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dissolved oxygen sensor
YSI dissolved oxygen sensor
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控制发酵液中溶解氧的工艺手段 （1）改变通气速率(增大通风量) （2）改变搅拌速度 （3）改变发酵液的理化性质
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二、接种 从实 验室 摇瓶 或孢 子悬 浮液 容器 接种
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射线灭菌 紫外线 化学药品灭菌法 表面消毒剂 高锰酸钾溶液：0.1～0.25%、漂白粉 、75％的酒精、 新洁尔灭和杜灭芬、甲醛 37％、戊二醛、过氧乙酸、 焦碳酸二乙酯、酚类
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3、发酵罐灭菌（空消） 灭菌压力：0.147—0.18MPa，45—60min。 灭菌压力 注意事项： 注意事项 空消后，先用无菌空气保压，灭菌的培养基、相 关物料输入罐内后，打开冷却系统进行冷却。
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湿热灭菌法
借助蒸汽释放的热使微生物细胞中的蛋白质、酶和核酸分子内 部的化学键，特别是氢键受到破坏，引起不可逆的变性，使微生 物死亡。 优点：1）蒸汽来源容易，操作费用低廉，本身无毒 优点 2)蒸汽具有很强的穿透力，灭菌彻底 3）蒸汽输送可借助本身的压强，调节方便，技术管理容易 缺点：1)设备费用高 缺点 2）不能用于怕受潮的物料灭菌
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发酵过程溶氧变化曲线
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溶解氧连续检测的意义
在通风发酵中，必须连续地通入无菌空气，以维持菌体 的生长代谢和产物合成。因此发酵液中溶解氧的大小是发 酵过程控制的一个重要参数。在发酵过程中连续测定发酵 液中溶解氧的浓度的变化，可随时掌握发酵过程的供氧、 需氧情况，为准确判断设备的通气效果提供可靠数据，以 便有效控制发酵过程，为实现发酵过程的自动化控制创造 条件。
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三、孢子制备
1、接种 无菌条件，接种斜面。
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接种操作程序见下图。注意： 接种操作程序见下图。注意：整个实验操作过程都 要非常小心，不要碰翻酒精灯，以免烧伤。 要非常小心，不要碰翻酒精灯，以免烧伤。
（1）用左手大姆指、食 ）用左手大姆指、 指和无名指夹住菌种试管 和待接种和斜面试管， 和待接种和斜面试管，右 手拧松棉塞、不取下。 手拧松棉塞、不取下。
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典型的分批发酵工艺流程图
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培养基的预热 培养基先加热到80－90℃，然后再导入蒸汽升温 到120－180℃。 目的： 目的：1）防止直接导入蒸汽时由于培养基与蒸汽 的温度过大而产生大量的冷凝水使培养基稀释 2） 防止直接导入蒸汽所造成的泡沫急剧上升而引起 的物料外溢。
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培养基灭菌 从各路通入蒸汽（进气口、排料口、取样口）， 温度升到120－130℃，保温30min
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任务二 种子制备
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一、培养基配制
1、孢子培养基（g/L） 小麦麸皮 MgSO4 pH自然 35 0.1 琼脂 KH2PO4 蒸馏水 20 0.2
(NH4)2HPO4 0.3
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2、种子培养基（g/L） 黄豆饼粉 酵母粉 MgSO4 (NH4)2SO4 20 5 0.25 3 淀粉 蛋白胨 KH2PO4 CaCO3 40 5 0.2 4
发酵制药
学习情境三 放线菌发酵制药
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子学习情境3.1
四环素发酵
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任务一 发 酵 准 备
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一、发酵罐的清洗
1、发酵罐的结构 不锈钢搅拌罐主要有不锈钢壳体、夹套、搅拌 装置、通风及空气分布管、挡板、接种孔、多个 点击插孔、多个流加孔以及各个相关管道的连接 口组成。
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②固体培养法 试管 三角瓶 茄子瓶
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生产车间种子培养的方法
液体深层培养： 液体深层培养： 目前几乎所有的好气 发酵均采用此法
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任务三 发酵生产
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一、发酵参数控制
1、温度的控制
发酵温度的测量 感温元件装在金属套管内，插入发酵 液中在线测量。 发酵温度的控制 夹套 （10M3以下） 盘管（蛇管） （10M3以上）
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3、发酵培养基（g/L） 黄豆饼粉 酵母粉 MgSO4 (NH4)2SO4 40 2.5 0.25 3 淀粉 蛋白胨 CaCO3 100 15 4
a-淀粉酶（105U/mL） 0.1mL
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二、培养基灭菌
1、分批灭菌 将配制好的培养基输入发酵罐内，直接用蒸汽加 热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定的时 间，再冷却至发酵要求的温度，称为分批发酵或 实罐灭菌。
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任务四 发酵结束
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一、发酵液的处理
1、菌体的分离方法 （1）离心分离 管式高速离心机、碟片式离心机 （2）过滤 真空过滤机、板框过滤机
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2、细胞破碎 、 常用破碎方法 机械法：珠磨法、高压匀浆法、超声波破碎法、X-press法 等 非机械法：酶溶法、化学渗透法、冻融法、干燥法等
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（3）物理法
①渗透压冲击法：将细胞放在高渗透压的介质中，达到平衡 后，转入到低渗透压的缓冲液或纯水中 ②冻融法：低温冷冻而在室温下缓慢融化 ③干燥法：热空气干燥、真空干燥、冷冻干燥
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二、发酵罐的清洗
发酵结束，取出发酵液和各种电极，将发酵罐在 121℃，灭菌15min。 充分清洗发酵罐内部。
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小型罐 夹套式换热装置
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夹套式换热装置
应用：小型罐、种子罐 小型罐、 小型罐
在容器外壁安装夹套
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竖式蛇管换热装置
大型罐多用
适用于冷却用水温度 较低的地区。
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竖式列管换热装置
以列管形式对称安装于罐内
适用于气温较高， 适用于气温较高，水源充足的 地区。 地区。
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从种子罐接种
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三、补料控制
补料的内容 （1）补充微生物能源和碳源 （2）补充菌体所需要的氮源 （3）加入某些微生物生长或合成所需要的微量元素 或无机盐
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第三节 溶氧的测定和控制
补料的原则 （1）根据菌体本身的遗传特性、生长代谢规律 （2）根据生产需要
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四、取样
取样目的 通过定时取样获得培养过程的状态参数，以观察 发酵的进行。 取样方法 打开取样管，弃去残留发酵液，收集新鲜发酵液。 取样结束，取样管口通入蒸汽5min，灭菌。
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2、pH的控制 、 的控制
（1）调整培养基的组分 在培养基配方中考虑到维持pH的需要。例如加入CaCO3，使用缓冲液等。 （2）在发酵过程中进行控制 ①添加CaCO3 ②氨水流加法 ③尿素流加法 （3）通过补料调pH （4）当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH
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3、泡沫的控制 、
化学消泡
①天然油脂；常用的有玉米油、米糠油、豆油 豆油、棉子 豆油 油、鱼油及猪油等。 ②高碳醇、脂肪酸和酯类；聚二醇 聚二醇具有消沫效果持久 聚二醇 的特点，尤其适用于霉菌 霉菌发酵。 霉菌 ③聚醚类；在生产上应用较多的是聚氧丙烯甘油和聚 聚 氧乙烯氧丙烯甘油(又称泡敌 又称泡敌)。 氧乙烯氧丙烯甘油 又称泡敌
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4、附属设备的灭菌 、
分空气过滤器：发酵罐灭菌之前灭菌，灭菌后空气吹干备用。 补料系统： 补料管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。 消沫剂系统：蒸汽压力0.15MPa，保温30分钟。 消沫剂管路：与补料罐同时灭菌，保温时间1小时。 移种管路：蒸汽压力0.30—0.45MPa，保温时间1小时。
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四、种子培养
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种子扩大培养流程图 1、2-保藏种子
LOGO 3-斜面 4-摇瓶 5-茄子瓶 6-固体培养 7、8-种子罐 9-发酵罐
1、任务： 、
获得大量 活力强 大量的活力强 大量 活力强的种子，以便在发酵罐的发酵 培养过程中尽可能地缩短迟滞期。
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2、培养类型 、
实验室种子培养的方法： 实验室种子培养的方法： ①液体培养法（三角瓶摇床振荡或转式培养）；
（2）右手拿接种环，在 ）右手拿接种环， 火焰上烧灼灭菌， 火焰上烧灼灭菌，特别 是箍处。 是箍处。 LOGO
（3）火焰边取下两个棉 ） 不能放下； 塞，不能放下；烧灼管 口一周。 口一周。
（4）将接种环伸入试 ） 管内，冷却后， 管内，冷却后，轻轻 挑取少量菌体，立即 挑取少量菌体， 将接种环抽出。LOGO 将接种环抽出。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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2、发酵罐的清洗 从接种孔加入70L左右的清水，启动搅拌，转速 为100r/min左右，用蒸汽加热清水至121℃左右， 搅拌30min左右，以此清洗发酵罐。清洗完毕，利 用空气压力排出洗水，并用空气吹干发酵罐。
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二、发酵设备检查
检查项目： 管路连接 阀门 密闭性 仪表校正
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三、发酵设备灭菌
1、消毒与灭菌在发酵工业中的应用 消毒：指用物理和化学方法杀死物料、容器、 器具内外的病原微生物。一般只能杀死营养细 胞而不能杀死细菌芽孢。 灭菌：用物理或化学方法杀死或除去环境中所 有微生物，包括营养细胞、细菌芽孢。消灭杂 菌和防止杂菌污染。 LOGO
关于灭菌和消毒的不正确的理解是（ 关于灭菌和消毒的不正确的理解是（
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机械破碎法
特点：处理量大、破碎效率高、速度快； 原理：对物料的挤压和剪切作用； 主要方法： 高压匀浆 珠磨 超声波破碎
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非机械法 （1）酶溶法： （2）化学法 利用化学试剂溶解细胞壁或抽提细胞中某些组分的方法 ①酸碱来调节溶液的pH ②有机溶剂：甲苯 ③表面活性剂：都是两性化合物，分子中有一个亲水基团和一个疏水 基团，在适当的pH值和离子强度下，他们聚集在一起形成微胶束，使 膜的通透性改变或使之溶解