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進階必讀:發酵培養基連續滅菌綜述(圖表結合)
引言
1、培養基滅菌方法綜述
實消多適用于小規模發酵以及易產生泡沫的培養基的滅菌,一般認為實消滅菌比較徹底,效果更為可靠。連消工藝更加符合“高溫快速”的滅菌動力學原則,可以通過自控實現生產過程的半連續生產,提高了工程的自動化水平,省去了實消過程中繁瑣的人力勞動。
常見的連消工藝有4 種:連消塔加熱噴淋冷卻連消工藝、噴射加熱真空冷卻連消工藝、板式換熱器連消工藝、連消塔加熱螺旋板換熱器冷卻連消工藝。
連消塔加熱噴淋冷卻連消工藝設備較少,流程較短,操作簡單,是較早工業應用的連消方式。但該法需使用大量的冷卻水
噴射加熱真空冷卻連消工藝的設備包括噴射加熱器、蛇形維持管和真空冷卻器,培養基進入噴射加熱器,與蒸汽相遇,瞬間升溫至滅菌溫度(一般為140℃),然后流入蛇形維持管,在滅菌溫度下維持2 min~3 min,通過膨脹閥門進入真空冷卻器,迅速冷卻至接種溫度。
噴射加熱真空冷卻連消工藝易實現“高溫快速”滅菌的要求,但是該工藝對膨脹閥門、真空冷卻器等設備的品質及操作要求較高。

換熱器連消工藝也常用三個螺旋板換熱器代替板式換熱器。ALFA LAVAL 公司推出一種連消方案,流程與上述工藝相同,只是換熱器改用螺旋板換熱器。示意圖見圖7。
預熱器的使用大大提高了連消工藝的節能意義和推廣價值。板式和螺旋板換熱器連消工藝中預熱器的設置有效地利用了物料的余熱,但物料不與蒸汽直接接觸,需要更高的蒸汽溫度和壓力,還需增加蒸汽冷凝水回收設備,而且板式換熱器也有潛在的因設備密封而引起染菌的問題。
4、連消塔+螺旋板+冷卻連消工藝
冷料液經過連消泵由配料罐打入預熱器,與滅菌維持后的料液熱交換,接著進入連消塔與蒸汽混合,快速升溫至滅菌溫度(一般在135℃),進入維持罐維持5 min~8 min,再進入預熱器與冷料熱交換,預冷卻后進入冷卻器用循環水冷卻降溫至40℃~50℃,送入發酵罐后再冷卻至培養溫度。
2、溫度的控制。溫度控制除了需要有冷媒外,對蒸汽的壓力和流量均勻提出更高的要求,而且要求智能儀表可以根據這些參數進行控制,防止溫度不均一。
3、設備管道在設計中要進行液體力學分析,保證物料在流動過程中能夠保證先進先出,防止返混現象,否則便只能通過延長滅菌時間和提高滅菌溫度和增大保險系數。
5、對物料的性質要求較高,比較物料的顆粒大小要嚴格控制,防止大顆粒物料。
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