染菌的检查、分析和防止措施

范文一：染菌的检查、分析和防止措施

染菌的检查、原因分析和防止措施

1.染菌的检查与判断

在发酵过程中对杂菌污染的及早发现，及时处理，是免除染菌造成严重损失的重要问题。因此，要求有确切、迅速的方法来检出杂菌的污染，目前常用方法主要有以下几种：

（1）显微镜检查

通常用革兰氏染色法，染色后在高倍显微镜下观察。对霉菌、酵母发酵，先用低倍显微镜观察生产菌的特征，然后再用高倍显微镜观察有否染菌存在，根据生产菌与杂菌的特征区别，判断是否染菌。必要时，可进行芽孢和鞭毛染色。

（2）平板划线培养或斜面培养检查法

先将经灭菌的固体培养基倒入灭菌的平板中置培养箱摄氏37度，保温24h 检查无菌即可使用。将需要检查的样品，在无菌平板上划线，分别置摄氏37度、摄氏27度培养，以适应嗜中菌和低温菌的生长，一般在8h 后即可观察。

噬菌体检查可采用双层平板培养法，底层同为肉汁琼脂培养基，上层减少琼脂用量。先将灭菌的底层培养基熔后倒平板，凝固后，将上层培养基熔解并保持摄氏40度，加生产菌作为指示菌和待检样品混合后迅速倒在底层平板上，置培养箱保温培养，经12~20h培养，观察有无噬菌斑。

培养基（PH7.0）

葡萄糖（%）牛肉膏（%）蛋白胨（%）氯化钠（%）琼脂（%）上层 0.5 1.0 1.0 0.5 1.0

下层 0.5 1.0 1.0 0.5 2.0

（3）肉汤培养检查法

将需要检查样品接入经灭菌并经过检查无菌的肉汤培养基中，放置摄氏37度和摄氏27度分别培养24h ，进行观察，并取样镜检。此法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，也可用于噬菌体检查，此时使用生产菌作为指示菌。

葡萄糖酚红肉汤培养基：牛肉膏0.3%，葡萄糖0.5%，氯化钠0.5%，蛋白胨0.8%，1%酚红溶液0.4%，PH7.2。

用以上的检查方法检查未发现污染，还不能肯定未被污染。

除以上方法外，还可以从发酵过程的异常现象来判断是否染菌，如溶解氧、PH 值、排气中CO2含量和菌体酶活力等变化来判断。

2. 发酵染菌率和染菌原因分析

（1）发酵染菌率

发酵的总染菌率是指一年内发酵染菌的批数与总投料发酵批数之比。发酵染菌是在发酵罐中发生的染菌率，包括染菌后被挽救不了导致倒罐的批数，但种子罐培养的染菌不接入发酵罐，不导致发酵染菌的另行计算。

（2）染菌原因分析

在发酵染菌之后，必须分析染菌原因，总结发酵染菌的经验教训，把发酵染菌消灭在发生之前，防患于未然，是积极制服发酵染菌的最重要措施。

造成发酵染菌的原因很多，但总结归纳起来，其主要原因有：无菌空气带菌、设备渗漏、灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善。在发生染菌后，根据无菌试验结果，参考以下方法进行分析，找出原因，杜绝污染。

（A ）

从染菌时间来看，发酵早期染菌，可能原因有：种子带菌，培养基和设备灭菌不彻底，接种操作不当，无菌空气带菌；发酵后期染菌，可能原因有：中间补料污染，设备渗漏，操作问题。

（B ）

从污染的杂菌种类来看，污染耐热的芽孢杆菌，可能是培养基或设备灭菌不彻底；污染球菌、无芽孢杆菌等不耐热杂菌可能是种子带菌，设备渗漏；污染霉菌，一般是无菌室灭菌不彻底或操作问题。

（C ）

从染菌的幅度来看，如果各个发酵罐或多个发酵罐染菌，而且所污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题；如果各别罐连续染菌，一般是设备问题。

以上仅仅是在分析问题时作为考虑问题的入门，应根据具体情况综合分析，且通过进一步的无菌检查来验证。

3. 杂菌污染途径及预防

（1）种子带菌及防止

种子带菌的原因主要有以下几方面

（A ）培养基及用具灭菌不彻底

菌种培养基及用具灭菌均在灭菌锅中进行，造成灭菌不彻底主要是灭菌时锅内空气排放不完全，造成假压，使灭菌时温度还达不到要求。

（B ）菌种在移种过程中受污染

菌种的移接工作是在无菌室中，按无菌操作进行。当菌种移接操作不当，或无菌室管理不严，就可能引起污染。因此，要严格无菌室管理制度和严格按无菌操作接种，合理设计无菌室。

（C ）菌种在培养过程或保藏过程中受污染

菌种在培养过程和保藏过程中，由于外界空气进入，也使杂菌进入而受污染。为了防止污染，试管的棉花塞应有一定的紧密度，不宜太松，且有一定长度，培养和保藏温度不宜变化太大。每一级种子培养物均应经过严格检查，确认未受污染才能使用。

（2）无菌空气带菌及防止

无菌空气带菌是发酵染菌的主要原因之一。杜绝无菌空气带菌，必须从空气净化流程和设备的设计，过滤介质的选用和装填，过滤介质的灭菌和管理等方面完善空气净化系统。

（3）培养基和设备灭菌不彻底导致染菌及防止

培养基和设备灭菌不彻底的原因，主要与以下几个方面有关

（A ）原料形状

一般稀薄的培养基容易灭菌彻底，而淀粉质原料，特别是有颗粒时，容易由于灭菌不彻底，造成染菌。淀粉质培养基灭菌以采用实罐灭菌为好，在升温时先搅拌混合均匀，并加一定量的淀粉酶边加边液化。

（B ）实罐灭菌时未充分排除罐内空气

实罐灭菌时，罐内空气未完全排除，造成“假压”，使罐顶空间局部温度达不到灭菌要求，导致灭菌不彻底而污染。为此，在实罐灭菌升温时，应打开排气阀门及有关联接管的边阀、压力表接管边阀，使蒸汽通过达到彻底灭菌。

（C ）培养基连续灭菌时，蒸汽压力波动大，培养基未达到灭菌温度，导致灭菌不彻底而污染。培养基连续灭菌应严格控制灭菌温度，最好采用自动控制装置。

（D ）设备、管道存在“死角”

由于操作、设备结构、安装或人为造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到达或不能充分到达预定应该到达的局部灭菌部位，从而不能到达彻底灭菌的要求。这些不能彻底灭菌的部位称为“死角”，“死角”可以是设备、管道的某一部位，也可以是培养基或其他物料的某一部分。管道多指法兰连接处等。

（4）设备渗漏引起染菌及防止

发酵设备、管道、阀门的长期使用，由于腐蚀、摩擦和振动等原因，往往造成渗漏。例如：设备的表面或焊缝处有砂眼，由于腐蚀逐渐加深，最终导致穿孔；冷却管受搅拌器作用，长期磨损，焊缝处受冷热和振动产生裂缝而渗漏。为了避免设备、管道、阀门渗漏，应选用优质的材料，并经常进行检查。冷却蛇管的微小渗漏不易被发现，可以压入碱性水，在罐内可疑地方，用浸湿酚酞指示剂的白布擦，如有渗漏时白布显红色。

（5）操作问题

上面已指出，在菌种培养过程中，如操作不当会引起染菌。在发酵过程如操作不当也引起染菌，如移种时或发酵过程罐内压力跌零，使外界空气进入而染菌；泡沫顶盖而造成污染；压缩空气压力突然下降，使发酵液倒流入空气过滤器而造成污染；等等。防止操作失误引起染菌，要加强对技术工人的技术培训和责任教育，提高工人素质，加强管理措施。

范文二：染菌处理措施

染菌处理措施

主要注意风系统、蒸汽系统、设备、环境卫生、人员操作五个环节。 1. 加强人员操作的检查，规范各种操作环节;

2. 加强人员劳动纪律、培训及责任心的教育，精心操作，强化管理; 3. 加强车间内环境卫生的处理，定期喷洒消毒剂，特别注意排污口一楼地沟处

的清理;

4. 控制合理的空气压力，在不影响生产的情况下尽可能降低风压; 5. 对风机冷却器、加热器定期打压试漏，保证设备完好;

6. 对风机跨线要定期排污，防止积存杂质及灰尘;

7. 操作过程中要注意避免风压急剧波动，要缓慢开关，特别是放罐操作、调风

操作及消毒吹扫操作。

8. 加强空气过滤器的吹扫、泡点测试、安装、消毒(压力提升至1.2公斤)、降

温及预过滤的位置固定操作，注意蒸汽过滤器安装质量(特别是预滤筒)及

范文三：发酵染菌的检查

染菌的检查、原因分析和防止措施

1. 染菌的检查与判断

（1）显微镜检查

（2）平板划线培养或斜面培养检查法

培养基（PH7.0）

葡萄糖（%）牛肉膏（%）蛋白胨（%）氯化钠（%）琼脂（%）

上层 0.5 1.0 1.0 0.5 1.0

下层 0.5 1.0 1.0 0.5 2.0

（3）肉汤培养检查法

葡萄糖酚红肉汤培养基：牛肉膏0.3%，葡萄糖0.5%，氯化钠0.5%，蛋白胨0.8%，1%酚红溶液0.4%，PH7.2。

用以上的检查方法检查未发现污染，还不能肯定未被污染。

除以上方法外，还可以从发酵过程的异常现象来判断是否染菌，如溶解氧、PH 值、排气中CO2含量和菌体酶活力等变化来判断。

2. 发酵染菌率和染菌原因分析

（1）发酵染菌率

发酵的总染菌率是指一年内发酵染菌的批数与总投料发酵批数之比。

发酵染菌是在发酵罐中发生的染菌率，包括染菌后被挽救不了导致倒罐的批数，但种子罐培养的染菌不接入发酵罐，不导致发酵染菌的另行计算。

（2）染菌原因分析

在发酵染菌之后，必须分析染菌原因，总结发酵染菌的经验教训，把发酵染菌消灭在发生之前，防患于未然，是积极制服发酵染菌的最重要措施。

（A ）

（B ）

（C ）

从染菌的幅度来看，如果各个发酵罐或多个发酵罐染菌，而且所污染的是同一种杂菌，一般是空气系统问题；如果各别罐连续染菌，一般是设备问题。

以上仅仅是在分析问题时作为考虑问题的入门，应根据具体情况综合分析，且通过进一步的无菌检查来验证。

3. 杂菌污染途径及预防

（1）种子带菌及防止

种子带菌的原因主要有以下几方面

（A ）培养基及用具灭菌不彻底

菌种培养基及用具灭菌均在灭菌锅中进行，造成灭菌不彻底主要是灭菌时锅内空气排放不完全，造成假压，使灭菌时温度还达不到要求。

（B ）菌种在移种过程中受污染

（C ）菌种在培养过程或保藏过程中受污染

（2）无菌空气带菌及防止

（3）培养基和设备灭菌不彻底导致染菌及防止

培养基和设备灭菌不彻底的原因，主要与以下几个方面有关

（A ）原料形状

（B ）实罐灭菌时未充分排除罐内空气

（D ）设备、管道存在“死角”

（4）设备渗漏引起染菌及防止

（5）操作问题

范文四：发酵染菌的危害

工业发酵染菌的危害发酵工业是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢，从而获得某种产品。现代发酵工业要求纯种培养，不仅斜面、种子和培养基以及发酵罐、管道等须经严格灭菌除去各种杂菌，而且在需氧发酵中通入的空气也需经过除菌处理。只有这样，才能确保生产不受杂菌污染，从而保证生产菌的旺盛生长。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者导致倒罐，甚至停产。工业发酵中污染杂菌造成的损失是十分惊人的，所以必须认真对待除菌。

发酵时感染杂菌，可引起下列后果：

1) 产生菌和杂菌同时在培养基中生长，结果丧失了生产能力；

2) 在连续发酵过程中，杂菌的生长速度有时会比产生菌生长得更快，结果使发酵罐中以杂菌为主了；

3) 杂菌会污染最终产品，如生产单细胞蛋白时，从发酵液中分离出的细胞夹杂有杂菌；

4) 杂菌所产生的物质，使目的产物的提取发生困难；

5) 杂菌降解了所需要的产物；

6) 发酵时如污染噬菌体，可使产生菌发生溶菌现象。

染菌的检查、原因分析和防治措施1

染菌的检查与判断1) 显微镜检查：通常用革兰氏染色法。先用低倍镜观察生产菌的特征，然后再用高倍镜观察是否有杂菌存在。根据生产均与杂菌的特征区别，判断是否染菌。必要时，可进行芽孢染色和鞭毛染色。

2) 平板划线培养或斜面培养检查法

3) 肉汤培养检查法：此法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌，也可用于噬菌体检查，此时使用生产菌作为指示菌。

此外，还可以从发酵过程的异常现象来判断是否染菌，如溶解氧、pH 值、排气中CO2含量和菌体酶活力等变化来判断。

发酵染菌率和染菌原因分析发酵染菌率：指一年内发酵染菌的批数与总投料发酵批数之比。发酵染菌率是在发酵罐中发生的染菌率，种子罐培养时发生的染菌若不接入发酵罐、不导致发酵染菌的不在计算之列。

由于各种发酵的菌种、培养基、产品性质、发酵周期、生产环境条件、设备和管理技术水平等不同，染菌率有很大差别。

杂菌污染途径及预防杂菌污染途径及预防

1) 种子带菌。原因主要有：培养基及用具灭菌不彻底；菌种在移接过程中受污染；菌种在培养或保藏过程中受污染等。

2) 无菌空气带菌。杜绝无菌空气带菌，必须从空气净化流程和设备的设计、过滤介质的选用和装填、过滤介质的灭菌和管理等方面完善空气净化系统。

3) 培养基和设备灭菌不彻底导致染菌。原因主要有：原料性状影响灭菌效果；实罐灭菌时未能充分排出罐内空气；培养基连续灭菌时，蒸汽压力波动大，培养基未达到灭菌温度，导致灭菌不彻底而污染；设备、管道存在“死角”。

4) 设备渗漏引起染菌。发酵设备、管道、阀门、的长期使用，由于腐蚀、磨擦和振动等原因，往往造成渗漏。

5) 操作失误和技术管理不善也会引起染菌。如移种时或发酵过程罐内压力跌零，使外界空气进入而染菌；泡沫顶盖而造成污染；压缩空气压力突然下降，使发酵液倒流入空气过滤器而造成污染等等。

对噬菌体的防治措施

1) 定期检查噬菌体并采取有效措施消灭噬菌体。当发酵生产中已经发现了噬菌体的危害后，应立即在车间的各个工段及发酵罐的空气过滤系统、发酵液和排气口、污水排放处以及车间周围的环境中进行取样检测，从中找出噬菌体较集中的地方继而采取相应的措施。如对种子室和摇床间可采用甲醛熏蒸及紫外线处理的方法消灭噬菌体和杂菌。对常用器皿及发酵罐体表面，可采用新洁而灭及石炭酸溶液喷雾或擦洗。发酵系统则可采取改进空气过滤装置和蒸汽灭菌的方法。

2) 检查生产系统，消除各种不安全因素。在发酵生产中，当连续发生噬菌体污染后，往往在空气过滤装置及发酵罐底部、内壁、夹层以及管道和阀门接口等处容易存在蒸汽不能直接进入灭菌的死角，必须及早查出隐患，定期更换空气过滤器中过滤材料并改进工艺和设备，杜绝发酵液中的活菌和可能存在的噬菌体向周围的环境排放，彻底消除各种不安全因素，保证生产的正常进行。

3) 选育抗噬菌体菌株和轮换使用生产菌株。选育抗噬菌体菌株是一种有效的手段，所获得的抗性菌株既要有较全面的抗性，并能保持原有的生产能力。对有的菌种在选育中很难做到既有抗性又能保持原有的生产能力。在可能情况下，针对噬菌体对侵染寄主具有专一性的特点，采用轮换使用生产菌株的方法，也可防止噬菌体的蔓延和危害，使生产得以正常进行。

4) 应急的挽救措施。在发酵生产中发现了噬菌体污染时，首先必须取样检查，并根据各种异常现象作出正确的判断，尽可能快地采取相应的挽救措施。常用的应急方法有以下几种：

① 加入少量药物用以阻止噬菌体吸附或抑制噬菌体蛋白质的合成及增殖。前者多系螯合剂如草酸及柠檬酸等；后者是一些抗生素，仅适用于耐药的生产菌株，由于成本较高，无法在较大的发酵罐中使用。

② 当生产进行中污染了噬菌体时，可补入适量的新鲜发酵培养基或促使菌种生长的生长因子（如玉米浆、酵母膏等），有利于菌种生长，抑制噬菌体的增殖，使发酵得以顺利进行。

③ 大量补接种子液或重新接种抗性菌种培养液，以便继续发酵制终点，防止倒灌，尽可能地减少因噬菌体污染所造成的损失。在补种之前也可对已感染了噬菌体的的发酵液低温灭菌。

酵过程中突然停空气的应急处理方法

1、发现突然停空气，应立即大声通知其它人员到岗位进行抢救，并报上级领导。

2、如果供电正常应立即停各运转罐机械搅拌，以防电机烧坏！

3、要先抢救前期罐和种子罐，后抢救中后期罐。

4、立即关闭各运转罐的进气阀，再关排气阀，防止料液倒入空气过滤器。

5、立即关闭各级过滤器的出气阀和进气阀。防止过滤器压力掉零！

6、正常送气后，顺次开总过滤器进气阀，分过滤器进气、出气阀，再开各级罐的进气、排气阀，料液充分翻腾后顺次开启搅拌。（不能同时开搅拌，防止电流过高引起调闸）

7、查清停气原因，停气期间不得脱离岗位，并做好原始记录！

范文五：工业发酵染菌的防治

工业发酵染菌的防治

第一节发酵染菌的危害

发酵染菌能给生产带来严重危害，防止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内容。尤其

是无菌程度要求高的液体深层发酵，污染防止工作的重要性更为突出。所谓“杂菌”，是指在发酵培养中侵入了有碍生产的其他微生物。几乎所有的发酵工业，都有可能遭受杂菌的污染。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，

重者可能导致倒罐，甚至停产。

一，染菌对不同品种发酵的影响

青霉素

疫苗

柠檬酸

谷氨酸

肌苷、肌苷酸

酶制剂

二，不同种类的杂菌对发酵的影响

青霉素发酵：污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大链霉素发酵：污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大

四环素发酵：污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大柠檬酸发酵：最怕污染青霉菌

肌苷、肌苷酸发酵：污染芽孢杆菌的危害最大

谷氨酸发酵：最怕污染噬菌体

高温淀粉酶发酵：污染芽孢杆菌和噬菌体的危害较大

三，不同染菌时间对发酵的影响

1，种子培养期染菌

菌体浓度低、培养基营养丰富

2，发酵前期染菌

杂菌与生产菌争夺营养成分，干扰生产菌的繁殖和产物的形成 3，发酵中期染菌

严重干扰生产菌的繁殖和产物的生成

4，发酵后期染菌

如杂菌量不大，可继续发酵。如污染严重，可采取措施提前放罐

四，不同染菌途径对发酵的影响

种子带菌：种子带菌可使发酵染菌具有延续性

空气带菌：空气带菌也使发酵染菌具有延续性，导致染菌范围扩大至所有发酵罐

培养基或设备灭菌不彻底：一般为孤立事件，不具有延续性设备渗漏：这种途径造成染菌的危害性较大

五，染菌对产物提取和产品质量的影响

1，对过滤的影响

发酵液的粘度加大；菌体大多自溶；由于发酵不彻底，基质的残留浓度加度。造成过滤时间

拉长，影响设备的周转使用，破坏生产平衡；大幅度降低过滤收率。 2，对提取的影响

（1）有机溶剂萃取工艺：染菌的发酵液含有更多的水溶性蛋白质，易发生乳化，使水相和

溶剂相难以分开

（2）离子交换工艺：杂菌易粘附在离子交换树脂表面或被离子交换树脂吸附，大大降低离

子交换树脂的交换量

3，对产品质量的影响

（1）对内在质量的影响：染菌的发酵液含有较多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有较

大影响。

（2）对产品外观的影响：一些染菌的发酵液经处理过滤后得到澄清的发酵液，放置后会出

现混浊，影响产品的外观。

六，染菌对三废处理的影响

使过滤后的废菌体无法利用，发酵染菌的废液，生物需氧量（BOD）增高，增加三废治理费用和时间。

七，发酵染菌的危害

1，直接经济损失

2，间接经济损失

第二节发酵过程中染菌的检查判断

一，杂菌的检查方法

借助适当的方法，才能正确而及时地发现发酵过过程是否污染杂菌和染菌的原因与途径。检

查杂菌的方法，要求淮确可靠和快速，这样才能在短时间内获得效果。目前生产上常用的检查方法有：?显微镜检查；?平板划线检查；?肉汤培养检查。

判断发酵是否染菌应以无菌试验结果为根据。

无菌试验的目的：

（1）监测培养基、发酵罐及附属设备灭菌是否彻底（2）监测发酵过程中是否有杂菌从外界侵入

（3）了解整个生产过程中是否存在染菌的隐患和死角

二，各种检查方法的比较

3种方法各有优缺点，显微镜检查方法简便、快速，能及时发现杂菌，但由于镜捡取样少，

视野的观察面也小，因此不易捡出早期杂菌。平板划线法的缺点是需经较长时间培养(一般

要过夜)才能判断结果，且操作较繁琐，但它要比显微镜能捡出更少的杂菌。

三，杂菌检查中的问题

1，检查结果应以平板划线和肉汤培养结果为主要根据 2，平板划线和肉汤培养应做三个平行样

3，要定期取样

4，酚红肉汤和平板划线培养样品应保存至放罐后12小时，确定为无菌时方可弃去

5，取样时防止外界杂菌混入的措施

四，检查的工序和时间

选择那些生产工序和时间的样品检查也是十分重要的问题。科学合理的选择检查工序和时

间，对于除去已污染杂菌的物料，避免下道工序再遭染菌，有着直接的指导意义。有时即使

由于检查时间较长，未能及时据导本批生产，但对于找出造成染菌事故的环节，分析染菌原

因，杜绝染菌漏洞也是不可缺少的。由于生产菌种相产品的不同，检查的时间也不完全一样：但总的原则是一致的，即每个工序

或经一定时间都应进行取样检查。除了以上的方法外，在实际生产中还可以根据pH值、尾气中CO2含量和溶解氧等参数的

异常变化来判断是否染菌。

第三节发酵染菌率和染菌原因的分析

发酵染菌能给生成带来严重危害，防止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重要工作内容。尤其

是无菌程度要求高的液体深层发酵，污染防止工作的重要性更为突出。发酵设备、空气除菌

系统和培养基灭菌系统等的有关设备以及管道的配置都必须严格符合无菌要求。如果设备结

构和管道配置不合理，制造、安装不注意或在发酵过程中操作不慎就会使发酵液污染杂菌，

导致产量下降甚至得不到产品。在发酵前期或中期染菌，杂菌会很快消耗掉营养物质，使生

产菌无法正常生长而引起倒罐。在发酵后期染菌，虽然没有早期或中期染菌的影响大，一般

会使产率下降并影响产物的提取，但如核苷酸等某些产品的发酵即使在后期染菌，也会使发

酵产物被所染杂菌迅速消耗掉而得不到产品。因此，染菌问题是影响产率和后工序操作的主

要因素之一，必须予以重视。认为染菌是不可避免的，这是一种错误看法。“决定的因素是

人不是物”。只要我们思想上重视，对各个因素和环节周密考虑、严格掌握，是完全可以避

免和减少污染的。

本节将根据以往工厂中发生染菌事故的经验教训来分析发酵系统中染菌的原因，来认识整个

发酵过程中可能造成污染的各种途径并提出相应的防治措施。由于发酵生产的连贯性强，在

整个生产过程中各个环节的污染问题都不能忽视，所以本章除了着重讨论发酵设备方面的污

染防止问题外，对于培养种子设备的要求和有关操作方法也作一般介绍。

一、发酵染菌率

1，总染菌率：指一年内发酵染菌的批次与总投料批次数之比乘以100得到的百分率。

2，设备染菌率：统计发酵罐或其他设备的染菌率，有利于查找因设备缺陷而造成的染菌原

因。

3，不同品种发酵的染菌率：统计不同品种发酵的染菌率，有助于查找不同品种发酵染菌的

原因。

4，不同发酵阶段的染菌率：将整个发酵周期分成前期、中期和后期三个阶段，分别统计其

染菌率。有助于查找染菌的原因。 5，季节染菌率：统计不同季节的染菌率，可以采取相应的措施制服染菌。

6，操作染菌率：统计操作工的染菌率，一方面可以分析染菌原因，另一方面可以考核操作

工的灭菌操作技术水平。

二、染菌原因的分析

避免在发酵生产中污染杂菌应以预防为主。“防重于治”，事前防止胜于事后挽救。如果一

旦发生染菌现象就要尽快找出原因及时纠正、堵塞漏洞才能减少损失，并从中吸取经验教训，

避免以后有类似情况发生，保持生产的正常进行。但在发酵生产中，往往因为生产过程的环

节很多，同时各工厂的生产设备、产品种类和管理措施不尽相同，引起染菌的原因比较复杂，

有时不能及时找出而耽误了生产。如果原因一经查出，解决的办法还是比较容易和迅速的。

所以，我们必须善于透过现象看本质，对染菌的情况作具体分析，不致盲目寻找而耽误了时

间，也不致于将染菌的真正原因遗漏而造成连续染菌事故。下面根据发酵工厂的生产经验，

从一般染菌的现象来分析引起染菌的可能原因。

1，国外一抗生素发酵染菌原因的分析

染菌原因百分率（%）种子带菌 9.64

接种时罐压跌零 0.19

培养基灭菌不透 0.79

空气系统带菌 19.96

搅拌轴密封泄漏 2.09

泡沫冒顶 0.48

夹套穿孔 12.36

蛇管穿孔 5.89

接种管穿孔 0.39

阀门泄漏 1.45

罐盖漏 1.54

其他设备漏 10.13

操作问题 10.15

原因不明 24.91

2，国内一制药厂发酵染菌原因的分析

染菌原因百分率（%）外界带入杂菌（取样、补料带入） 8.20 设备穿孔 7.60

空气系统带菌 26.00

停电罐压跌零 1.60

接种 11.00

蒸汽压力不够或蒸汽量不足 0.60

管理问题 7.09

操作违反规程 1.60

种子带菌 0.60

原因不明 35.00

上述资料是国内外抗菌素生产中统计了多年生产中发生染菌现象的各种原因所占的百分比，

今列出以供参考。从发酵工厂的生产经验来看，染菌原因是以设备渗漏和空气系统的染菌为

主，其他则次之。

3，从染菌的规模来分析染菌原因

（1）大批发酵罐染菌

整个工厂中各个产品的发酵罐都出现染菌现象而且染的是同一种菌，一般来说，这种情况是

由使用的统一空气系统中空气过滤器失效或效率下降使带菌的空气进入发酵罐而造成的。大

批发酵罐染菌的现象较少但危害极大。所以对于空气系统必须定期经常检查。

（2）分发酵罐(或罐组)染菌

生产同一产品的几个发酵罐都发生染菌，这种染菌如果出现在发酵前期可能是种子带杂菌，

如果发生在中后期则可能是中间补料系统或油管路系统发生问题所造成的。通常同一产品的

几个发酵罐其补料系统往往是共用的，倘若补料灭菌不彻底或管路渗漏，就有可能造成这些

罐同时发生染菌现象。另外，采用培养基连续灭菌系统时，那些用连续灭菌进料的发酵罐都

出现染菌，可能是连消系统灭菌不彻底所造成的。（3）个别发酵罐连续染菌和偶然染菌

个别发酵罐连续染菌大多是由设备问题造成的，如阀门的渗漏或罐体腐蚀磨损，特别是冷却

管的不易觉察的穿孔等。设备的腐蚀磨损所引起的染菌会出现每批发酵的染菌时间向前推移

的现象，即第二批的染菌时间比第一批提早，第三批又比第二批提早。至于个别发酵罐的偶

然染菌其原因比较复杂，因为各种染菌途径都可能引起。 4，从染菌的时间来分析

发酵早期染菌，一般认为除了种子带菌外，还有培养液灭菌或设备灭菌不彻底所致，而中、

后期染菌则与这些原因的关系较少，而与中间补料、设备渗漏以及操作不合理等有关。

5，从染菌的类型来分析

所染杂菌的类型也是判断染菌原因的重要依据之一。一般认为，污染耐热性芽抱杆菌多数是由于设备存在死角或培养液灭菌不彻底所致。污染球菌、酵母等可能是从蒸汽的冷凝水或

空气中带来的。在检查时如平板上出现的是浅绿色菌落(革兰氏阴性杆菌)，由于这种菌主要

生存在水中，所以发酵罐的冷却管或夹套渗漏所引起的可能性较大。污染霉菌大多是灭菌不

彻底或无菌操作不严格所致。

综上所述，引起染菌的原因很多。“世界上的事情是复杂的，是由各方面的因素决定的。”我

们不能机械地认为某种染菌现象必然是从某一途径引起的，应该把染菌的位置、时间和杂菌

的类型等各种现象加以综合分析，才能正确判断从而采取相应的对策和措施。

第四节发酵染菌的防止

一、种子带菌的原因及防止

1，带菌的原因

（1）无菌室的无菌条件不符合要求；

（2）培养基灭菌不彻底；

（3）操作不当。

2，种子带菌的防止

种子带杂菌是发酵前期染菌的原因之一。在每次接种后应留取少量的种子悬浮液进行平板、

肉汤培养，借以说明是否是种子中带杂菌。种子培养的设备和装置有无菌室、灭菌锅和摇瓶

机等。

（1）无菌室

接种、移种等无菌操作需要在无菌室内进行。无菌室面积不宜过大，一般约4~6米2高约2.6米。为了减少外界空气的侵入，无菌室要有1~3个套间(缓冲过道)(参照下图)。无菌室内部的墙壁、天花板要涂白漆或采用磨光石子，要求无裂缝，墙角最好做成圆弧形，便于揩

擦清洗以减少空气中微生物的潜伏场所，室内布置应尽量简单，最好能安装空气调节装置，

通入无菌空气并调节室内的温湿度。无菌室的每个套间一般都用紫外线灭菌。通常用30瓦紫外线灭菌灯照射20~30分钟即可。紫外线杀菌的效率还与室内空气的性质有关；空气温

度高杀菌效率高，空气中灰尘多杀调效率低，而相对湿度高则紫外线灯的使用寿命长。紫外

线能穿过石英但不能透过玻璃。

配合使用的化学灭菌药剂有：用作喷洒或揩擦的(以揩擦为主)有75%酒精、0.25%新洁而灭(季胺盐)、0.6~1%漂白粉、0.5%石炭酸、0.5%过氧乙酸、1%煤酚皂(来苏尔)、0.5%高锰酸钾、300单位/毫升土霉素、50单位/毫升制霉菌素等；用作熏蒸的有甲醛(每立方米空间约用10毫升)或硫磺(每立方米空间约用2~3克)。要根据不同情况采用不同的灭菌剂。如检查

出无菌室中潜伏的微生物中细菌较多，用石炭酸、土霉素等灭菌较好；如无菌室中霉菌多可

以采用制霉菌素；如有噬菌体则用甲醛、双氧水或高锰酸钾等较好。

无菌室内无菌度的要求是：把无菌培养皿平板打开盖子在无菌室内放置30分钟，根据一般工厂的经验，长出的菌落在3个以下为好。

在种子的无菌条件不要求很高的情况下，可以不采用无菌室而直接用无菌箱进行操作，但

无菌要求很高的情况下，即使在无菌室内还要用无菌箱操作。

无菌室的利用次数要恰当，每次使用时间也不宜过长。用具要经蒸汽灭菌或用灭菌剂揩擦后

才能带入使用。

（2）灭菌锅

灭菌锅是一种压力容器，作为培养种子及小型试验用具的灭菌之用，有立式和卧式两种。灭

菌操作时需要注意排气管是否畅通，因为灭菌锅的排气管较小，易被铁锈或瓶子破碎后的培

养基等所堵塞。如果排气管不道，锅内空气排不出去形成气团，蒸汽就不易渗入，从而使灭

菌不彻底。用某种较耐热的芽抱杆菌进行试验证明：在排气不通畅的情况下，以1公斤/厘米2的蒸汽压力经30分钟灭菌后进行检查，发现某些部位的三角瓶中，灭菌前放入的芽抱

杆菌没有被杀死。如果不是采用蒸汽而是用锅内烧水的办法进行灭菌，那末排气的时间更要

长一些，不然水蒸汽来不及驱出空气而使被灭菌的瓶中的冷空气排不尽。

通入蒸汽后使瓶内培养基温度达到121oC所需的时间与瓶内培养基的体积有关

实际上，使用蒸汽的压力一般大于1公斤/厘米2，所以上表的数据仅供对照参考，但根据

上表的试验结果可以说明培养基体积与升温时间的关系。

（3）摇瓶机

摇瓶机(亦称摇床)是培养好气菌的小型试验设备或作为种子扩大培养之用，常用的摇瓶机

有往复式(图7-2)和旋转式(图7-4)两种。往复式摇瓶机的往复频率一般在80~140次／分，冲程一般为6~14厘米，如频率过快、冲程过大或瓶内液体装料过多，在摇动时液体要溅到

包瓶口的纱布上易引起染菌，特别是启动时更易发生这种情况。

旋转式摇瓶机的偏心距一般在3~6厘米之间，旋转次数为60~300转／分。放在摇瓶机上培养瓶中发酵液所需的氧是由室内空气经瓶口包扎的纱布(一般是八层)或棉塞通入的，所以氧的传递与瓶口的大小，瓶口的几何形状和棉塞或纱布层的厚度和密度有关。

在通常情况下，摇瓶的氧吸收系数(亚硫酸氧化值)Kd取决于摇瓶机的特性和三角瓶的装料

量，见表7-2。

往复式摇瓶机(图7-2)是利用曲柄原理带动摇床作往复运动，机身为铁制或木制的长方形框

子，有一层至三层托盘，托盘上开有圆孔备放培养瓶，孔中凸出一三角形橡皮，用以固定培

养瓶并减少瓶的震动，传动机构一般采用二级皮带轮减速，调换调速皮带轮可改变往复频率。

偏心轮上开有不同的偏心孔，以便调节偏心距。往复式摇瓶机的频率和偏心距的大小对氧的吸收有明显的影响。据有关文献报导，当冲程为10厘米、往复频率为200次/分，Kd值可达2.41毫克分子氧/升，分，大气压；当冲程为5厘米、往复频率240次/分时，Kd值可达1.25毫克分子氧/升，分，大气压。

根据支承装置结构不同，往复式摇瓶机分为滚轮式和悬挂式两种。滚轮式摇瓶机是将摇床置于四个滚轮上，悬挂式摇瓶机(图7-3)是用四条吊杆将摇床吊在机架上，结构较为简单，

托盘可装至三层以上，能放5~10升甚至更大的瓶，动力消耗较少。但悬挂式摇瓶机如为多

层时，每层的冲程不一样，越是上层冲程越小。故使用多层悬挂式摇瓶机时应予注意。

旋转式摇瓶机是利用旋转的偏心轴使托盘摆动，托盘有一层或两层，可用不锈钢板、铜

板、塑料板或木板制造。托盘由三根呈等边三角形分布的偏心轴支承，也有用滚动轴承作支

承的。在三个偏心轴上装有螺栓可调节上下，使托盘保持水平。此种摇瓶机结构比较复杂，

加工安装要求比往复式高，造价也较贵。其优点是氧的传递较好，功率消耗小，培养基不会

溅到瓶口的纱布上。

有关文献报导，采用旋转式摇瓶机，对于300毫升或600毫升的三角瓶，当转数在500转/分和具有各种挡板条件下，与实装培养液10升具有六叶涡轮搅拌器的实验型发酵罐（通

风率0.6米vvm；1000转/分)的Kd值一样。所以摇瓶机将成为放大发酵试验过程中的一种

更有效的工具。

二、发酵设备、管件的渗漏与配置

设备和管件的渗漏一般是指设备和管件由于腐蚀、内应力或其他原因形成微小漏孔所发生的

渗漏现象。这些漏孔很小，特别是不锈钢材料形成的漏孔更小，有时肉眼不能直接觉察，需

要通过一定的试漏方法才能发现。

（一）发酵罐的渗漏

1，冷却管的渗漏

由于发酵液具有一定的酸度和含有某些腐蚀性强的物质(如亚硫酸盐、硫酸铵等)冷却钢管很易受到腐蚀。发酵液中含有固体物料时，固体物料因搅拌桨的搅动与冷却管摩擦而引起管

外壁磨损。管内冷却介质一般为井水或自来水，因水的化学成分和流动时的冲击以及加热时

蒸汽冲击的影响，管内壁也会引起腐蚀及磨损。所以冷却管是发酵罐中最容易渗漏的部件之

一。而最易穿孔的部分是冷却列管的弯曲处，原因是弯曲处外壁减薄和加热煨弯时使材料

的性质有所改变所致。冷却水的压力通常大于罐压，如果有微孔，冷却水就会进入发酵液而

引起染菌。

检查列管有否渗漏，在漏孔极其微小时是不易发现的。需要将管外壁的污垢铲除后，将

管子烘干，管内加水压，才能发现渗漏的部位。管子与罐体的连接方式有两种：法兰联接和

焊接。法兰虽然易于拆卸更换，但联接处有垫片易渗漏，而焊接则无此种现象。为了及早发

现漏孔予以排除，冷却管要定期检查作渗漏试验。

试漏方法有两种：气压试验和水压试验。水压试验是用手动泵或试压齿轮泵将水逐渐压

入冷却管，泵到一定压力时，观察管子有否渗漏现象。气压法是先在发酵罐内放满清水，用

压缩空气通入管子，观察水面有无气泡产生以确定管子有否渗漏和渗漏的部位。气压法快速

方便，但管子下部弯曲处积水不易排尽，有漏孔时不产生气泡就难以发现。采用不锈钢制造

的冷却管，耐腐蚀情况比普通钢管要好得多，产生漏孔的机会也比普通钢管少。但如加工时

不符合不锈钢材料加工的技术要求(如热处理，焊条牌号的选择及焊接工艺等)，就会改变不

锈钢材的结晶组织，发生危害较严重的晶间腐蚀现象。

2，罐体的穿孔

浸没在液体中的罐体部分都有可能发生腐蚀穿孔，特别是罐底，由于管口向下的空气管

喷出的压缩空气的冲击力以及发酵液中的固体物料在被搅动时对罐底发生摩擦，罐底极易磨

损引起渗漏，这种磨损形式是钢板产生麻点般的斑痕，称为麻蚀。每年大修时需检查钢板减

簿的程度。有夹套的发酵罐可在夹套内用水压或气压的试验方法检查罐壁有无渗漏。

有保温层的发酵罐，如果水经常渗入保温层并积聚在里面，罐外壁就产生不均匀的腐蚀

现象，所以当保温层有裂缝和损坏时，应及时修补。

（二）管件的渗漏

与发酵罐相连接的管路很多，有空气、蒸汽、水、物料、排气、排污等管路，管路多，

相应的管件和阀门也多。管道的连接方式、按装方法以及选用的阀门形式对防止污染有很大

的关系。所以，与发酵有关的管路不能同一般化工厂的化工管路完全一样，而有其特殊的要

求。

1，阀

据统计，因阀的渗漏引起的染菌占染菌率的比例很大，值得引起重视。与发酵罐直接连

通的管道更应选用密封性较高的阀门。目前使用的大小阀门大多采用截止阀和橡胶隔膜阀。

（1）截止阀(图7-6)

阀体为横放的S形，阀座与阀心的接触面小，污物不易附在上面，但构造比较复杂，流

体阻力较大。由于截止阀能很方便地调节流量，小型发酵罐上大多采用这种阀门。平面形紧

密面的垫料采用橡胶或聚四氟乙烯，关闭后垫料与阀座紧紧地吻合，达到不漏的目的。阀心

垫料需定期检查，损坏后立即调换。截止阀在使用中经常发生以下两个问题：

?阀心轧坏。物料中的硬质物或焊接施工后的焊渣以及螺钉零件等被带到阀内，当关闭

时，阀心与阀座被上述坚硬物轧住，能将紧密面轧成凹凸不平的痕迹，就关不严密。

?填料的渗漏。操作时用扳手过分关紧，会使阀杆弯曲，弯曲后的阀杆不仅启动费力，并

且使填料部分不紧密而引起渗漏，操作中需要注意。阀门在使用一定时间后，阀杆磨损或填

料损坏也会引起渗漏，就需要将填料压盖适当拧紧或更换填料。

（2）隔膜阀

隔膜阀的结构见图7-6。阀体内装有橡皮隔膜，用螺钉与阀芯连接，当阀杆作上下运动时

就带动隔膜上升或下降。隔膜阀的制造要求不高，关键在于膜的性能，如采用橡皮隔膜阀，

在一般情况下，对橡胶隔膜的要求是耐压4公斤/厘米2以上，耐温160?以上，在压紧和

放松时不变形。隔膜阀有以下优点：

1)严密不漏。2)无填料。3)阀结构为流线型，流量大，阻力小，无死角，无堆积物，在关

闭时不会使紧密面轧坏。4)检修方便。但须定期检查隔膜有否老化及脱落。

2，管路的连接

管子的连接有螺纹连接、法兰连接和焊接三种。

(1)螺纹连接

螺纹连接需在管端铰出管螺纹，安装时在螺纹上涂以白漆并加麻丝(也有用聚四氟乙烯薄膜)

作为填料，如密封要求高的可用石墨粉加少许机油作为填料，或用氧化铅甘油胶合剂更好。

螺纹连接简单，但装拆较麻烦，为了便于装拆，要在管路上适当位置安装活接头(亦称“由宁”)，

接头平面用石棉橡胶板或橡皮等作垫圈。由于管路受冷热和震动的影响，活接头的接口易松

动，使密封面不能严密而造成渗漏。如在接种输液时，因液体快速流动造成局部真空，在渗

漏处将外界空气吸入、空气中的菌就被带入发酵罐中而造成危害。所以，重要的管路连接大

多采用法兰连接。

（2）法兰连接

法兰连接密封可靠，压力、温度和管径的适用范围大，但费用较高。

（3）焊接

焊接的方法比其他方法简便，而且密封可靠。所以空气灭菌系统、培养液灭菌系统和其他物

料管路以焊接连接为好。但需经常拆卸的管路则不宜用焊接连接。

管路、管件的试漏一般在管路中通入压缩空气并在焊缝和连接处涂以肥皂水，如有肥皂

泡发生，则表示此处有泄漏，需重新焊接或安装。

（三）管路的配置

1，排气管与下水管

发酵厂中若干发酵罐的排气管路大多汇集在一条总的管路上，以节约管材，下水管亦然。但

在使用中有相互串通，相互干扰的弊病，一只罐染菌往往会影响其他罐。排气管路的串通连

接尤其不利于污染的防止。故对于排气和下水管路要考虑发酵的特点进行配置，对于容易染

菌的场合还是以每台发酵罐具有独立的排气、下水管路为宜。倘若使用一根总的排气管时，

必须选择较大直径的管子，保证排气下水通畅不致倒回到发酵罐内。 2，发酵罐的管路

由于罐体和有关管路均需用蒸汽进行灭菌，所以要保证蒸汽能够达到所有需要灭菌的地区，

对于某些蒸汽可能达不到的死角(如阀)要装设与大气相通的旁路(图中的小阀门)。在灭菌操作时，将旁路阀门打开，使蒸汽自由通过。接种、取样和加油等管路要配置单独的灭菌系统，

使能在发酵罐灭菌后或在发酵过程中单独进行灭菌。

（四）发酵罐与管件的死角

所谓死角是指灭菌时因某些原因使灭菌温度达不到或不易达到的局部地区。发酵罐及其管路

如有死角存在，则死角内潜伏的杂菌不易杀死，会造成连续染菌，影响生产的正常进行。现

将经常出现死角的场合及形成死角的几种原因介绍如下： 1，法兰连接的死角

如果对染菌的概念了解不够，按照一般化工厂管路的常规加工方法来焊接和安装管道法兰就

会造成死角。发酵工厂的有关管路要保持光滑、通畅、密封性好，以避免和减少管道染菌的

机会。例如法兰与管子焊接时受热不匀使法兰翘曲密封面发生凹凸不平现象就会造成死角。

垫片的内圆比法兰内径大或比较小以及安装时没有对准中心也会造成死角。 2，渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角

培养基中如果含有钙盐类及固形物，在发酵罐的搅拌功率较小和采用环式空气分布管的

情况下，由于在灭菌时培养基得不到强有力的翻动，罐底会形成一层1—2毫米甚至更厚的

膜层(图7-9)。这种膜层具有一定程度的绝热作用，所以膜层下潜伏的耐热菌不易被杀死。

对这种情况的发酵罐必须定期铲除罐底积垢。大的发酵罐，为了减少搅拌轴的摆动，罐底装

有底轴承，轴承支架处也容易堆积菌体。如果在底轴承下增设一个小型搅拌桨就可以适当改

善罐底积垢的情况(图7-10)。环式空气分布器在整个环管中空气的速度并不一致，靠近空气

进口处流速最大，远离进口处的流速减小，当发酵液进入环管内，菌体和固形物就会逐渐堆

积在远离进口处的部分形成死角，严重时甚至会堵塞喷孔。

发酵罐中除了上述容易造成死角的地区外，其他还有一些容易造成死角的地区，如挡板(或

冷却列管)与罐身固定的支撑板周围和不能在灭菌时排气的百肠管，温度计接头等，对于这

些地区每次放罐后的清洗工作应注意，经常检查。仔细清洗才能避免因死角而产生的污染事

故。

3，不锈钢衬里的死角

某些有机酸的发酵对碳素钢有腐蚀时，小型发酵罐通常采用不锈钢制造。对于大型发酵

罐，为了节约不锈钢材料起见，一般都采用不锈钢衬里的方法，即在碳钢制造的壳体内加衬

一层薄的不锈钢板(厚约1~3毫米)。如果不锈钢衬里加工焊接不善，在钢板和焊缝处有裂缝，

或在操作时不注意，使不锈钢皮鼓起后产生裂缝，发酵液就会通过裂缝进入衬里和钢板之间，

窝藏在里面形成死角(图7~12)。不锈钢皮怎样会鼓起的呢？因为作为衬里的不锈钢皮较薄，

在培养液分批灭菌或空罐灭菌时，发酵罐经加热后再行冷却，如果此时不及时通入无菌空气

保持一定压力，那末会因蒸汽的突然冷凝体积减小而形成真空将衬里吸出，严重者造成破裂。

所以对于不锈钢衬里设备加工时应该尽可能增加衬里的刚度，其办法是每隔一定距离用点焊

增加衬里与钢制壳体的连接强度，减少鼓起的可能性。操作时要注意避免罐内发生真空现象。

发生这种事故后，如衬里钢板尚未破裂可用罐内加水压的方法将其恢复原状(水的压力不应

超过设备的允许使用压力)，应尽可能避免锤击，用锤击的方法使钢板受力不匀易造成破损。

衬里与外壳之间的夹层中可用水压或气压方法检查其是否渗漏。

采用复合钢板(将两种不同材质的钢板轧合为一体的钢板)制造发酵罐，因为两层钢板紧密结合在一起，中间没有空隙，所以不会产生上述问题，是一种理想的材料。

4，接种管路的死角

接种一般采用以下两种方法：

(1)压差接种法。存种子的血清瓶上装有橡皮管，在火封下与罐的接种口相连接，利用两

者的压力差使种子进入罐内，要求瓶与橡皮管的连接不漏，橡皮管与接种口的大小一致。

(2)微孔接种法。利用注射器在罐的接种口橡皮膜上注入罐内进行接种，在操作时要注意

防止注射器针孔堵塞。

采用种子罐时是利用压力差将种子罐中培养好的种子输入发酵罐内，种子罐与发酵罐的一段

连接管路的灭菌是与发酵罐的灭菌同时进行的。如图7-13a所示有一小段管路存在蒸汽不流通的死角，所以应在阀2的半截上装设旁通，焊上一个小的放气阀，如图7-13b所示，

此段管路即可得到蒸汽的充分灭菌。

5，排气管的死角

罐顶排气管弯头处如有堆积物，其中窝藏的杂菌不容易彻底消灭，而当发酵时受搅拌的

震动和排气的冲击就会一点点地剥落下来造成污染。另外排气管的直径太大，灭菌时蒸汽流

速小也会使管中部分耐热菌不能全部杀死。有的单位曾作过试验，将排气管做成每节可拆卸

的，灭菌后将各节拆下分别检查就发现某些末被杀死的耐热菌。所以排气管要与罐的尺寸有

一定比例，不宜过大或过小。

6，不合理补料管配置造成的死角

7，压力表安装不合理形成的死角

三、空气过滤器

工业用的空气除菌系统中的空气过滤器一般都比较庞大，如果其中的纤维铺设不匀，密

的部分阻力大，松的部分阻力小，就会使较多的空气沿着阻力小的部分流出，从而形成短路。

走短路的那部分空气没有经过充分过滤而带菌，进入发酵罐将使发酵染菌。纤维层装得太松

对过滤不利，太紧同样也会影响过滤效率。同时，在过滤介质用蒸汽灭菌时，太紧则蒸汽穿

透力差，穿透力差灭菌效果也差。所以用过分压实纤维层的办法试图达到增加过滤效率的目

的，实际上是适得其反。对于棉花过滤器最合适的充填密度是160~180公斤／米3；玻璃

纤维是130~180公斤／米3左右。在铺纤维时分层均匀铺设是必要的。

过滤器器壁腐蚀形成氧化铁层，氧化铁是一种多孔物质，空气会在其中穿过而得不到过

滤，因而也会使空气中带茵并造成污染。

采用活性炭棉花作为过滤介质的空气过滤器，活性炭受到气流的冲击互相碰撞、摩擦而

破碎并逐渐灰化，使活性炭的体积减小空间增大，上下两端的棉花受空气的顶撞力而逐渐改

变位置(见图7-14)。之后，灰化的活性炭随气流逸出，整个过滤介质的体积减小使过滤层倾

斜甚至发生翻身的现象，致使大量未经过滤的空气进入发酵罐内造成严重的染菌事故。在

用蒸汽灭菌时，检查排出蒸汽的情况可以判断过滤层是否有问题。排出蒸汽均匀并呈青色有

力表示情况良好，排出蒸汽呈雾状无力表明压得太紧，而当排出蒸汽断续不均匀以及进出口

两测的压力降过小时则就有可能是过滤层有位移现象，发现不正常的情况应立即予以纠正。

不论采用何种过滤介质，必须保持其干燥，油水分离的清净与否是保证过滤效果和延长使用

寿命的关键因素。要根据发酵的特点和要求选用合理的空气流程并选用高效的气液分离设备

(如气液过滤网)。采用吸湿的办法不是好办法，因为吸湿材料使用一定时间后要进行脱湿，

增加操作管理费用，而当空气中湿度增高时就难以保证达到使空气干燥的要求。

大多数产品在整个发酵期间需要改变空气流量，但油水分离设备、过滤器的过滤面积和

长度是根据空气流速来设计的，空气流速的改变就会影响油水分离效果和过滤效率，所以设

计时要充分注意这种情况，掌握空气流量改变的范围，选择合适的空气流速。生产时各罐的

发酵时间要尽量叉开，使空气流量均匀。

过滤器灭菌用的蒸汽阀的微小渗漏会使蒸汽管路中的冷凝水抽吸到过滤器内使过滤介质

受潮，影响过滤效果，所以最好装设双重阀以防渗漏。发酵罐在灭菌和发酵时，如操作不当使罐压高于过滤器中空气的压力，就会将冷凝水或发酵

液倒灌至过滤器内。如为冷凝水将使介质受潮，如为发酵液则过滤介质被浸透结成硬块使过

滤器失效。当突然停电时，空压机停止运转也会发生倒灌的情况。

超细玻璃纤维纸的周围密封要可靠，空气阀和蒸汽阀要缓开缓闭，避免因流速突然升高

将过滤纸击穿。

空气系统所有的设备要定时打开排液阀排液，避免设备内积液太多而带入空气中去。

进年大部分通风发酵工程均采用膜过滤器取代传统的棉花过滤器，上述问题已得到很好的解

决。

四、灭菌操作中的有关问题

1，蒸汽和灭菌操作

罐压1公升/厘米2，料温120?并维持一定时间是一般实罐灭菌(即培养基的分批灭菌)的操

作规范。根据操作经验，能否达到彻底灭菌的目的在于罐内压力能否控制得与应该达到的温

度相对应，例如罐压已达到1公斤/厘米2而料温却并未达到120?，则某些耐热的细菌芽孢就难以完全杀死。产生罐压和料温不相对应的情况是由于操作不合理所致，例如在灭菌开

始时没有将罐内冷空气排除干净，蒸汽中掺入了冷空气使蒸汽的分压降低，蒸汽压力实际上

没有达到1公斤/厘米2因而料温也就达不到120?。

为了加快加热时间，凡能进蒸汽的管路在灭菌时都可同时进汽，但各管路的阻力不同，

大量蒸汽从阻力小的进汽管中冲入罐内，这是一种蒸汽短路现象，使物料受热不匀，部分培

养液过热而部分培养液则可能灭菌不透，尤其是罐底的空气分布管是主要的进汽口，但由于

液柱压力较大，阻力就比其他进口大，所以在灭菌操作时应将空气分布管的进口阀门开得比

其他进气口的阀门大一些，以保证有足够的蒸汽从空气分布管进入，促使培养液激烈翻动起

搅拌混和作用。

灭菌蒸汽要求采用饱和蒸汽，冷凝水越少越好，冷凝水多，热量的穿透力就差，在冷凝

水较多或蒸汽管道较长的情况下，蒸汽进车间后的总管上要装设汽水分离装置将冷凝水分离

后再使用。总之，灭菌时蒸汽压力要求平稳，在压力变动较大时，操作人员需灵活掌握加以

控制。

2，泡沫问题

培养基中含有较多量的黄豆饼粉、花生粉或蛋白胨等成分时，在灭菌时这种培养基就容

易产生泡沫，发生泡沫的温度约为90?左右。泡沫严重时会上升到罐顶甚至逃液，此时操

作就比较困难。实践证明：灭菌时泡沫严重的，就不易灭透。所以在发生泡沫时应加以清除

(加消泡剂和在操作上予以控制)。

发生泡沫的培养基灭菌不透的原因可能是由于某些耐热细菌潜伏在泡沫里，泡沫中的空

气和泡沫的薄膜有隔热作用，热量不易穿透进去杀死其中潜伏的菌，一旦泡沫破裂，这些菌

就被释出造成污染。

3，其他操作问题

实罐灭菌时，当经过加热和维持时间后开始冷却，此时可能因蒸汽冷凝而使罐压突然降低甚

至会形成真空，所以此时必须将无菌空气通入罐内保持一定压力，并注意压力变化，随时进

行调节。

对于中小型发酵罐，一般经空罐灭菌(1.5公斤/厘米2，15分钟)后再将培养基放入罐内进行实罐灭菌。有些工厂为了节约蒸汽，直接进行实罐灭菌而不进行空罐灭菌，他们只有在检

修后或在节日停工后以及春夏季节发酵罐空置了24小时以上时才进行空罐灭菌。这种方法如果操作上注意是完全可行的，也是一种节约燃料的有效措施。

大型发酵罐大多采用连续灭菌，这时空罐需先行灭菌。但也有在发酵完毕后，将空罐保

压不灭菌就进连消好的培养基，这要根据各厂的生产菌株特性和生产设备等具体情况而定。

对于发酵周期短的菌株、突变影响小的发酵，采用保压不进行空罐灭菌的办法是可行的，但

经一定发酵批数后仍需定期进行空罐灭菌，否则较难避免杂茵污染与遗传突变的影响。

六、染菌后的挽救措施

为了减少损失，对被污染的发酵液要根据具体情况采取不同的挽救措施。

如果种子培养或种子罐中发现污染，则这批种子就不能再继续扩大培养，因为此时的损失

毕竟是很小的。

发酵早期染菌可以适当添加营养物质，重新灭菌后再接种发酵。中后期染菌，如果杂菌

的生长将影响发酵的正常进行或影响产物的提取时，应该提早放罐。但有些发酵染菌后发酵

液中的碳、氮源还较多，如果提早放罐，这些物质会影响后处理提取使产品取不出，此时应

先设法使碳、氮源消耗，再放罐提取。

在染菌的发酵液内添加抑菌剂(如小剂量的抗菌素或醛类)用以抑制杂菌的生长也是一种办法。抑菌剂要事先经过试验，确实证明不妨碍生产菌的生长和发酵才能使用。因而不是

所有发酵都能使用抑菌剂。另外，采用加大接种量的办法，使生产菌的生长占绝对优势排挤

和压倒杂茵的繁殖，也是一个有效的措施。还有将种子罐中种子培养好后，进行冷冻保压(1.5

公斤/厘米2，10?左右)，经平板检查证明无杂菌后，再接入发酵罐发酵，这一措施在一些

谷氨酸发酵生产工厂取得很好效果。

有时发酵罐偶而染菌，原因一时又找不出，一般可以采取以下措施：

(1)连续灭菌系统前的料液贮罐在每年4~10月份(杂菌较旺盛生长的时间)加入0.2%甲醛，

加热至80?，存放处理4小时，以减少带入培养液中的杂菌数。

(2)对染菌的罐，在培养液灭菌前先加甲醛进行空消处理。甲醛用量每立方米罐的体积

0.12~0.17升。

(3)对染菌的种子罐可在罐内放水后进行灭菌，灭菌后水量占罐体的三分之二以上。这是因

为细菌芽孢较耐干热而不耐湿热的缘故。

第五节噬菌体感染和处理方法

利用细菌或放线菌进行的发酵容易感染噬菌体。噬菌体是病毒的一种，直径约0．1微米，

可以通过细菌过滤器，所以通用的空气过滤器不易将其除去。设备的渗漏、空气系统、培养

基灭菌不彻底都可能是噬菌体感染的途径。如果车间环境中存在噬菌体就很难防止不被感

染，只有不让噬菌体在周围环境中繁殖，才是彻底防止它污染的最好办法。因为噬菌体是专

一性的活菌寄生体，不能脱离寄主自行生长繁殖，如果不让活的生产菌在环境中生长蔓延也

就堵塞了噬茵体的滋生场地和繁殖条件。通常在工厂投入生产的初期噬菌体的危害并不严

重，在以后生产中，由于人们不注意，在各阶段操作中将活的生产菌散失在生产场所和下水

道等处，促成噬菌体的繁殖和变异，随着空气和尘埃的传播而潜入生产的各个环节中。为了

不让活的生产菌逃出，发酵罐的排气管要用汽封或引入药液(如高锰酸钾、漂白粉或石灰水等溶液)槽中，取样、洗罐或倒罐的带菌液体要处理后才允许排入下水道。同时要把好种子

关，实现严格的无菌操作，搞好生产场地的环境卫生。车间四周要经常进行检查，如发现噬

菌体即时用药液喷洒。

如已感染噬菌体可采用以下处理方法：

1)选育抗性菌株。

2)轮换使用专一性不同的菌株。

3)加化学药物(如谷氨酸发酵可加2~4ppm氯霉素，0.1%三聚磷酸钠，0.6%柠檬酸钠或铵等)。

4)将培养液重新灭菌再接种(噬菌体不耐热，70~80?经5分钟即可杀死)。 5)其他方法。如谷氨酸发酵在初期感染噬茵体，可以利用噬菌体只能在生长阶段的细胞(即

幼龄细胞)中繁殖的特点，将发酵正常并已培养了16~18小时(此时菌体己生长好并肯定不染菌)的发酵液加入感染噬菌体的发酵液中，以等体积混合后再分开发酵。实践证明，在谷氨

酸发酵中，采用这个方法可获得较好的效果。

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