Непрерывный метод стерилизации

Непрерывная стерилизация осуществляется в отдельной аппаратуре, после чего среда подается в предварительно простерилизованный ферментер.

Рис. 21. Схема непрерывной стерилизации питательной среды: 1 - реактор для растворения компонентов; 2 - нагреватель; 3 - насос; 4 - нагревательная колонка; 5 - выдерживатель; 6 - испаритель; 7 - холодильник; 8 - ферментер.

При непрерывной стерилизации используется аппаратура трех типов: нагреватели, выдерживатели и холодильники. Конструкции нагревателей и холодильников обуславливают скорости соответствующих процессов. Некоторые из них (инжектор, испарительная камера) обеспечивают нагрев и охлаждение практически мгновенно. Это значительно сокращает время стерилизации, которое в аппаратах непрерывного действия составляет 30-40 с, что на два порядка меньше, чем при периодической стерилизации. Стадии нагрева и охлаждения при этом в расчет не принимаются и стерилизация рассчитывается для одного выдерживателя.

В схемах непрерывной стерилизации используются нагреватели следующих типов (рис.22а):

1.Пластинчатые. 2.Двухтрубные (труба в трубе). - осуществляют нагрев глухим паром.

3.Струйные (инжекторы). 4.Вихревые. - нагрев острым паром.

Холодильники: типов "1" и "2" (охлаждение через стенку) и испарительные камеры (рис.22б) - охлаждение за счет испарения воды при снижении давления.

Выдерживатели бывают двух типов: 1.Трубчатые. 2.Емкостные.

С целью приближения движения потока ПС в емкостном выдерживателе к режиму ИВ используются различные конструкционные решения (рис.23,24).

1. Внутренние устройства для равномерной раздачи потока: а) экран; б) днище в роли экрана; в) решетка; г) решетка с заглушенными участками.

2. Внутренние устройства для поддержания равномерного распределения потока по поперечному сечению и по высоте аппарата (рис.24): а) тарельчатый тип стерилизатора; б) решетчатый тип.

Движение ПС в выдерживателе обычно близко режиму ИВ. Длительность выдержки равна отношению объема аппарата к расходу ПС (_в=V/Q).

Степень неидеальности потока поддается расчету только в случае прямой трубы; в емкостных аппаратах она зависит от размеров и определяется экспериментально. 25

26 Очистка воздуха от микроорганизмов

Воздух, используемый для аэрации в процессах культивирования микроорганизмов, должен быть очищен от посторонней микрофлоры. Высокие требования к степени очистки (99,9999999%) не позволяют применять многие методы, известные в технологии газовой очистки. Ряд методов (известных по аналогии с подготовкой питательной среды) нерентабелен. Наиболее целесообразным считается метод удаления аэрозольных частиц из газа путем пропускания его через различные материалы волокнистой или пористой структуры.

Фильтрующие материалы (ФМ)

ФМ подразделяются на два основных типа: волокнистые и пористые.

Основные виды волокнистых ФМ:

1.Стекловата., d = 21 мкм, изготовляется из щелочного стекла. Недостатки: при стерилизации выщелачивается и измельчается водяным паром

2.Однонаправленное стекловолокно, d=6мкм, изготовляется из нейтрального стекла.

3.Базальтовое штапельное волокно, d = 6 мкм.

4.Ультратонкое волокно из нейтрального стекла и базальта, d=1,5мкм.

5.Фильтрующие маты (фильтры Петрянова). Изготовляются из различных полимерных волокон: перхлорвинила - ФПП; полистирола - ФПС; ацетатцеллюлозы - ФПА. Их применимость определяется свойствами материала.

ФПП - гидрофобен, стоек к кислотам и щелочам, нестоек к органическим растворителям, выдерживает t до 60 ^оС, применяется при влажности воздуха до 99%.

ФПС - стоек к кислотам, щелочам и органическим растворителям, термостоек - t до 150 ^оС; гидрофилен - используется при влажности воздуха до 60%.

ФПА - имеет антимикробную пропитку и не требует предварительной стерилизации.

Цифры после маркировки указывают на диаметр волокон и гидравлическое сопротивление фильтра в мм водного столба: ФПС-1,5-25.

Основное достоинство волокнистых ФМ - их относительная дешевизна, большая пылеёмкость и малое гидравлическое сопротивление (0,1-0,3 ата).

Пористые ФМ бывают металлические (изготовляются из порошков путем спрессовывания или спекания), керамические и полимерные (из ацетатцеллюлозы и полимера винилового спирта).

Используются в виде пластин и патронов, быстро сменяемых в фильтре. Особую группу составляют микропористые (мембранные) ФМ.

Пористые ФМ (кроме мембранных) отличаются длительным сроком службы (1,5 - 2 года). Основной недостаток пористых ФМ - повышенное "Р". Их применение экономически ограничено необходимостью получения сжатого воздуха более высокого давления.