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1、实验一 小型发酵罐的演示,一、目的 1、了解发酵罐的基本结构组成。 2、掌握发酵罐的操作规程及使用注意事项。 二、发酵罐原理及结构： 1、原理：发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；实验室使用的小型发酵罐，容积从1L至数百升，罐体由耐压玻璃或不锈钢板制成，配备有无菌空气制备系统、蒸汽制备系统、控制器和各种电极，可以自动地调控实验所需的培养条件，是微生物学、生物工程、医药工业等科学研究所必须的设备。,2、发酵罐的结构： 按照发酵罐的设备：分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐。按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵罐。 罐体：主要
2、用来各种菌体的培养和发酵，密封性要好（防止菌体被污染）。 罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；底部通气的Sparger，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气。罐体的顶盘上有控制传感器，最常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化控制器，用来显示和控制发酵条件等。,三 主要内容,1.各部件名称及功能 2.电极及电极标定 3.发酵罐的灭菌 4.发酵 5.注意事项,发酵罐由罐体、管路、主机及附属设备四部分组成,1.各部件名称及功能,2）管路 蒸汽 一路蒸汽进发酵罐夹套 二路蒸汽进发酵罐 三路蒸汽进取样管路 空气：进罐 水 一路进发酵罐夹套；电加热器、循环水泵、电磁阀
3、 二路进排气管夹套 排气管 排水管,4）附属设备 蒸汽发生器 空气压缩机,2.电极及电极标定,H电极、溶氧电极、泡沫电极、温度电极 pH电极、溶氧电极使用时需标定 1.pH电极和溶氧电极在标定之前要在缓冲液中浸泡并联机通电30min以上。 2.pH电极先标定零点（6.86），再标定斜率（4.00）。 3.在灭菌达到100时标定溶氧0%，（也可在饱和的亚硫酸钠溶液中标定0%）发酵参数设置完毕但还未接种时标定100%。,3 发酵罐的实罐灭菌,1）准备 开蒸汽发生器、开空气压缩机、开水源开关、标定电极、装罐。 2）预热（0-90） 开搅拌器，转速为200-300rpm；温度设为手动 微开排气阀、开排
4、夹套水阀，三通阀提到上挡位，其它阀均关，缓慢开一路蒸汽阀，蒸汽进夹套预热,3）加热（蒸汽进罐）90-121 停搅拌，开空气过滤器排冷凝水阀，开二路蒸汽阀，至基本无冷凝水排出，关小排冷凝水阀，三通阀放到下挡位，蒸汽进罐（调整过滤器前压力表示数在0.12-0.16MPa之间） 到100约2min后关闭排气阀 此时可标定溶氧为0%,4）保温阶段（121，20min） 开排气阀，旋松接种口， 开三路蒸汽阀开取样阀开罐底阀，6-7min后关闭，关闭顺序相反 调节进气量和排气量，使温度维持在121,5）降温（121 -发酵温度） 关接种口，三通阀提至上挡位，关二路蒸汽阀，关一路蒸汽阀，尾气关小 开空气过滤
5、器排冷凝水阀，开空气阀，至无冷凝水排出时关闭排冷凝水阀，三通阀放至下档位。空气进罐 点注水开关，关闭排夹套水阀，开启进水阀和循环管线切断阀，调温度为自动。温度低于100时开搅拌 冷却过程中，罐压严禁掉零。,4.发酵,1）温度降至发酵温度后，设置各发酵参数，溶氧电极校100% 2）火焰圈接种（罐压调小后再接种） 3）. 接种后即可通气培养，罐压保持在0.05Mpa。 4）发酵初始化 5）发酵结束，数据存盘 6）放料，清洗，关仪器。,注意事项,4.1 在消毒过滤器时，流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa，否则过滤器滤芯会被损坏，失去过滤能力。4.2 在发酵过程中，应确保罐压不超过0.17
6、MPa。4.3 在实消过程中，夹套通蒸汽预热时，必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内（不应超过0.2MPa），否则会引起发酵罐的损坏。,4.4 在空消、实消结束后冷却过程中，严禁发酵罐内产生负压，以免造成污染，甚至损坏设备。4.5 在发酵过程中，罐压应维持在0.030.05MPa之间，以免引起污染。 4.6 在各操作过程中，必须保持空气管道中的压力大于发酵罐的罐压，否则会引起发酵罐中的液体倒流进入过滤器中，堵塞过滤器滤芯或使过滤器失效。,思考题： 1 实罐灭菌及注意事项 2 电极的标定 3 如何控制发酵过程中温度、溶氧、pH的变化 4 分析发酵过程中发酵热组成及温度、pH对发酵的影响 5 常
7、用的发酵方式及其区别。（生物反应动力学第二节）,实验二 乳酸细菌的培养与酸牛奶的制作,一、实验目的 1、掌握乳酸发酵的基本方法。 2、了解酸奶发酵的本质，掌握酸奶制作工艺。,二、实验原理,某类微生物在厌气条件下，利用 糖并在发酵液中积累乳酸的作用，称为乳酸发酵。它主要是乳酸细菌。常见的乳酸细菌有乳酸链球菌和乳酸杆菌。它们生成的乳酸，能抑制一些腐败细菌的活动。日常生活中利用乳酸发酵制泡菜、制造酸奶等。,以牛乳为原料， 通过乳酸菌（保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌）的作用分解乳糖产酸，乳酸使牛奶中酪蛋白(约占全乳的29，占乳蛋白的85)变性凝固而使整个奶液呈凝乳状态。同时，通过发酵还可形成酸奶特有的香味
8、和风味(与形成乙醛、丁二酮等有关)。成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。 按凝固状态可将酸奶分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶，二者基本工艺过程相似，本实验主要学习凝固型酸奶的制作方法。,七、作业与思考题,1. 酸奶发酵所用菌种及其主要特性有哪些? 2.发酵酸乳为什么能引起凝乳?,种子扩大培养 目的：为发酵罐的投料提供相当数量的代谢旺盛的种子。 原因：发酵时间的长短和接种量的大小有关，接种量大，发酵时间则短。意义：将较多数量的成熟菌体接入发酵罐中，就有利于缩短发酵时间，提高发酵罐的利用率，并且也有利于减少染菌的机会。 一、种子扩大培养的任务：不但要得到纯而壮的培养物，还要获得 活力旺盛的、接种数量足够的培养物。 二、种子制备的过程 在发酵生产过程中，种子制备的过程大致可分为两个阶 段：（1）实验室种子制备阶段 （2）生产车间种子制备阶段,淀粉水解糖的制备见教材第三章第四节P72 及姚老师讲义。,谢谢观看/欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,
