实罐灭菌 编辑

中小型发酵罐常采用的一种培养基灭菌方法
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实罐灭菌是指将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间,再冷却到接种温度,也叫间歇灭菌、分批灭菌。实罐灭菌无需专门的灭菌设备,灭菌效果可靠,对灭菌用蒸汽要求低(0.2~0.3MPa)。但同时,实罐灭菌温度低、时间长而对培养基成份破坏较大,在工业生产中难以实现自动控制。实罐灭菌是中小型发酵罐常采用的一种培养基灭菌方法。

基本信息

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中文名:实罐灭菌

外文名:Realtanksterilization

别名:间歇灭菌或分批灭菌

特点:无需灭菌设备,灭菌效果可靠

灭菌所用蒸汽:0.2~0.3MPa

缺点:对培养基成份破坏较大

原理

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在进行培养基灭菌之前,通常先把发酵罐空气分过滤器灭菌并用空气吹干。进料后,开动搅拌防止沉淀。然后开启夹套蒸汽阀,缓慢引进蒸汽,使料液升温至80℃左右后关闭夹套蒸汽阀门。开三路(空气、出料、取样)进汽阀,开排汽阀。当温度升到110℃时,控制进出汽阀门直至121℃(表0.1~0.15MPa) ,开始保温,一般保温20min。保温结束后,关闭过滤器排汽阀、进汽阀。关闭夹套下道阀,开启冷却水进回水阀。待罐压低于过滤器压时,开启空气进气阀引入无菌空气。随后引入冷却水,将培养基温度降至培养温度 。

要点掌握

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实罐灭菌时一般应掌握如下几点:

(1)蒸汽进入夹层或蛇形管预热时,应同时打开排气口,充分排出罐内空气。

(2)灭菌过程进入罐内蒸气要大,尽可能采用三路蒸气直接进内层。

操作方法

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首先确认蒸汽发生器的各开关都处于正常状态,向发酵罐内加入水,将蒸汽发生器打开,然后检查发酵罐的各个开关是否都处于关闭状态。清洗罐内,用自来水冲洗,并且取下pH电极,pH电极使用前要进行校正,校正用两种标准溶液,一种pH为4,另一种pH为6.86,校正方法与一般电极相同,校正完成后插上电极。确认排料口已经关闭,向罐内注入6L的LB培养基,培养基的配方与种子培养时的培养基配方相同,然后旋紧加料口盖,打开搅拌,搅拌速度为200rpm。打开蒸汽发生器的蒸汽输出阀门,打开发酵罐的蒸汽通路总阀和排料口的蒸汽阀,排尽管路中残存的冷凝水,出料口只有水蒸汽冒出时,就说明冷凝水排尽,此时关闭排料口的蒸汽阀门,打开通入夹套中的蒸汽阀门,与排污阀,控制夹套中的压力,使其处于1.5MPa到2.0MPa左右,罐内的温度会迅速上升,等温度达到95℃时就可以关闭搅拌了,此时罐内的培养基已经沸腾无需搅拌,混合的效果已经很好,同时要开始控制罐顶端的排气阀,先全开,以排尽罐内的空气,然后适当关小此阀,使罐内的压力略大于大气压。当温度达到121℃时,实罐灭菌开始计时,同时控制罐压和夹套内的压力,温度才能维持在121℃。

计时开始十分钟后,打开空气过滤器的蒸汽阀门和隔膜阀,对空气通路灭菌。在维持121℃结束前,校正溶电极,设置为亚,即溶氧为设定为0。计时结束后关闭所有的蒸汽阀门,向夹套中通入自来水,此时排污阀仍需要适当打开,因为罐内培养基会使冷却水气化,此时要吹干空气过滤器内的滤棉,当罐内的温度降到95℃时,打开搅拌,转速设定在200rpm,关闭排污阀和排气阀,向罐内通入无菌空气,当罐压上升后,打开排气阀。当罐内的温度下降到40℃时,启动控温程序,关闭一个水阀,使水流经控制器后在进入夹套。此时可以校正溶氧电极,设置为空气,即溶氧设定为100 。

优点

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1、设备成本低;

2、染菌风险低,连续灭菌过程需要将灭菌发酵液无菌输送至无菌发酵罐;

3、易于人工控制;

4、易于处理含有高比例固体物质的培养基。

5、灭菌用蒸汽要求低(0.2~0.3MPa)。

缺点

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1、灭菌温度低、时间长而对于培养基的营养成份破坏大;

2、蒸气用量波动大。

3、工业生产中难以实现自动控制。