Министерство образования и науки Республики Казахстан

Лекции по дисциплине

«Оборудование биотехнологии»

Лекция 4. Оборудование для стерилизации твердых

питательных сред.

Разработал: доцент Еренгалиев А.Е.

Семей 2015

Лекция 4. Оборудование для стерилизации.

Стерилизаторы твердых питательных сред

Биологически активные вещества получают путем культивирования (т.е. выращивания):

• либо поверхностным способом на т.н. твердых питательных средах (ТПС);

• либо глубинным способом на жидких питательных средах (ЖПС).

Однако до культивирования необходимо избавиться от посторонней (дикой) микрофлоры, которую могут содержать эти питательные среды.

Для этого необходимо либо разрушить эти микроорганизмы, либо их удалить.

Процесс разрушения или уничтожения посторонней микрофлоры называется стерилизацией.

Аппараты для стерилизации классифицируются по ряду признаков.

I. Первым, из них является - вид среды и способ стерилизации.

Для твердых питательных сред используются:

• Тепловые способы.

• Холодные способы.

К тепловым способам стерилизации относятся:

а) стерилизация водяным насыщенным паром

• либо при вакууме,

• либо при атмосферном

• либо при избыточном давлении;

б) стерилизация инфракрасными лучами;

в) стерилизация электронагревом;

г) стерилизация посредством ВЧ нагрева и СВЧ нагрева.

К холодным способам относятся:

а) стерилизация посредством ионизирующего излучения;

б) стерилизация химическая окисью этилена -

- (в газовых шкафных стерилизаторах)

в) ультразвуковая стерилизация;

г) стерилизация посредством радиационного воздействия;

д) фильтрация через стерилизующие фильтры.

II. По структуре рабочего цикла стерилизаторы могут быть:

а) непрерывного; и б) периодического действия.

III. По конструктивному исполнению стерилизаторы для твердых питательных сред могут быть:

1. Горизонтальные одноступенчатые.

2. Горизонтальные двухступенчатые.

3. Совмещенные двухступенчатые с одной вертикальной и второй горизонтальной ступенью, а также и др.

Во всех этих стерилизаторах используется насыщенный водяной пар.

Следует отметить, что стерилизация паром является наиболее простой и наиболее экономичной.

Пар обладает рядом хороших свойств:

• легкость транспортировки;

• способность проникновения в труднодоступные места, особенно соединительных трубопроводов и арматуры;

• большая теплоотдача;

• не токсичность и т.д.

Жидкие питательные среды также стерилизуются паром в установках непрерывного действия типа УНС, «Де-Лаваль» и пр.

. Стерилизаторы твердых питательных сред к твердым питательным средам (тпс) относятся:

- пшеничные отруби, свекловичный жом, сахарная меласса, солодовые ростки, биошрот и т.п.

Одним из аппаратов предназначенных для их стерилизации является стерилизатор конструкции ВНИИЭКИпродмаша (Рис. 1).

Рис. Аппарат для стерилизации ТПС конструкции ВНИИЭКИПродмаша.

• Стерилизатор снабжен горизонтальным цилиндрическим корпусом 1 с двумя эллиптическими торцевыми стенками.

• Внутри корпуса установлены мешалка в виде двух параллельных горизонтальных валов 2 с наклонно поставленными радиальными лопастями 3.

• Валы опираются на две вертикальные стойки 4, в которых установлены подшипниковые опоры валов.

• Валы мешалок периодически по заданному автоматическому циклу получают вращение от привода, размещенного вне корпуса.

• Радиальные лопасти мешалки 3 обладают возможностью изменения угла поворота относительно оси валов.

• Это позволяет устанавливать оптимальный радиальный зазор между лопастями и внутренними стенками аппарата.

• Направление вращения валов разное, это позволяет хорошо перемешивать твердые питательные среды внутри стерилизатора.

• При этом среда перемещается в двух противоположных направлениях, двигаясь от одного торца аппарата к другому.

• В верхней части корпуса аппарата установлен люк для загрузки среды 5.

• Пространство между нижней частью наружного цилиндрического корпуса аппарата и внутренним днищем 6, выполненным в виде двух криволинейных поверхностей, служит пароводяной рубашкой 7.

• Радиус двух полуцилиндрических поверхностей внутреннего днища соответствует радиусам радиальных лопастей.

• В паровую рубашку подается пар давлением до 0,2 МПа. За счет этого поддерживается заданная температура стерилизации.

• Помимо всего прочего стерилизатор укомплектован:

• штуцерами для подвода и отвода пара и конденсата,

• приборами регулирования температуры, давления

• и предохранительным клапаном.

Для этого стерилизатора характерны следующие технические параметры:

• Единовременная загрузка составляет 400 кг.

• Производительность до 2000 кг/сутки.

• Число оборотов мешалки – 15 об/мин.

• Мощность двигателя – 10 кВт.

• Время цикла обработки – 3 - 4 часа.