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技術(shù)支持

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發(fā)酵系統(tǒng)用戶指南
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一、概述
該系統(tǒng)發(fā)酵罐是通用型機械攪拌罐,采用無級變速調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速。廣泛用于有機酸、酵母、酶制劑、維生素等生物制品的生產(chǎn)。
二、系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)發(fā)酵罐可由種子罐、發(fā)酵罐、補料罐、堿罐、泡滴罐、空氣除菌過濾系統(tǒng)、蒸汽滅菌系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、PH測量系統(tǒng)、溶解氧測量系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)等部分組成。各系統(tǒng)的流程及工作參數(shù)如下:
1. 空氣除菌過濾系統(tǒng)
無油空氣壓縮機(0.5~0.6 Mpa)
貯氣罐
有油空氣壓縮機(0.5~0.6 Mpa)→油水分離器
一級預(yù)過濾 →冷干機→二級預(yù)過濾 → 三級預(yù)過濾 → 減壓閥(0.25 ~0.3Mpa)→
除菌過濾器1→種子罐
總除菌過濾器
除菌過濾器2→發(fā)酵罐
2. 蒸汽滅菌系統(tǒng)
種子罐、發(fā)酵罐滅菌 (0.3MPa)
蒸汽鍋爐
減壓閥(≤0.13 Mpa)→蒸汽過濾器
除菌過濾器1
除菌過濾器2
3. 溫度控制系統(tǒng)
種子罐夾套
控溫水箱→循環(huán)水泵→
發(fā)酵罐夾套
4. PH測量系統(tǒng)
發(fā)酵罐PH電極→儀表顯示→微機采集→數(shù)據(jù)查詢、曲線分析
5. 溶解氧測量系統(tǒng)
發(fā)酵罐溶解氧電極→儀表顯示→微機采集→數(shù)據(jù)查詢、曲線分析
6. 消泡系統(tǒng)
發(fā)酵罐泡沫傳感器→反饋給微機→報警
三、主要技術(shù)參數(shù)
1. 種子罐 : 滅菌壓力≤0.15Mpa : 工作壓力:0.05~0.07Mpa
滅菌溫度:121℃~125℃
2. 發(fā)酵罐 : 滅菌壓力≤0.15 Mpa: 工作壓力:0.05~0.07Mpa
滅菌溫度:121℃~125℃
3. 堿罐: 滅菌壓力≤0.15 Mpa: 工作壓力:0.05~0.07Mpa
滅菌溫度:121℃~125℃
4. 消泡罐: 滅菌壓力≤0.15 Mpa: 工作壓力:0.05~0.07Mpa
滅菌溫度:121℃~125℃
5. 進罐空氣壓力: 種子罐、發(fā)酵罐、0.25MPa。
6. 空壓機: 容積排氣量> m3/min
(無油) 排氣壓力 0.6Mpa
7. 控溫水箱電功率 : Kw
8. 水循環(huán)泵: 功率 Kw ; 流量 m3/h
9. 轉(zhuǎn)速: 無級調(diào)速 ~ rpm
10. PH值:儀表顯示并記錄
11. 溶解氧值:儀表顯示并記錄
12. 罐溫:儀表顯示并記錄

四、使用前的技術(shù)準備
1. 上崗前的技術(shù)培訓(xùn):SFM—2000L等發(fā)酵罐是機電一體化的設(shè)備,因此;操作人員上崗前必須進行技術(shù)培訓(xùn),使他們熟悉整個系統(tǒng)的工作原理、管路、閥門的操作程序,并對空壓機,蒸汽鍋爐、變頻電機等設(shè)備,能正確操作使用。未經(jīng)培訓(xùn)的人員,不得單獨上崗操作。
2. 設(shè)備使用之前,應(yīng)先檢查電源是否正常,空壓機、微機控制系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)是否能正常工作。
3. 檢查系統(tǒng)上的閥門、接頭及緊固螺釘是否擰緊。
4. 開動空壓機,用0.15Mpa壓力,檢查種子罐、發(fā)酵罐、過濾器、管路、閥門的密封性能是否良好。
5. 對溫度儀、調(diào)速電機,電容渦街流量計應(yīng)根據(jù)使用說明書進行檢查、校正。
6. 上崗人員對上述各項必須能熟練操作。
五、空消
在投料前,氣路、料路、種子罐、發(fā)酵罐、堿罐、消泡罐必須用蒸汽進行滅菌,消除所有死角的雜菌,保證系統(tǒng)處于無菌狀態(tài)。
1. 空氣管路的空消
(1) 空氣管路上有三級預(yù)過濾器,冷干機和除菌過濾器。預(yù)過濾器和冷干機不能用蒸汽滅菌,因此在空氣管路通蒸汽前,必須將通向預(yù)過濾器的閥門關(guān)閉,使蒸汽通過減壓閥、蒸汽過濾器然后進入除菌過濾器。
(2) 除菌過濾器的濾芯不能承受高溫高壓,因此,蒸汽減壓閥必須調(diào)整在0.13Mpa,不得超過0.15MPa。
(3) 空消過程中,除菌過濾器下端的排氣閥應(yīng)微微開啟,排除冷凝水。
(4) 空消時間應(yīng)持續(xù)40分鐘左右,當設(shè)備初次使用或長期不用后啟動時,最好采用間歇空消,即第一次空消后,隔3~5小時再空消一次,以便消除芽孢。
(5) 經(jīng)空消后的過濾器,應(yīng)通氣吹干,約20~30分鐘,然后將氣路閥門關(guān)閉。
2. 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐空消
(1) 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐是將蒸汽直接通入罐內(nèi)進行空消。
(2) 空消時,應(yīng)將罐上的接種口,排氣閥,及料路閥門微微打開,使蒸汽通過這些閥門排出,同時保持罐壓為0.13~0.15Mpa。
(3) 空消時間為30~40分鐘,特殊情況下,可采用間歇空消。
(4) 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐空消前,應(yīng)將夾套內(nèi)的水放掉。
(5) 空消結(jié)束后,應(yīng)將罐內(nèi)冷凝水排掉,并將排空閥門打開,防止冷卻后罐內(nèi)產(chǎn)生負壓、損壞設(shè)備。
(6) 空消時,溶氧、PH電極取出,可以延長其使用壽命。
六、實消
實消是當罐內(nèi)加入培養(yǎng)基后,用蒸汽對培養(yǎng)基進行滅菌的過程,種子罐、堿罐、消泡罐和發(fā)酵罐實消的操作過程相同。
1. 空消結(jié)束后,應(yīng)盡快將配好的培養(yǎng)基從加料口加入罐內(nèi),此時夾套內(nèi)應(yīng)無冷卻水。
2. 培養(yǎng)基在進罐之前,應(yīng)先糊化,一般培養(yǎng)基的配方量以罐體全容積的70%左右計算(泡沫多的培養(yǎng)基為65%左右,泡沫少的培養(yǎng)基可達75~80%),考慮到 冷凝水和接種量因素,加水量為罐體全容積的50%左右,加水量的多少與培養(yǎng)基溫度和蒸汽壓力等因素有關(guān),需在實踐中摸索。
3. 先開啟機械攪拌裝置,使罐內(nèi)物料均勻混合,轉(zhuǎn)速50~100rpm。
4. 打開夾套蒸汽閥、排汽閥,對罐內(nèi)培養(yǎng)基預(yù)熱,當罐內(nèi)溫度升到90℃時,關(guān)閉夾套進汽閥,打開罐內(nèi)所有進汽閥,通入蒸汽。當罐溫上升到105℃時,緩緩打開排汽閥,將罐頂冷空氣排掉,持續(xù)五分鐘后,關(guān)閉排汽閥。
5. 當罐壓升至0.12Mpa,溫度升到121—123℃時,控制蒸汽閥門開度,保持罐壓不變,30分鐘后停止供汽。
6. 打開冷卻水的進排閥門,在夾套內(nèi)通水冷卻,當罐內(nèi)壓力降至0.05Mpa時,微微開啟排氣閥和進氣閥,進行通氣攪拌,加速冷卻速度,并保持罐壓為0.05Mpa,直到罐溫降至接種溫度。
七、種子罐接種、培養(yǎng)
1. 本設(shè)備采用火焰封口接種,接種前應(yīng)事先準備好酒精棉花、鉗子、鑷子和接種環(huán)。
2. 菌種裝入三角燒瓶內(nèi),接種量根據(jù)工藝要求確定。
3. 將酒精棉花圍在接種口周圍點燃,用鉗子或鐵棒擰開接種口,此時應(yīng)向罐內(nèi)通氣,使接種口有空氣排出。
4. 將三角瓶的菌種在火環(huán)中間倒入罐內(nèi)。
5. 將接種口蓋在火焰上滅菌后擰緊。
6. 接種后即可通氣培養(yǎng),罐壓保持在0.05Mpa。
八、移種
1. 本設(shè)備采用壓差移種,即在種子罐壓力大于發(fā)酵罐壓力的條件下將種子轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐內(nèi)。
2. 發(fā)酵罐經(jīng)實消冷卻到接種溫度后即可移種。
3. 移種前,對移種管路,閥門用蒸汽滅菌20分鐘。
4. 移種時,種子罐保持0.08Mpa,發(fā)酵罐保持0.03Mpa,打開移種管路上的閥門,種子在壓差作用下,由種子罐轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐。
5. 移種結(jié)束后,對移種管路需用蒸汽沖洗干凈。
6. 移種結(jié)束后,應(yīng)立即清洗種子罐,防止發(fā)酵料凝結(jié)在管路、閥門及罐壁上。
九、發(fā)酵罐的培養(yǎng)
1. 種子接入發(fā)酵罐后,即可進行控溫培養(yǎng),罐壓一般控制在0.05Mpa,轉(zhuǎn)速根據(jù)各自工藝要求而定。
2. 發(fā)酵溫度根據(jù)工藝要求而定,通過調(diào)節(jié)循環(huán)水的溫度來控制發(fā)酵溫度,當環(huán)境溫度高于發(fā)酵溫度時,用冷水降溫。
3. 發(fā)酵液的PH值是根據(jù)工藝要求而定,當需要調(diào)整PH值時,逐步加入酸堿液,直至所需PH值。
4. 在發(fā)酵中途要取樣檢查時,可通過取樣口取樣。取樣前,取樣管路閥門需用蒸汽滅菌,防止雜菌污染而引起誤導(dǎo),取樣結(jié)束后同樣要用蒸汽沖洗取樣管道閥門。
十、出料
1. 本設(shè)備的出料是利用罐壓將發(fā)酵液從出料管道排出,根據(jù)發(fā)酵液的濃度,罐壓可控制在0.05~0.1Mpa。
2. 出料后取出溶氧、PH儀,進行清洗保養(yǎng)。
3. 出料結(jié)束后,應(yīng)立即放水清洗發(fā)酵罐及料路管道閥門,并開動空壓機,向發(fā)酵罐供氣并攪拌,將管路中的發(fā)酵液沖洗干凈。
十一. 維修與保養(yǎng)
1. 安置設(shè)備的環(huán)境應(yīng)整潔、干燥、通風(fēng)良好,水、汽不得直接潑到電器上。
2. 設(shè)備啟用之后,必須及時清洗,防止發(fā)酵液干結(jié)在發(fā)酵罐及管路、閥門內(nèi)。
3. 各類儀表,應(yīng)按規(guī)定要求保養(yǎng)存放 壓力表、安全閥、溫度儀每年應(yīng)校準一次。
4. 設(shè)備停止使用時應(yīng)清洗、吹干。過濾器的濾芯應(yīng)取出清洗,涼干,妥善保管,法蘭壓緊螺母應(yīng)松開,防止密封圈永久變形。
十二. 特別注意事項
1. 在發(fā)酵過程中,嚴禁將過濾器的排水閥突然打開而引起發(fā)酵液倒流。
2. 當突然停電時,應(yīng)迅速關(guān)閉發(fā)酵罐及空氣系統(tǒng)進,排氣閥,保持罐壓和空氣系統(tǒng)不造成負壓。
3. 除菌過濾器蒸汽滅菌時壓力不得超過0.15Mpa。
4. 空消、實消時,夾套內(nèi)的水應(yīng)放空,實消冷卻時,罐壓不能降到0。


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