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进阶必读:发酵培养基连续灭菌综述(图表结合)
引言
1、培养基灭菌方法综述
实消多适用于小规模发酵以及易产生泡沫的培养基的灭菌,一般认为实消灭菌比较彻底,效果更为可靠。连消工艺更加符合“高温快速”的灭菌动力学原则,可以通过自控实现生产过程的半连续生产,提高了工程的自动化水平,省去了实消过程中繁琐的人力劳动。
常见的连消工艺有4 种:连消塔加热喷淋冷却连消工艺、喷射加热真空冷却连消工艺、板式换热器连消工艺、连消塔加热螺旋板换热器冷却连消工艺。
连消塔加热喷淋冷却连消工艺设备较少,流程较短,操作简单,是较早工业应用的连消方式。但该法需使用大量的冷却水
喷射加热真空冷却连消工艺的设备包括喷射加热器、蛇形维持管和真空冷却器,培养基进入喷射加热器,与蒸汽相遇,瞬间升温至灭菌温度(一般为140℃),然后流入蛇形维持管,在灭菌温度下维持2 min~3 min,通过膨胀阀门进入真空冷却器,迅速冷却至接种温度。
喷射加热真空冷却连消工艺易实现“高温快速”灭菌的要求,但是该工艺对膨胀阀门、真空冷却器等设备的品质及操作要求较高。

换热器连消工艺也常用三个螺旋板换热器代替板式换热器。ALFA LAVAL 公司推出一种连消方案,流程与上述工艺相同,只是换热器改用螺旋板换热器。示意图见图7。
预热器的使用大大提高了连消工艺的节能意义和推广价值。板式和螺旋板换热器连消工艺中预热器的设置有效地利用了物料的余热,但物料不与蒸汽直接接触,需要更高的蒸汽温度和压力,还需增加蒸汽冷凝水回收设备,而且板式换热器也有潜在的因设备密封而引起染菌的问题。
4、连消塔+螺旋板+冷却连消工艺
冷料液经过连消泵由配料罐打入预热器,与灭菌维持后的料液热交换,接着进入连消塔与蒸汽混合,快速升温至灭菌温度(一般在135℃),进入维持罐维持5 min~8 min,再进入预热器与冷料热交换,预冷却后进入冷却器用循环水冷却降温至40℃~50℃,送入发酵罐后再冷却至培养温度。
2、温度的控制。温度控制除了需要有冷媒外,对蒸汽的压力和流量均匀提出更高的要求,而且要求智能仪表可以根据这些参数进行控制,防止温度不均一。
3、设备管道在设计中要进行液体力学分析,保证物料在流动过程中能够保证先进先出,防止返混现象,否则便只能通过延长灭菌时间和提高灭菌温度和增大保险系数。
5、对物料的性质要求较高,比较物料的颗粒大小要严格控制,防止大颗粒物料。
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