发酵工艺综合试验讲义

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1、发酵工艺综合实验讲义目录实验一生物反应器的使用…………………………………………3实验二发酵过程中生物量、溶O2及pH测定……………………7实验三15升发酵罐操作与控制实验………………………………8实验四酸奶的制作…………………………10实验五毛霉的分离纯化及腐乳制作………………………………14实验六小曲制作……………………………………………………17实验七糖化酶的发酵和提取实验…………………………………19实验一生物反应器的使用一、实验目的：1．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消

2、的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法二、实验原理：生物反应器是生物技术开发中的关键性设备，一个微生物技术产品从实验室到工业生产的开发过程中，需要逐级放大培养（依次进行小试，中试，生产），使得大型发酵罐的性能与小型发酵罐接近，以使大型发酵罐的生产效率与小型发酵罐的相似。因为在不同大小的发酵罐中进行的生物反应过程虽然是相同的，但在质量、热量和动量的传递上却会有明显的差别，从而导致生物速率的差别。三、系统组成1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体）2．温度系统：(1)夹套升温：蒸汽通入夹套。(2)夹套降温：冷水通入

3、夹套，下进水，上出水。-19-(3)发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。3．空气系统：取气口→空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘（贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离。(丝网分离器)：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5微米以上的微粒其作用介质为铜丝网(

4、加温器)：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60%总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。种子罐或发酵罐4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。5．在线控制系统：热电偶（温度探头）、溶氧探头、pH探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。6、进出料系统：进料口(接种口)、出料口(取样口)。7．蒸汽过滤器：在蒸汽进入空气系统时应用，以免蒸汽中携带的杂质颗粒堵塞分过滤器微孔。-19-三、方法与步骤：(一)原则

5、：1．通蒸汽前先关闭所有阀门。2．粗过滤器不空消也不实消，要定期处理，所以必须关闭通向粗过滤器的阀门。3．活蒸汽，灭过头，即尾汽不能关死，要保证有活蒸汽放出，但不能太大，以免分压。4．罐体排汽口排汽，并保持罐内正压。5．空气过滤系统只空消，不实消，以免罐中物料冲入过滤器内。但空消一结束，即要通入无菌空气吹干管路并保压，避免染菌。6．进蒸汽时顺着蒸汽管路开阀门，结束时逆着进路关阀门，先开尾阀后开主阀，结束时先关主阀后关尾阀。8．蒸汽一停，即由无菌空气充入保持罐内正压。（二）空消：先开启蒸汽发生器，自有蒸汽产生并排掉管路中冷凝水后，按以下步骤进行：1．先关闭所有阀门，检查处是否

6、关紧密封，打开罐上方排气口。2．蒸汽先进空气系统，蒸汽→蒸汽过滤器→分过滤器，无论蒸汽走到哪一路得先放尾阀，放出冷凝水，排掉冷空气，待有蒸汽冲出后调小，打开主阀。3．再进罐体：由主路进罐，然后通入取料管路，再入补料系统（两边）。4．罐压升至0.12Mpa(此时控制系统中温度读数约为120℃左右)时开始计时，保温保压，30分钟。保压方式：（1）调节主汽路进汽阀门控制进汽量；（2）调节排气口排气量大小或尾阀放汽量。5．结束空消：（1）逆着蒸汽进路关，先关近罐阀。（2）同时准备好压缩空气确保蒸汽一停即充入无菌压缩空气以维持空气系统及罐内的正压。近罐空气阀的尾阀要一直微开启。注意：

7、空消前应检查夹套中是否残留了冷水，若有，影响罐体升温，须自夹套出水口将水放出。（三）进料及升温1、调大排气口排气量，至罐压掉零，开启进料口，加料。装上溶氧探头及pH探头。2．夹套升温：蒸汽由夹套蒸汽管路进入夹套进行升温（有表压可读出进入夹套的气压），温度可由控制面板上读出，升至90℃，关闭夹套蒸汽。-19-*升温目的：冷的物料和罐体中直接冲入蒸汽，极易产生大量冷凝水而使培养基中水分过大；另外，对淀粉质的物料，则直接通入蒸汽很容易使物料结球不溶，表面糊化结团，影响灭菌效果；升温还可以利于淀粉质原料液化。*说明：(1)