设备教案(2-3)灭菌流程-设备.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 培养基制备设备,1-1 培养基的灭菌设备,1,教学目标,1、说出分批灭菌的定义及其优缺点,2、比较分批灭菌与连续灭菌的异同点,3、简述三种连续灭菌的工艺流程及其优、缺点,4、说出常用加热、维持、冷却设备的工作原理,2,灭菌,：用物理或化学方法杀灭或除去物料或设备中一切有生命物质的过程。,3,一、培养基热灭菌动力学,1、,灭菌对象,：细菌的芽胞,2、,无菌标准,：1/1000 失败几率,3、灭菌时采用高温、短时间的,方法,4,二、培养基制备中的常用灭菌设备,1、间歇式灭菌法中的常用灭菌设备,(1),实罐灭菌(间歇灭菌;分批灭菌),：将配置好的培养基放在发酵罐中或其它装置中,，通入蒸汽将培养基和所有设备一起进行灭菌。,(2),优点,：不需专门的灭菌设备，投资少，设备简单，灭菌效果好。,(3),缺点,：在一个设备内完成加热、冷却过程，需时长，罐利用率低，培养基成分破坏较多。,中小型发酵罐、种子罐常采用此种方法。,5,分批灭菌的操作,1、准备,2、预热,3、加热,4、保温,5、降温,8,.连续灭菌（,sterilization),法中的常用设备,、优点：,、分批灭菌与连续灭菌的异同点：,相同点,：,升温、保温、降温,三阶段,不同点,：,分批灭菌：同一设备，时间错开，,连续灭菌：不同设备，空间错开。,全自动洗衣机,双缸洗衣机,9,连续灭菌的特点：,1、升、降温度快,2、营养损失少,3、投资大,空罐灭菌,空罐灭菌也称空消,。无论是种子罐、发酵罐、还是尿素（或液氨）罐、消泡罐，当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌，为空罐灭菌。,为了杀死所有微生物特别是耐热的的芽孢，空罐灭菌要求温度较高，灭菌时间较长，只有这样才能杀死设备中各死角残存的杂菌或芽孢。,10,连续灭菌流程,11,连续灭菌流程,1、,缺点,：,（1）设备体积大，不能先进先出，培养基易受热不均匀，影响灭菌质量,（2）喷淋冷却管道长，如果培养基粘度大、固体微粒多易堵塞，热能利用不经济。,2、,优点,：设备结构简单，操作方便，应用广泛。,12,喷射加热连续灭菌流程,13,喷射加热连续灭菌流程,1、流程,升温,：喷射加热器，加热蒸汽高速喷出，借抽吸作用直接混和，加热至灭菌温度。,保温,：管式维持器保温,降温,：膨胀阀，真空闪急蒸发器，水分急速蒸发，瞬间冷却至70-80，到发酵罐冷却至发酵温度。,14,优点,：,（1）加热、冷却过程短，营养成分破坏少,（2）可先进先出,（3）需设备自动控制装置,缺点,：需出料泵或置于10米的高度(真空系统的密封问题），需设置自动控制装置，确保蒸汽压力、流量，进料流量的稳定。,15,板式换热器连续灭菌流程,16,板式换热器连续灭菌流程,1、,特点,：单位面积具有高传热面积，且可改变面积大小，拆洗维修方便。,2、,优点,：传热系数大，流程热利用合理，省蒸汽、水，同时完成预热、灭菌、冷却过程。,3、,缺点,：,（1）流体通道较狭窄，若稠厚，流动阻力大；,（2）板间叠合要严密。,17,1-1 连续灭菌,1、说出常用加热设备的工作原理,2、说出常用维持设备的工作原理,3、说出常用冷却设备的工作原理,18,一、加热设备,连消塔，分套管式和喷射式,1、套管式加热器（塔式加热器）,组成：多孔的蒸汽导入管+外套管,（1）,孔径,:5-8mm.,为防止蒸汽喷孔堵塞，孔径不宜太小,（2）,孔数,：决定于导管的直径，通常取小孔的总截面积或导入管的截面积,（3）,夹角,:,小孔与管壁成45,。,夹角开设,（4）,分布,:,小孔的分布上稀下密，以便蒸汽能均匀喷出,19,套管式加热器（塔式加热器）,20,操作：,1,、待灭菌的料液从外管下部的侧面用泵打入，（泵的操作压力蒸气压力），经内外两管间的环隙内向上流动，流速为0.1,m/s,左右。蒸汽从塔上部通入蒸汽导入管，经小孔高速喷出，与料液激烈混和进行加热，到灭菌温度（110-130）维持15-20,s,的高温灭菌时间。,21,、塔的,有效高度,2-3,m，,加热时间20-30,s,、,缺点,：小孔加工困难，设备高，有噪音，改用喷射式,、,优点,：管上开孔，气体以鼓泡形式从小孔喷出，接触，传质、传热面积大,22,23,2、喷射式加热塔,1、,结构,：主要由两个圆筒组成，在每个圆筒的下端依次伸入一个套管式喷嘴，与底盖连接，并把两个圆筒连成塔形。喷嘴上方有圆形挡板。,2、,工作原理,：待灭菌的培养基由下端中心物料管导入，加热蒸汽从物料管外的环隙引入，成环形加热料液，使培养基与蒸汽在瞬间均匀混合并加热到灭菌温度，上升的培养液被圆形挡板阻挡，折转向四周后上升进入扩大管，随后经过第二次加热后由筒顶排出。,24,3、,设圆形挡板的原因,：蒸汽以高速（150,m/s）,冲出喷嘴与培养基瞬间混合均匀后，向上的速度仍十分大，而扩大管仅1,m,左右，料液很容易直接冲出加热器，影响混合效果。设有挡板后，蒸汽、培养基瞬间混合碰撞挡板后，折流在扩大管内进一步均匀混合。,4、,特点,：结构简单，占地面积小，操作时噪音小，运行平稳。但要求组装时物料管与蒸汽的喷嘴一定要同心，否则蒸汽喷出的速度会产生很大差异而造成喷出的蒸汽偏心旋转，影响培养基加热的均匀性和灭菌质量。,25,气-液混合式连消器,1、,结构,：与气-液混合式连消塔基本相同，只是培养液仅仅经过一次加热。,2、,特点,：结构简单，外形较小，使用效果较好。,26,喷射式加热器,27,28,喷射式加热器,工作原理,：料液压入渐缩喷嘴后高速喷出，由于其静压力较低将蒸汽吸入，在混合喷嘴中混合，进入较长的混合段气-液充分混合。料液灭菌后在扩大管中动能转变为静压能而输出。,29,二、维持设备（保温设备）,不需补充加热，在设备外进行良好的保温。,1、,维持罐,长圆筒形，立式密闭容器，高径比1.2-1.5，上下封头为球形，有人孔。,30,维持罐,31,工作原理,：将罐底阀们2关闭，开启阀们1，使料液在罐内自下而上流动，最后从上部侧面出料管流出。当来自加热设备的培养基进料完毕后，在维持罐中剩下的一罐料应继续保温一段时间后，关闭阀们1，开启阀们2，利用蒸汽让培养基由罐底压出。,32,2维持管,u,形管+水平管,优点,：设备简单，阀门少，维持时间短，营养破坏少,缺点,：管道弯头多，流动阻力大，不易清洗。,33,三、冷却器,应选择冷却效率高，无死角，易清洗、易灭菌，结构简单的设备。,喷淋冷却器,套管冷却器,板式换热器,螺旋板换热器,1、,板式换热器,：进行预冷却、预热，流程热利用合理，节省大量的冷却水和蒸汽。,2、,喷淋式,：结构简单，应用广,34,35,36,（）分批灭菌与连续灭菌在灭菌过程中都要经历升温、保温、降温三阶段。,37,预习,空气除菌流程、设备,38,