Классификация методов пеногашения

а) физико-химические - это применение малопенящихся сред, удаление вспенивателей из раствора, добавление веществ, связывающих пеногасители в поверхностно-неактивные комплексы, ослабление образующих пену пленок с помощью добавок ПАВ;

б) механические, гидро- и аэродинамические - способы разрушения пены с помощью воздействия твердых поверхностей, струй жидкости и газа, центробежное и инерционное сепарирование, разрушение пены гидравлическим ударом (скачком давления) и т.д.;

в) термические - с помощью струи острого пара и горячих поверхностей;

г) акустические - колебаниями звуковой частоты и ультразвуком;

д) электрические - использование электрического поля;

е) технологические - способы стабилизации пены за счет снижения интенсивности аэрации, останова мешалки и вывода пены из аппарата. 22

23 Стерилизации питательной и среды и аппаратов

Промышленная стерилизация жидких питательных сред и оборудования, используемого для биосинтеза или вспомогательных процессов, повсеместно осуществляется термической обработкой. Стерилизация химическими дезинфектантами гораздо менее эффективна и изменяет состав питательной среды, а стерилизация ионизирующим облучением небезопасна для персонала. Поэтому нетермические методы находят применение в основном в лабораториях. Термический метод в наибольшей степени отвечает технико-экономическим требованиям. Особенно эффективно применение водяного пара. Пар легко транспортируется и проникает в труднодоступные пространства аппаратов, трубопроводов и арматуры; имеет большую теплоту конденсации, нетоксичен, относительно дешев, не изменяет состав среды и, увлажняя споры микроорганизмов, способствует увеличению на 1-3 порядка скорости их гибели.

Кинетика гибели микрофлоры

При описании скорости гибели микроорганизмов применима одна и та же закономерность для всех способов стерилизации. Если культура гомогенна, т.е. состоит из микроорганизмов одного штамма, то скорость их отмирания описывается уравнением

-dN/d=NK,

где N - число микроорганизмов,  - время, К - константа скорости гибели или удельная скорость гибели. Т.е. уравнение отражает пропорциональность скорости убыли (-dN/d) числу микроорганизмов в среде.

Величина К выражает долю микроорганизмов, погибающих в единицу времени: К=(-dN/N)/d. Т.е. если за первую единицу времени отомрет половина их числа, то за следующую - половина от оставшихся. "К" имеет размерность обратную времени, постоянна во времени и зависит от свойств (вида) микроорганизмов, t, pH.

Если N=N₀ при =0, то интегрируя приведенное уравнение, получим

lnN = ln N₀ - K или N = N₀ exp(-K) или К = ln(N₀/N),

графическое выражение которых имеет вид (рис.18):

Тангенс угла наклона линии в полулогарифмических координатах - есть константа скорости гибели, а представление зависимости в координатах (N) показывает убывание скорости гибели dN/d во времени.

Средняя скорость отмирания

Каждый микроорганизм в ходе стерилизации живет некоторое время, а затем погибает. И это время различно для каждого. Поэтому в расчетах для всей совокупности микроорганизмов часто оперируют понятием средней скорости отмирания и среднего времени отмирания.

Площадь под кинетической кривой N=N_oexp(-K) отражает распределение микроорганизмов по времени жизни. Следовательно

_ср= N_i_i/N_o или в интегральной форме .

Подставляя N=N_oexp(-K) получим

и заменяя переменную (exp(-K)=у) получим: _ср=1/К или К=1/_ср.

Постоянная для данного вида величина _ср характеризует, как и удельная скорость, устойчивость данного вида к ингибирующему фактору.

Если в уравнение N=N_oexp(-K) подставим К=1/_ср, то получим

N=N_oexp(-/_ср). За время =_ср число микроорганизмов уменьшается в е раз, т.е. 2,7 раза и следовательно останутся жизнеспособными 37% популяции.

Если подставим К=1/_ср в уравнение скорости гибели, то получим значение скорости гибели в начальный момент: -dN/d=N_о/_ср. В дальнейшем скорость гибели, будучи пропорциональной числу выживших микроорганизмов, непрерывно уменьшается и наклон кривой в координатах N- постоянно убывает.

Из закона логарифмической гибели вытекают два следствия:

1. Добиться абсолютной стерильности практически невозможно. Можно достичь лишь определенного уровня стерильности. (спорно - С.А.)

2. Вероятность выживания микроорганизмов зависит от начального уровня загрязнения, т.е. от N_о, поэтому при стерилизации целесообразно снижать начальный уровень загрязнения. 23