发酵工程设备及应用重点

无菌空气：指通过除菌处理空气中含菌量降低到零或极低，从而使污染可能性降低到极小。 静电除尘：利用静电引力来吸附带电离子从而达到除尘灭菌的目的。 间歇发酵：是微生物在一个发酵罐内完成的4个阶段的培养过程，而微生物在其前后两个非旺盛生长时间相当长。

连续发酵：在发酵罐内连续不断地流加培养液，同时又连续不断的排出发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，从而又降低了代谢产物的积累，这样就缩短了发酵周期，提高了设备利用率，是一种新型的发酵技术。

灭菌：使用物理或化学方法去除物料或设备中一切生命现象的过程。 死角：灭菌时某些原因温度达不到或不易达到的局部位置。

膜组件：是将膜以某种形式组装在一个基元设备内，然后在外界驱动力作用下，能实现对混合物各组组分分离的器件，又称膜组件。 介质过滤除菌：是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层，而达到除菌目的。

发酵指数：(发酵单位*发酵液体积)/发酵周期/发酵罐体积

笼式供氧：是动物细胞搅拌式反应供养方式的一种，即用丝网隔开气泡，使之不与细胞直接接触。

离心分离因数：是离心机最重要的技术指标之一，指离心力与重力之比或离心加速度与重力加速度之比。

热阻：微生物对热的抵抗能力称为热阻。 对数残留定律：对微生物进行湿热灭菌时培养基，培养基中的微生物受热死亡的速度与残存的微生物数量成正比。

倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。 原位清洗系统（CIP）：即在位清洗或原地清洗，它是指清洗剂和消毒剂对生产设备的内表面，如：发酵罐、热交换器、泵、阀门、管道和其它相关容器的内表面等无需拆卸和安装，就能进行周期清洗和消毒的系统。

Hutting模型：体积粉碎模型、表面粉碎模型、均一粉碎模型。 网目：单位英寸内筛孔数，用M表示。 连消法：指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过加热，保温和冷却过程的灭菌方法。 实消法：指将配置好的培养基放在发酵罐中通入蒸汽进行灭菌的方法。

影响培养基灭菌的主要因素 1、微生物热阻

2、pH：微生物在pH6.0-8.0范围内耐热性最大 3、菌的浓度:细菌浓度越高，灭菌时间越长 4、培养基成分 5、泡沫 6、颗粒

简述储气罐的作用

1. 消除压缩机排出的脉冲，使罐压稳定，同时利用重力沉降作用分离部分油雾 2. 高温空气在储气罐内停留一段时间，起到空气的部分杀菌作用

提高介质过滤除菌的措施 1、 减少进口空气的含菌数

（1）加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量 （2）提高空气进口位置，减少空气进口含量 （3）加强压缩前的空气预过滤 2、 设计和安装合理的空气过滤器 3、 降低总过滤器空气的相对湿度 （1）采用无油润滑空压机 （2）加强空气的冷却，去油水

（3）提高进入总过滤器的空气温度，降低其相对湿度

对数穿透定律假设 1、纤维之间互不影响 2、微粒与纤维接触即吸附

3、过滤效率与空气中的微粒的浓度无关 4、空气中的微粒在滤层中的递减均匀

气蚀的原因及危害

原因：液体在吸液池压力（Pa）和叶轮入口附近最低压力（Pk）间形成的差压（Pa-Pk）作用下流入叶轮的。当Pa一定时，Pk越低，则泵的吸入能力越大。当Pk低于液体相应温度下的饱和整齐压力Pt时，液体便剧烈汽化产生大量气泡。 危害：1、产生噪音2、泵流过部件点蚀3、泵的性能下降

空气除菌的方法 介质过滤 辐射 加热 静电吸附 化学药品

微生物下游工程一般程序 1、发酵液的预处理和过滤

2、提取：目的是除去与目标产物性质差异大的杂质

3、精制：采用对产品高度选择性的分离技术，除去与产物化学性质和物理性质相近的杂质 4、成品加工

介质过滤除菌的原理

(1)使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的

(2)依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动，从而导致微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩散、重力和静电引力等作用，从而把微生物截留、捕集在纤维表面上，实现过滤目的。

实罐灭菌的步骤

1、 将输料管道的污水放掉，冲净

2、 用泵将配置好的培养基输送到发酵罐或种子罐、料罐中，同时开动搅拌灭菌，灭菌前将

各排气阀打开，将蒸汽从进气口、排料口、取样口等直接通入罐中，使罐温上升到118-121度，罐压维持在0.09-0.1Mpa，保持30min。

热交换器类型 夹套式热交换器、 立式蛇管式热交换器 立式盘管式热交换器

液体物料输送设备及其特点 离心泵 往复泵 隔膜泵

螺杆泵：效率高、无振动和噪音；粘稠性的液体。 齿轮泵：流量较小，但压头较高 漩涡泵：与离心泵类似

典型过滤操作分哪几个阶段？代表设备？ 1、过滤阶段：恒速过滤、恒压过滤 2、滤饼洗涤 3、滤饼干燥 4、滤饼卸除

代表设备：板框压滤机、箱氏压滤机、自动板框压滤机

空气过滤除菌流程

实消法与连消法的定义及优缺点 连消法：指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过加热，保温和冷却过程的灭菌方法。 实消法：指将配置好的培养基放在发酵罐中通入蒸汽进行灭菌的方法。 实消法：优点：

不需专门的灭菌设备，投资少、设备简单、灭菌效果可靠。 对于极易发泡或者黏度很大液体，一般实消法； 对蒸汽的要求较低，一般3-4kg/cm2即可满足。 缺点：

灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大；加热和冷却的时间较长，延长了发酵周

期；中小型罐经常采用。 连消法：优点：

1） 可采用高温短时灭菌，培养基受热时间短，营养成分破坏少，有利于提高发酵产率； 2） 蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。

缺点：1、所需设备设备复杂、投资大；2、操作复杂3、蒸汽压力要求高于5×105Pa

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