流程

9 2，连续灭菌设计及计算举例 3，连续灭菌设备的结构

10 四、连续灭菌与分批灭菌 五、影响灭菌的因素 六、发酵罐的灭菌 七、补料液的灭菌

11 第四节 空气中微生物的分布和 发酵工业对空气无菌程度的要求
第四节 空气中微生物的分布和 发酵工业对空气无菌程度的要求 一、无菌空气的概念 二、空气中微生物的分布 三、发酵对空气无菌程度的要求 四、空气含菌量的测定

12 第五节 空气除菌的方法 一、辐射灭菌 二、加热灭菌 三、静电除菌 四、介质过滤

13 一、辐射灭菌 1，原理 α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能破坏蛋白质，破坏生物活性物质，从而起到杀菌作用。 2，应用范围 通常用于无菌室和医院手术室。 3，缺点 杀菌效率较低，杀菌时间较长。一般要结合甲醛蒸汽等来保证无菌室的无菌程度。

14 二、加热灭菌 利用压缩热进行空气灭菌的流程图 空气进口温度为21℃，出口温度为187~198℃，压力为0.7MPa。

15 三、静电除菌 1，原理 利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的。 2，优点 阻力小，约1.01325×104Pa
染菌率低，平均低于10-15％ 除水、除油的效果好 耗电少 3，缺点 设备庞大 、一次性投资较大 、捕集率尚嫌不够，需要采取其它措施。

16 第六节 介质过滤除菌的工艺设备及计算 第一部分 介质过滤除菌的机理 一、定义 二、空气过滤器的功能 三、过 滤 机 理
第六节 介质过滤除菌的工艺设备及计算 第一部分 介质过滤除菌的机理 一、定义 过滤除菌：利用有孔介质从气体中除去微生物。 二、空气过滤器的功能 三、过 滤 机 理 直接拦截 惯性撞击 扩散拦截

17 1，直接拦截 流体中的基本过滤机制 本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒 例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒

18 2，惯性撞击 尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式 流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线运动的惯性 颗粒离开流体主流而撞击到滤材上

19 ３，扩散拦截 气体分子 (作随机运动) 碰撞小颗粒或雾滴；
布朗运动(Brownian motion)碰撞的结果，增加了颗粒碰撞过滤介质的机会； 仅在气体中有效。

20 ４，小结 过滤介质的过滤 / 分离效率由于 直接拦截 惯性撞击 扩散拦截 的共同作用而增强

21 四、过滤介质的类型 表面过滤介质: 编织网粉末烧结 深度过滤介质: 纤维材料结构 棉花 活性炭或玻璃纤维 有机合成纤维 浇铸膜结构

22 第二部分 介质过滤除菌的工艺 一、对空气除菌流程的要求 二、空气过滤除菌流程的分析 1，两级冷却、分离、加热的空气过滤除菌流程
第二部分 介质过滤除菌的工艺 一、对空气除菌流程的要求 二、空气过滤除菌流程的分析 1，两级冷却、分离、加热的空气过滤除菌流程 特点是：两次冷却，两次分离， 适当加热。

23 2，冷热空气直接混合式空气过滤除菌流程 3，高效前置过滤除菌流程
可省第二冷却分离设备和空气再加热设备，流程比较简单，冷却水用量较少，利用压缩空气的热量来提高空气温度。 3，高效前置过滤除菌流程 特点：无菌程度高

24 第三部分 介质过滤除菌的设备及计算 一、深层过滤效率和过滤器的计算
第三部分 介质过滤除菌的设备及计算 一、深层过滤效率和过滤器的计算 过滤效率：就是滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值，它是衡量过滤器过滤能力的指标。

25 2，介质层厚度的计算 由（2）或（3）得 （4） 或 （5）
或 （5） 式中的N1可根据进口空气的菌体浓度、空气流量及持续使用时间算出。在设计空气过滤器时，我们常把N2／N1 ＝1015作为设计指标。 K值（过滤常数）与纤维介质的性质、直径、填充率、气流速度以及菌体大小有关。 对数穿透定律的校正 及计算举例 参见《发酵工程与设备》

26 二、过滤器的结构 （2）预过滤器 （3）过滤系统 1，深层棉花、活性炭过滤器 2，滤纸过滤器 3，金属过滤器 （1）过滤器
过滤系统由 金属过滤器、预过滤器及蒸汽过滤器组成。

27 三、附属设备 1，粗过滤器 2，空气贮罐 3，气液分离器 4，空气冷却器

28 第六章 要 点 1，在发酵过程中污染杂菌会造成什么损失？可以采取什么措施减少杂菌的污染？ 2，灭菌的方法有哪些？培养基灭菌主要用什么方法？
第六章 要 点 1，在发酵过程中污染杂菌会造成什么损失？可以采取什么措施减少杂菌的污染？ 2，灭菌的方法有哪些？培养基灭菌主要用什么方法？ 3，什么是培养基的分批灭菌？说明分批灭菌的过程和注意事项。 4，画图说明几种连续灭菌的流程。 5，在空气除菌过程中介质对空气中微粒的阻拦作用原理有哪些？