第三节 培养基灭菌的工程设计 一、无菌的标准 ≤灭菌程度，即残留菌数，根据微生物热死灭方程，要求灭菌 后达到绝对无菌，即N=0,则x为∞，上式无意义，事实上 也不可能做到，也是不必要的。因此在工程设计中常取N=10 3,即1000次灭菌中有1次失败。 ≤在培养基中有各种各样的微生物，不可能逐一加以考虑。一 般只考虑芽孢细菌和细菌的芽孢数之和作为计算依据。 26
第三节 培养基灭菌的工程设计 一、无菌的标准 灭菌程度，即残留菌数，根据微生物热死灭方程，要求灭菌 后达到绝对无菌，即N = 0，则 为∞，上式无意义，事实上 也不可能做到，也是不必要的。因此在工程设计中常取N=10- 3 ，即1000次灭菌中有1 次失败。 在培养基中有各种各样的微生物，不可能逐一加以考虑。一 般只考虑芽孢细菌和细菌的芽孢数之和作为计算依据。 26
例： 有一发酵罐内装403培养基，在121℃温度下进行实罐灭 菌。原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭 菌速度常数为1.8min-1。求灭菌失败几率为0.001时所需的灭 菌时间。 解： N0=40×10°×2×105=8×1012（个） N=0.001; k=1.8(min-1) 2.303 2.303 t= No K 1g(8×1015)=20.34(min) N 1.8 27
例： 有一发酵罐内装40m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭 菌。原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢， 121℃时灭 菌速度常数为1.8min－1。求灭菌失败几率为0.001时所需的灭 菌时间。 解： N0 = 40×106 ×2×105 = 8 ×1012 (个) N = 0.001; = 1.8 (min－1 ) = 2.303 lg N0 N = 2.303 1.8 lg (8×1015) = 20.34 (min) 27
二、分批灭菌的设计 在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。 全过程包括升温、保温、降温三个过程。 150 100 E 一左热 关 50 0g20406080100120140160180200220240260 时河（分) 图8.6分批消毒周期典型的加热、保温和 冷却阶段温度一时间变化关系图 28
二、分批灭菌的设计 在发酵罐中进行实罐灭菌，是典型的分批灭菌。 全过程包括升温、保温、降温三个过程。 28
。孢子热死亡的规律符合-=k·N h尝=Kt n9=lh(×必×2)=n之+ng+n 29
• 孢子热死亡的规律符合 − dN dt = k N K t N N = 0 ln ( ) N N N N N N N N N N N N N N 2 2 1 1 2 0 2 1 1 0 0 ln = ln = ln + ln + ln 29
因为升温、冷却阶段T是时间t的函数，K不是常数，所以： ✉ n六=AeIRT di (7) 必 n=K2-1) (8) n÷=AeRd (9) 式中K是保温阶段的孢子比热死亡速度常数 30
因为升温、冷却阶段T是时间t的函数，K不是常数，所以： （7） （8） （9） 式中Kh是保温阶段的孢子比热死亡速度常数 − = 1 1 0 0 / ln t E RT N N A e dt ( ) 2 1 2 1 ln K t t N h N = − A e dt t t E RT N N − = 3 2 2 / ln 30