Стерилизация на хранителните среди и въздуха във ферментатора


Категория на документа: Биология


Химикотехнологичен и металургичен университет

Катедра:Биотехнологя

РЕФЕРАТ
по микробиология - II част

тема: Стерилизация на хранителните среди и въздуха във ферментатора

изготвил: проверил:
Венеция Сусанина доц.Н.Георгиева
БТ0654
16-група

За микробиологията, включително и за промишлената микробиология, от голямо значение са методите за унищожаване на микроорганизмите. В резултат на стерилизацията е възможно провеждането на един микробен процес с чиста култура.
Стерилизация представлява пълно унищожаване на вегетативните форми на микроорганизмите и техните спори. Тя се извършва с помощта на физични и химични агенти, а разтворите могат да се стерилизират чрез филтриране. При много ферментационни процеси хранителните среди, уредите и апаратите
трябва да са стерилни. В практиката се прилагат следните методи за стерилизация: за стерилизацията се използват загрявания при високи температури, някои газообразни вещества ( пари на формаледхид, етиленов окис, и др.), различни химични съединения, ултравиолетови и γ-лъчи, ултрафилтрация и др.
Хранителните среди могат да се стерилизират и непосредствено в работните ферментори. Този начин на стерилизация се извършва по-лесно и гарантира стерилност в по-голяма степен. Но разходът на топлинна енергия и вероятността от влошаване свойствата на средата в резултат на продължителното топлинно въздействие са по-големи. Посевните хранителни среди се стерилизират обикновено в посевните ферментори.
Има 2 метода на стерилизация на хранителните среди:
1. Периодичен процес на стерилизация на хранителни среди
Протича в самия биореактор, при периодично култивиране на микроорганизмите в апарати с малък обем. За 1 час и при t=1300С първо се стерилизира празния биореактор. След това се внася хранителната среда и се нагрява директно с пара при 120 °С, 10 - 15 мин, или 140 °С за 1 мин , която се подава първо във вътрешността на биореактора, а след това се нагрява и самият му кожух. Този вид стерилизация е нискоефективен и при него може да се получи прегряване на хранителната среда, опираща в стените на биореактора, при което се влошават нейните качества.
След стерилизация средата се охлажда до 28-30°С чрез подаване на студена вода в змиевика или кожуха, при запазване на остатъчното налягане в апарата от 0,5 МРа. След това хранителната среда се посява с приготвения посевен материал от продуцента. Инокулаторите (най-малкия апарат) се посяват с посевен материал, получен в колби при лабораторни условия. Посевът се извършва чрез създаване на пламъчна зона и отваряне на посевния материал от колбата в апарата. Подаване на посевен материал от инокулатора към междинен биореактор и от него към работния биореактор се създава чрез налягане. Недостатъци на метода на периодична стерилизация са :
- Ниска ефективност поради нерационално използване на биореакторите;
- Големи разходи на вода и пара;
- Влошава се качеството на хранителната среда поради продължително въздействие с висока температура, при което настъпват изменения в някои от компонентите на средата.

фиг1: Време-температурна зависимост на термичната смърт на микробни клетки

Предвид тези недостатъци се предпочита другия вид на стерилизация, а именно непрекъснатата стерилизация.

2.Непрекъснат процес на стерилизация на хранителните среди.
Метод на високотемпературна кратковременна стерилизация, при който влошаването на качеството на средата е сведено до минимум без да се намалява ефективността на стерилизация.
При нея хранителната среда се подгрява в смесител,след което се подава с помпа в съоръжението за стерилизация. Този смесител се състои от 3 секции- нагревател, задържател и охладител. За стерилизация тук се използват по високи температури. При провеждане на биотехнологични п-си с наличие на аеробни микроорганизми трябва да се използва и стерилен въздух.
Най-широко използван метод на непрекъсната стерилизация е следният: при температура 135°С, в продължение от 5 до 15 минути и налягане на парата около 5 МРа. След това средата се задържа при посочената температура за определено време в апарата за задържане, след което се охлажда. Методът на непрекъсната стерилизация намира приложение за стерилизация на големи обеми хранителни среди и то главно при непрекъснато култивиране на микроорганизми.

фиг2:Колона за непрекъсната стерилизация на хранителните среди
1 -корпус; 2 -вътрешна тръба; 3-шнек; 4-щуцер за изход на средата; 5-щуцер за изпускане; 6-вентил; 7-щуцер за вход на средата

3.Пречистване и стерилизация на въздуха

Има няколко известни метода за пречистване и стерилизация на въздуха, които се основават на 2 принципа: 1- унищожаване и механично отделяне на наличните микроорганизми във въздуха. В практиката се използва най- често филтриране на въздуха през мембранни филтри, влакнести и порьoзни прегради. Филтруването става на 2 етапа, а именно: грубо пречистване на въздуха през стъкло- влакнести материали; окончателна стерилизация чрез използването на индивидуални мембранни филтри поставени пред всеки биореактор.
Атмосферния въздух съдържа различни частици от органичен и неорганичен произход - водни пари и микроорганизми. Общото количество на примесите на въздуха могат да достигнат до 1.109 броя на м3. Производителността на пречиствателната система се подбира съобразно с максималната стойност на замърсяване за дадена местност. Освен това подаването на въздуха в апарати и в помещенията се извършва с помощта на мощни компресори, които от своя страна допълнително го замърсяват с различни примеси. При филтрацията на въздуха е необходимо задържане и на тези примеси. Апаратурното оформление на системата за пречистване и стерилизация на въздуха зависи от методите на култивиране на продуцента.

3.1.Стерилизиране на въздуха във ферментатора

Болшинството от ферментациите в практиката се извършват при обилно аериране на течността. При нормални условия за 1 m3 хранителна среда за 1 минута е необходим 1 m3 стерилен въздух.
Стерилността на въздуха може да се осъществи по няколко начина:
- чрез филтриране; чрез загряване; чрез облъчване с ултравиолетови лъчи; чрез вкарване на О3 ; чрез мокро очистване.
В практиката се използват два начина:
- чрез филтриране и чрез загряване.
Методът чрез загряване е като въздуха минава чрез електронагреватели. При този начин се унищожават всички МО и фаги. Недостатъкът е високата стойност на енергията.



Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Стерилизация на хранителните среди и въздуха във ферментатора 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.