Các phương pháp khử trùng trong công nghiệp

Các phương pháp khử trùng trong công nghiệp

Kh trùng môi tr ử trùng môi trường rắn ường rắn ng r n ắn

Môi trường nuôi cấy bề mặt thường là các hợp chất rắn, xốp, gồm có cám, bột và các chất dinh dưỡng

Được tiệt trùng bằng hơi nóng trong thiết bị chuyên dùng với áp suất dư 0,05 Mpa để đạt được nhiệt độ 104

- 110oC

Để tăng hiệu quả tiệt trùng người ta cho vào môi trường trước khi gia nhiệt một chất kháng sinh là furaxin với tỷ lệ 1,5g cho 100g môi trường hoặc dung dịch formalin 40% với tỷ lệ 0,2% trong nước làm ẩm môi trường

Tiệt trùng bằng hơi nóng có thể qua hai giai đoạn:

liên tục trong 15 - 20 phút

15 phút lại đảo môi trường 3 - 5 phút.

Phòng nuôi và các khay đựng môi trường cũng được tiệt trùng Môi trường sau khi tiệt trùng chia vào các khay coi như môi trường vô trùng, được làm nguội và được tiếp giống cho vào lên men

Kh trùng môi tr ử trùng môi trường rắn ường rắn ng l ng ỏng

Có thể chọn một trong những phương pháp gián đoạn và liên tục.

Phương pháp gián đoạn:

 Tiến hành ở áp suất 0.05 – 0.1 Mpa

 Nhiệt độ 10 – 120 o C

 Trong khoảng 1 – 1,5 giờ từ lúc đạt được nhiệt độ tới hạn.

Thường dùng trong trường hợp khối dịch không lớn, các nồi nhân giống và ở các nồi lên men không quá lớn.

 Tiệt trùng nồi lên men và hệ thống đường ống tiếp xúc với môi trường bằng hơi nóng trực tiếp hoặc gián tiếp.

 Cho dịch môi trường đã pha chế vào nồi (lượng dịch bằng ¾V của nồi và phải tính thêm phần nước ngưng khi cho hơi trực tiếp vào môi trường).

 Gia nhiệt tới nhiệt độ tiệt trùng.

Phương pháp gián đoạn:

Phương pháp tiệt trùng liên tục:

• Nhiệt độ 140 – 145oC

• Giữ ở thời gian ngắn hơn ở nhiệt độ này

để phân tán nhiệt cho đồng đều cả khối môi trường hoặc ở dạng ống xoắn trao đổi nhiệt

 Bộ phận làm nguội dịch môi trường có hệ trao đổi nhiệt với nước làm việc với áp suất dư 0,03 – 0,05 Mpa.

Kh trùng thi t b , nhà x ử trùng môi trường rắn ết bị, nhà xưởng và hệ ị, nhà xưởng và hệ ưởng và hệ ng và h ệ

th ng truy n d n trong phân x ống truyền dẫn trong phân xưởng sản ền dẫn trong phân xưởng sản ẫn trong phân xưởng sản ưởng và hệ ng s n ản

xu t ất

Các thiết bị, dụng cụ có liên quan đến giống vi sinh vật (thùng gieo cấy, khay, thùng chứa nước, bơm, hoặc đường ống dẫn….) có thể dùng các dịch sát khuẩn để ngâm hoặc lau rửa, sông SO2 hoặc đem sấy ở nhiệt độ cao (Khay dụng cụ thủy tinh có thể sấy khô ở 160oC trong thời gian là 60 phút)

Khi gia nhiệt, không khí có thể tách ra khỏi hỗn hợp hơi - khí làm thành lớp màng khí

Để giảm bớt gánh nặng cho

việc tiệt trùng thiết bị đường ống

cũng như nâng cao hiệu quả

cho công đoạn này, người ta

thường làm sạch trước bằng hệ

thống CIP (Clean-In-Place)

CIP thường được tích hợp với

thiết bị lên men

giảm hiệu quả tiệt trùng

Ưu điểm của hệ thống CIP:

 Giảm thời gian cần thiết để làm sạch, tiệt trùng, qua

đó nâng cao năng suất thiết bị

 Việc sử dụng nước, hơi nước và các hóa chất dùng

để làm sạch và tiệt trùng được tối ưu hóa, nhờ đó giảm được chi phí cho các công đoạn này

 Nâng cao được mức độ vệ sinh của thiết bị, giảm nguy cơ lây nhiễm cho quá trình lên men

 Sản phẩm thu được có chất lượng cao hơn

Tiệt trùng dầu mỡ phá bọt

Các chất phá bọt: dầu thực vật, các hợp chất hoạt động bề mặt Các bào tử vi khuẩn ở trong những chất này có độ bền nhiệt cao gấp 2 - 3 lần so với trong nước, nên việc tiệt trùng cần phải thận trọng

Nhiệt độ tiệt trùng là 120-125 o C trong khoảng 1-1,5 giờ

Dầu và bình chứa dầu sau khi tiệt trùng làm nguội được giữ ở điều kiện áp suất dư 0,03 - 0,04 Mpa bằng khí nén vô trùng

Khi phá bọt dùng khí nén vô trùng đẩy qua hệ van đường ống nối với nồi lên men

Kh trùng và làm s ch không khí ử trùng môi trường rắn ạch không khí

Vì vậy, không khí trước khi đưa vào lên men cần phải làm sạch để đạt độ vô khuẩn gần như tuyệt đối

Ta có những phương pháp sau để tiệt trùng không khí :

Trong các phương pháp này, lọc là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất do thực hiện đơn giản, hiệu quả và chi phí thấp

Một số đặc điểm chính của lọc khí của các thiết bị lên men là :

• Vật liệu sử dụng làm môi trường lọc là các loại polyme xốp, có tính kỵ nước

• Kích thước của lỗ xốp trong khoảng 0,20 đến 0,45 μm.m

• Độ xốp của môi trường lọc là 60 đến 80%

• Thường sử dụng hai cấp hay nhiều hơn, phối hợp lọc thô và lọc tinh

Nuôi cấy bề mặt

Quá trình làm sạch qua các giai đoạn:

Cung cấp khí sạch cho nuôi cấy chìm là cả một hệ thống tương đối phức tạp Trọng tâm của hệ thống này là các máy nén khí và phin lọc Ngoài ra còn có các bộ phận khác, như lọc sơ bộ, làm nguội khí, tách dầu nước, thùng chứa khí

Hệ thống nén và làm sạch không khí theo sơ đồ sau:

Ki m tra tr ng thái vô trùng ểm tra trạng thái vô trùng ạch không khí

Kiểm tra trạng thái vô trùng của môi trường cũng như

cả hệ thống thiết bị trước khi bắt đầu và trong quá trình lên men, đặc biệt là pha sinh trưởng, là việc làm rất cần thiết Vì nếu tạp nhiễm thì cả quá trình nuôi cấy

có thể bị phá huỷ hoàn toàn

Trong lên men bề mặt cần kiểm ta vô trùng môi trường sau khi khử khuẩn và nước làm ẩm bổ sung vào môi trường Lấy mẫu và cấy vào các hộp petri có môi trường thạch - thịt - pepton hoặc thạch - malt Sau đó gói hộp bằng giấy sạch và để vào tủ ấm 30 - 37oC trong 24 giờ Xem kết quả

Lọc sơ bộ: được cấu tạo bởi hai lớp lưới thép inox đặt ở mặt trước và mặt sau hộp chữ nhật có vỏ tôn, ở giữa xếp các chuỗi vòng kim loại chồng khít với nhau và được đặt khít vào hộp tôn, đầu kia của hộp tôn được làm nhỏ lại để sao cho lắp vừa cửa vào máy nén, còn đầu lưới và đầu kim loại được nối với ống hút gió, ống hút gió có thể có chiều cao tới 10m hoặc hơn nữa để tránh đưa không khí gần mặt đất có nhiều tạp khuẩn và bụi vào máy nén.

Phin lọc không khí: là những bình làm bằng thép thường, hình trụ có hai vỏ, bên trong được xếp vật liệu lọc (bông mỡ, bông thuỷ tinh, vải, tấm lọc từ các loại sợi đặc biệt …) Những phin đầu tiên được dùng cho lọc không khí để nuôi cấy chìm thường dùng bông mỡ Bông phải tơi và sợi càng dài càng tốt Bông được xếp chặt bên trong phin và có thể xếp giữa cột bông theo chiều

Không khí sạch vô trùng được đưa vào nồi lên men qua các bộ phận phun tia kết hợp với khuấy đảo hoặc ống hồi lưu để tăng thêm độ hoà tan của oxy vào dịch, nhằm cung cấp tối đa nhu cầu oxy của chúng nuôi cấy để đạt được năng suất lên men cũng như hiệu suất chuyển hóa cao.