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1、.,发酵工程实验技术,发酵过程简介和发酵实验室的建立,.,发酵的基本内容 发酵实验室的基本条件 发酵实验室的公用设施 生物反应器及附属设备 发酵实验室的安全性,.,发酵的基本内容,发酵过程的范围 发酵工业的发展过程 发酵过程的组成部分,.,发酵过程的范围,1、微生物物质 把生物细胞或微生物物质作为最终产品的发酵过程（ 如面包酵母） 2、微生物酶 微生物代谢体系中酶的发酵过程（如淀粉酶、蛋白酶） 3、微生物的中间代谢物 把微生物的代谢产物作为产品的发酵过程 （如乙醇 谷氨酸 4、转化过程 利用微生物对某中物质进行特定修饰的发酵过程（生产抗生素、类固醇）,.,发酵工业的发展过程,.,发酵过程组成部
2、分,种子（斜面） 摇瓶 种子罐 发酵罐 培养液 细胞分离 培养基灭菌 无细胞上清液 产物提取 培养基配置 废液处理 产物纯化 培养基原料 产品包装,.,发酵实验室的基本条件,建立发酵实验室需要考虑的因素 发酵工程实验室,.,建立发酵实验室需要考虑的因素,1、运行规模 2、发酵罐的类型 3、发酵罐的数量 4、发酵过程的特点,.,发酵工程实验室,发酵工程实验室主要是安装了一些先进装装置的微生物学实验室，应该设计成维持高安全标准的同时具有最大效率的实验室。实验室提供舒适的研究环境，具有设计合理的操作区。 实验室一般分为三个区 1、湿地区 这里安装所有的发酵罐、整流装置、高压灭菌锅 2、通用实验室 用
3、于培养基的配置、细胞干重以及粘度的测定等操作 3、分析区 用于发酵液的分析，在一个装备良好的实验室中，分析区应具备如液相色谱（HPLC）、气相色谱（GLC）、分光光度计等。分析区应远离湿地板区，以防损坏精密的分析仪器。 发酵区产生的湿度会严重影响分析仪器，导致测量的不准确甚至完全失灵。发酵罐和离心机的振动，也可能引起读数不准确，这对于天平尤为明显。,.,发酵实验室的公用设施,1、空气 发酵过程需要向发酵罐中不断供给无杂质无菌的洁净空气，因此需要的空气压缩机必须是无油装置 2、蒸汽 发酵实验室中需用蒸汽来对发酵罐进行灭菌、控制大型发酵罐的温度，对培养基进行高温高压灭菌等。 3、水 发酵实验室需用
4、恒定供水，用于维持发酵罐的运行、发酵产品的下游处理高压灭菌锅操作以及样品的分析等。 4、电 实验室需用电来照明和向各种机械装置及设备提供能量。 5、气 如果条件允许，天然气供应可通到实验室，用于一般操作。如二氧化碳、氧气和校准气等专用气体，通常以压缩瓶的形式提供。要注意安全，使用时要带一些保护措施。,.,生物反应器及附属设备,一、发酵罐 二、附属设备,.,一、发酵罐,.,二、附属设备,1、高压灭菌锅 （台式或便携式灭菌锅、标准灭菌锅模式垂直或顶部及前面装料、大型灭菌锅） 2、一般培养箱、轨道式培养箱、振荡器 3、烘箱（热空气烘箱、微波炉） 4、泵（微型泵具有固定速度如添加酸、碱、消泡剂，较大泵
5、用于连续培养或补料分批培养） 5、泵管（硅胶管常用、氯丁橡胶用于厌氧） 6、连接管及夹子（连接管一般使用硅橡胶管，夹子可以使用各种） 7、过滤器 （从空气中除去颗粒物质） 8、培养基储罐 9、气流装置（气体的测量及调节、质量流量控制器） 10、O形环,.,发酵实验室的安全性,发酵实验室的安全工作极为重要，不安全的操作不仅会出现安全事故，也会打乱正常的实验进程。因此，实验室的所以工作人员需要知道并坚守良好的实验室操作规则，尤其应建立定期清洗并检查装置的操作规程。发酵实验室的危险在某些方面类似于其他实验室，但许多潜在危险的程度却相差很大。发酵实验室的安全性主要有如下几个方面 一、电的安全性 二、化
6、学的安全性 三、微生物的安全性,.,一、电的安全性,发酵实验室存在大量的用电设备，因而存在触电和失火的危险。实验操作人员由于接近水、发酵液及电力设备而具有潜在危险。需要专业人员定期检修电力设备、接地线、插座、电线等，以使实验室潜在的危险降低到最低程度。,.,二、化学的安全性,这涉及多种潜在的或实际的危险，如苯乙酸、苯氧基乙酸等有毒营养成分。实际操作人员需要知道如何安全低储存、操作和处置所用的化学药品。 另一个较为普遍的情况与发酵有关的是酸或碱液及其他腐蚀性试剂，使用酸碱的时候要戴手套及安全眼睛。 使用高压灭菌锅的时候，勿将储罐装的过满（不超过总容积的2/3）。锅内有腐蚀性材料时，要及时通知高压
7、灭菌锅操作人员。,.,三、微生物的安全性,多数情况下，对微生物进行操作时，微生物对实验人员或环境产生的危害并不大，应坚守标准的微生物操作。具体为：,.,1、限制实验室人员的进出 2、每天对工作区进行消毒，尤其是当任何液体喷溅时 3、对所有的生物废水进行灭菌 4、使用移液管时不要用嘴进行吸液 5、在试验区不准吃、喝、吸烟或用化妆品，不要在实验室的橱柜或冰箱里储存食物等 6、在处理具有毒性的药剂后或离开实验室前，要用杀菌肥皂洗手 7转移培养基等时要尽量减少气溶胶的形成 8需穿实验服或微生物工作的专业服,.,对于具有高风险的微生物，操作时u更需要谨慎。在最终的试验结果分析中，发酵罐运行人员有责任查明
8、具有风险的微生物种类，以便在开始工作之前就准备好合适的安全性措施。切记进行微生物的大容积培养时，会增加潜在的危险。 通常发酵罐需要进行通气及搅拌，这会形成大量的气溶胶，因此需要在排气口安装一个防细菌扩散的过滤器。发酵罐顶部空间正压运行时，可能迫使微生物从任何泄漏点向外扩散。为此，应检查包括管路在内的所有发酵装置，定期检查损坏、磨损、破裂及明显泄漏，并进行修理或替换。卸料前需要对发酵罐所有的内容物进行灭菌，在运行期间，要彻底清洗发酵罐及周围环境。,.,除了上述危险之外，还有所用的流通蒸汽及压缩气的危险。 实验室安全性的金箴是，在你开始工作之前确切地了解如何能够安全地进行操作。因此，每一名新的实验室工作者在使用任何设备之前，均应在安全操作方面接受指导,.,谢 谢,
