发酵工艺实验讲解.pdf

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验,将样品稀释N倍,~1mg/ml的范围之内;10:..2)取蒸馏水1ml,稀释液1ml,;(3)在沸水浴中煮沸5分钟;(4)在冰水浴中迅速冷却;(5)用比色管定容到5ml;(6)以参比做比较,在分光光度计上540nm测定去其OD值。参比的操作为(2)步中将稀释液用蒸馏水代替。,使用葡萄糖的标准工作曲线,计算残糖量。11:..金霉素含量的测定一、实验目的掌握金霉素含量的测定原理和操作过程二、实验原理金霉素在440nm下具有吸光度,通过测定发酵液中金霉素吸光度的变化,比较金霉素标准曲线,可以计算出发酵液中金霉素的含量。三、:蒸馏水;固体草酸;2mol/LHCl。:电子天平;三角瓶(100ml);烧杯(50ml);恒温水浴锅;容量瓶(50ml);分光光度计;pH试纸;吸管。四、。,—,过滤。,稀释100倍。。℃水浴5min,定容到50ml;对照样品不加热。。。金霉素标准曲线12:..发酵罐的熟悉及灭菌操作(一)发酵罐的熟悉一、-15L生物反应器是一个精心设计、精密加工装配而成的生物反应系统,总容积15L,,能精确的测量温度、搅拌转速、PH值和溶解氧浓度,并能精确的控制温度、搅拌转速和PH值。配备有自动消泡装置及输送料液的蠕动泵系统。机械搅拌装置位于罐盖上部,采用机械密封结构,具有可靠的抗污染密封性能。气体过滤器,具有过滤效率高、流量大、阻力小、能耐重复蒸气消毒(耐蒸气消毒温度≤140℃),能有效而可靠地虑出空气中杂菌,而且体积小,安装更换方便等优点;主要管路均采用“O”型密封圈结构的连接方式,可有效地防止因泄漏而导致发生污染。该装置由罐体、管路系统、自动控制系统三大部分组成,安装、拆卸、清洁方便,容易维修保养。,经机械加工、精细抛光后,内、。。反应器工作温度≤125℃,反应器搅拌功率为185W,转速为150~1000rpm,搅拌器型式为两档六平叶拆卸式涡轮浆。加热器加热功率为750KW。(1)罐体的总容积15L,。(2)罐高(H)为445mm,罐径(D)为200mm,高径比H:D为2:。(3)罐体夹套装有进出水口各一个,用于培养过程中恒温水、冷却水的循环或进、处,以13:..(4)罐体夹套右侧上方装有压力表,便于观察蒸汽灭菌及补充冷水时夹套内的压力变化。(5)罐体的下部右侧有两个直径Φ25㎜的标准电极插孔,用于安装进口或国产的PH及DO电极。(6)罐体正面装有矩形视镜,背面配有圆形灯镜和专用照明灯具,以便于观察罐内培养液的情况与叶面上部的其它空间。(7)取样放料阀位于罐体下部,与蒸汽管道连接,可反复消毒灭菌。开启和关闭采用手动顺时针和逆时针的旋转方式。该阀门可以在培养过程中作为取样阀又可以在放料过程中作为放料阀。(8)搅拌器为两档六平叶拆卸式涡轮浆。(9)反应器内壁装有可拆卸的4块挡板,以增强培养过程中的混合效果。(10)罐体下部装有单管气体分布器,消毒灭菌时可以通入蒸汽。培养过程可通入无菌空气。(11)罐体背面上部装有排气管道并与冷凝器连接,用于培养过程中的排气冷凝。,有“O”型密封圈与罐体法兰密封。罐盖的两侧装有可拆卸的手柄。在罐盖中心装有搅拌器动力输出的“轴系总成”四周分布有9个开孔(见图1).该9个孔的用途分别为:其中通用接口b有6个,均为插针式接口,可用于补料、换液和酸、碱、消泡剂的加入及备用,并以硅橡胶垫圈与注射式密封针头及压帽互相衔接。连接硅橡胶管的注射式密封针头和压帽可分别单独灭菌。之后,在火焰保护下插入即可。这里值得注意的是:在接种的时候打开接种口a进行接种操作时,由于开孔口径较大易于排气,致使罐内压力跌零。此时应加大通气量,使罐内始终保持正压状态,同时,须使接种口处于火焰保护状态。操作时动作要快,14:..b也可以作为压差式接种的接种口,接种完毕应用消毒酒精棉封住接种口,并旋上螺口盖帽。二、:..2序号代号名称1G-01气体调节阀2G-02滤器进气阀3G-03无菌空气阀4S-01滤器消毒阀16:..5S-026S-03底阀消毒阀7S-04滤器排气阀8S-05蒸汽滤气排水阀9W-01水泵进口阀10W-02冷水旁路阀11W-03水泵出口阀12W-04冲洗阀13W-05夹套回流阀14W-06冷凝水阀15M-(1)气体调节阀该阀为装于流量计上的针型阀,用于培养过程中开启、关闭空气及调节空气的流量。球浮子的中部最大处是为空气流量读数。(2)滤器进气阀消毒霉菌是关闭此阀以防止蒸汽通入空气流量计;消毒结束或进入培养阶段时,关闭S-01阀,开启此阀,使空气经过过滤器通入罐内。(3)无菌空气阀此阀用于将过滤后的无菌空气经气体分布器通入罐内。培养过程中,若遇到临时停电、停气等故障时,先关闭此阀,既可保证罐内正压有能防止罐压急剧下降造成培养液倒流现象。(4)尾气排气阀消毒时调节排气量以控制罐内温度和压力。培养过程中调节尾气流量以维持罐压(保持进气和排气的平衡)。17:..5)滤器消毒阀消毒时关闭G-02阀,开启此阀,蒸汽通入过滤器进行消毒,同时将蒸汽经过过滤器通入罐内。(6)夹套蒸汽阀消毒时开启此阀和W-11阀,关闭W-02,W-03和W-05阀,蒸汽通过夹套,对罐内培养基进行预热,防止在蒸汽直接通入罐内培养基中时由于产生过多的冷凝水而造成培养基体积增加。(7)底阀消毒阀消毒时,开启此阀和M-01,对取样、放样阀(底阀)及取样管道进行灭菌。(8)滤气排气阀消毒时排去过滤器中的冷凝水,又可在培养过程中防止可能出现的回流管道的倒流现象出现。(9)蒸汽过滤器排水阀使用前开启此阀,排去冷凝水。(10)水泵进口阀发酵过程中用于循环泵往夹套通入循环水的阀门,消毒时关闭此阀以防止蒸汽进入泵内。(11)冷水旁路阀当水泵出现故障时,开启此阀,保证管路系统充满水。(12)水泵出水阀消毒时,关闭此阀,防止蒸汽进入水泵;快速冷却或培养过程中,开启此阀,冷凝水由水泵进入夹套,进行温度控制。发酵过程中用于循环泵往夹套通入循环水的阀门,消毒时关闭此阀以防止蒸汽进入泵内。18:..13)冲洗阀培养过程结束后,用皮管连接此阀,可对反应器内、外及环境进行冲洗。(14)夹套回流阀消毒时,关闭此阀,防止蒸汽经加热器进入水泵;快速冷却或培养过程中,开启此阀,冷却水或恒温水经加热器排入下水道或通入水泵进行循环以控制温度。(15)冷凝水阀消毒或培养过程中,为减少培养液的损失,可开启此阀对排气进行冷却,使冷凝液返回罐内。(16)加热器底阀快速冷却或排污时,将加热器内的水排入下水道。(17)温控切换阀在培养过程中,开启此阀。而一旦温控电磁阀W-09失灵时,可关闭此阀,打开或关闭W-10,即可维持手动冷却控温,又可对W-09进行维修或更换。(18)温控电磁阀培养过程中,当罐内温度高于设定值时,自控系统开启此阀,冷却水加入夹套并流经此阀,使温度恒温。(19)温控旁路阀培养过程中,关闭此阀。而一旦温控电磁阀W-09出现故障时,关闭W-08,开启此阀,可代替W-09阀,进行手动冷却控温。(20)夹套排污阀用于排放夹套内的水进入下水道。亦可在S-05阀下面的疏水器出现故障时,排放夹套内的冷凝水。19:..21)排料排气阀消毒时,开启此阀,蒸汽形成回路,对取样放料阀(底阀)及取样管路进行消毒,罐内液体由此口排放。(22)底阀对取样放料阀(底阀)和取样管路消毒结束后,关闭此阀,防止由于冷却时,取样管路内压力剧降,出现倒吸(抽真空)现象而产生污染。(二)发酵罐的灭菌操作简介:反应器的消毒灭菌在微生物发酵培养过程中非常重要,前期污染的主要原因就是消毒不彻底,为确保培养过程在无污染的情况下进行,必须严格按实罐消毒灭菌程序进行操作。反应器的消毒灭菌分为实消和冷却两步进行。(一)实消步骤1、关闭所有阀门。2、向罐内注入待消毒的料液至一定体积(消后体积控制在10L)3、打开电源总开关,及“搅拌”开关,并设置一定的搅拌速度(宜在200rpm左右)。4、将控制机箱面板上的“手动/自动开关处于关闭状态(即控制器处于检测状态)。5、开启尾气排气阀G--04和冷凝水阀W--06。6、开启夹套蒸汽阀S--02、蒸汽虑气排水阀S--05,将蒸汽(-)通入夹套,预热罐内液体。7、当罐内温度达到85~95℃左右时,开启滤器消毒阀S--01、滤气排气阀S--04,关闭冷凝水阀W--06,使蒸汽通入过滤器,并经由滤器排气阀S--04和疏水器排放过滤器中的冷凝水。8、待过滤器中的冷凝水排尽后,(触摸滤器排气阀S—04下端的管子烫手即可),关闭滤器排气阀S--04,然后开启无菌空气阀G--03,使蒸汽通入罐内。9、当温度高于100℃时,罐内产生鼓泡翻腾,此时应关闭“搅拌”开关停止搅拌。蒸汽经排气冷凝器通过尾气排放阀G--04向外排放。此时应调节尾气排气阀G--04到至略有20:..10、当罐内温度上升至121℃(),适当开启底阀消毒阀S--03、排料取样阀M--01,使少量蒸汽经过排料取样阀M--01排出,由“活”蒸汽对取样放料管路进行消毒灭菌。待排放适当时间后(约20分钟),先关闭排料取样阀M--01和底阀消毒阀M--03。11、通过调节夹套蒸汽阀G--04、尾气排放阀S--02或蒸汽进量,使反应器保温、保压(121℃,)30分钟,实消工作即告完成。注意:在消毒灭菌过程中切记:(1)相关管道或区域均应有蒸汽的进和出,使蒸汽形成活路,不能留有死角。(2)经常开启滤器排气阀S--04,排放过滤器中的冷凝水,随后即关闭此阀。(3)当罐内温度超过121℃时,应尽量减少蒸汽进量,关闭或关小夹套蒸汽阀S--02,而不应加大排气,以免液体携带而导致液体体积减少。(4)液体体积在实消结束后,会出现增加或减少现象,这是在消毒过程中由于蒸汽的冷凝或携带造成的。(5)在消毒灭菌过程中应尽量避免蒸汽压力剧跌,一旦蒸汽压力低于罐内压力,罐内液体会倒压进入管道和过滤器内。当这种情况出现时,应尽快关闭底阀消毒阀S--03,防止料液倒压入过滤器内。(二)冷却步骤当实消灭菌结束后,应关闭底阀消毒阀S--03、切断蒸汽源,开启“搅拌”开关,,否则易造成罐内压力剧降,出现罐压跌零甚至倒吸现象,由此而带来污染。具体步骤如下:1、~,开启“搅拌开关(200rpm左右)。2、开启冷凝水阀W—、按下列顺序关闭各阀门:21:..(1)G03;(2)排料取样阀M—01;(3)底阀消毒阀S—03;(4)滤器消毒阀S—01;(5)夹套蒸汽阀S--02。4、按下列顺序开启各阀门,将无菌空气通入罐内:1)气体调节阀G—01;2)滤器进气阀G—02;3)无菌空气阀G--03。注意:,方可开启无菌空气阀G--03,避免罐压高于空气压力造成倒压。5、调节空气调节阀G--01和尾气排放阀G--04,保持一定的罐压。()6、罐内通入无菌空气后关闭夹套排水阀S—05,开启下列各阀,和机箱面板上的分路控制开关,即可进行快速冷却:(1)水泵出口阀W—03;(2)夹套回流阀W—05;(3)温控切换阀W—08;(4)“冷却”开关;(5)“水泵”开关。注意:在冷却过程中罐压的波动比较大,须密切注意观察,切不可使罐压跌零。1、当罐温降至接近培养工艺所需的设定温度(相差约3~4℃)时,将温度手动控制22:..2、(1)关闭机箱面板上的“冷却”开关;3、(2)将机箱面板上的“手动/自动”开关处于开启状态,此时,控制器处于自动控制状态;温度达到培养工艺所需的设定值时,消毒灭菌全过程完毕;4、(3)按工艺要求,设置工艺所需各个参数,待接种。注意:冷却过程中空气流量不要过大,搅拌速度可适当降低,并严格控制罐压,以防泡沫携带量过多。23:..木聚糖的发酵生产一、;;。二、实验原理木聚糖酶,英文名称xylanase,半纤维素酶系中最主要的组成部分。是一类组成比较复杂的的酶,是一种多聚五碳糖,并和纤维素分子存在着氢键连接和物理混合。狭义上的木聚糖酶指的是内切-β-1,4-木聚糖酶,广义上木聚糖酶的主要功能是降解木聚糖分子,主要包括①内切-β-1,4-木聚糖酶(endo-β-1,4-D-xylanase,)②α-D-葡萄糖醛酸苷酶(α-D-glucuronidases,)③β-D-木糖苷酶(-xylanxylohydrolase,)④α-L-呋喃型阿拉伯糖苷酶(α-L-arabinofuranosidases)⑤酚酸酯酶。其中主要降解木聚糖分子的是内切-β-1,4-木聚糖酶,此酶主要是通过内切木聚糖主链的β-1,4-木糖苷键,降解木聚糖主链骨架[27],使木聚糖分子降解成低木聚糖分子,并生成少量的木糖。