发酵系统用户指南

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发布时间：　2009.04.27 　　新闻来源：格瑞生物
/ }: f3 M' y& O% ~( z一、概述
3 t; D. l. d9 y6 S) R, ~4 `4 r该系统发酵罐是通用型机械搅拌罐，采用无级变速调节搅拌转速。广泛用于有机酸、酵母、酶制剂、维生素等生物制品的生产。
0 [( o% C+ u  E% ^: t& z
二、系统组成
% c* R* ]% G6 C2 n" l+ p6 b该系统发酵罐可由种子罐、发酵罐、补料罐、碱罐、泡滴罐、空气除菌过滤系统、蒸汽灭菌系统、温度控制系统、PH测量系统、溶解氧测量系统、微机控制系统等部分组成。各系统的流程及工作参数如下：
- Q# }7 @# G3 m- r# b0 S
1. 空气除菌过滤系统
无油空气压缩机(0.5～0.6 Mpa)
4 f, v* F% L1 }1 `& M0 J贮气罐
2 v' M- T# {) W: R( F有油空气压缩机(0.5～0.6 Mpa)→油水分离器
一级预过滤 →冷干机→二级预过滤 → 三级预过滤 → 减压阀(0.25 ～0.3Mpa)→
除菌过滤器1→种子罐
总除菌过滤器
除菌过滤器2→发酵罐
2. 蒸汽灭菌系统
种子罐、发酵罐灭菌 （0.3MPa）
蒸汽锅炉
减压阀(≤0.13 Mpa)→蒸汽过滤器
除菌过滤器1
0 n, i9 w6 w: r$ [3 x6 P' V; j除菌过滤器2
$ O0 u) g0 D1 P/ P: I3. 温度控制系统
0 ?% M6 ^. X0 e" @9 d* @种子罐夹套
1 M5 G1 b, V: R; ~+ H控温水箱→循环水泵→
发酵罐夹套
4. PH测量系统
& p* q3 p& X1 c发酵罐PH电极→仪表显示→微机采集→数据查询、曲线分析
0 ~- F1 h" S) C' \; `. l+ a5. 溶解氧测量系统
发酵罐溶解氧电极→仪表显示→微机采集→数据查询、曲线分析
) {* N/ F4 Q5 |# T6. 消泡系统
% G4 P3 H7 V' I发酵罐泡沫传感器→反馈给微机→报警
, G* s3 {# l+ t( g: I7 ^+ x' W
2 y& L( T9 ]" z* A- g! W三、主要技术参数
1. 种子罐 ： 灭菌压力≤0.15Mpa ： 工作压力：0.05～0.07Mpa
. d$ y) J; Q, m2 U" H9 r- t5 i6 {- Y灭菌温度：121℃～125℃
  ]/ R! V$ s6 b% \; v( e) ^2. 发酵罐 ： 灭菌压力≤0.15 Mpa： 工作压力：0.05～0.07Mpa
灭菌温度：121℃～125℃
0 i5 P! r0 K$ w: o3. 碱罐： 灭菌压力≤0.15 Mpa： 工作压力：0.05～0.07Mpa
灭菌温度：121℃～125℃
8 c/ A# ^3 g2 E' y+ S4. 消泡罐： 灭菌压力≤0.15 Mpa： 工作压力：0.05～0.07Mpa
灭菌温度：121℃～125℃
! Y  Z; O; g* `! Y: U5. 进罐空气压力： 种子罐、发酵罐、0.25MPa。
6. 空压机： 容积排气量＞m3/min
(无油) 排气压力0.6Mpa
2 K; I7 w9 V* `. ]# u7 r1 `7. 控温水箱电功率 ：Kw
8. 水循环泵： 功率 Kw ； 流量m3/h
$ i5 N" H1 ~' k, J& U7 K9. 转速： 无级调速 ～rpm
) ?- Z% Q/ T* X' R: J10. PH值：仪表显示并记录
11. 溶解氧值：仪表显示并记录
12. 罐温：仪表显示并记录

2 |1 k: u  x9 d7 [+ i四、使用前的技术准备
1. 上岗前的技术培训：GRJ-D系列发酵罐是机电一体化的设备，因此；操作人员上岗前必须进行技术培训，使他们熟悉整个系统的工作原理、管路、阀门的操作程序，并对空压机，蒸汽锅炉、变频电机等设备，能正确操作使用。未经培训的人员，不得单独上岗操作。
7 x3 t, `6 P! b9 S2. 设备使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、微机控制系统、循环水系统是否能正常工作。
4 U5 ]* ^: D/ b6 C; Q3. 检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。
. Y+ a4 f( }& I4. 开动空压机，用0.15Mpa压力，检查种子罐、发酵罐、过滤器、管路、阀门的密封性能是否良好。
5. 对温度仪、调速电机，电容涡街流量计应根据使用说明书进行检查、校正。
6. 上岗人员对上述各项必须能熟练操作。

  ~2 S- G  C( @: k  n2 ^五、空消
在投料前，气路、料路、种子罐、发酵罐、碱罐、消泡罐必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。
; w+ A2 f7 y) m+ L$ Y; k. j1. 空气管路的空消
(1) 空气管路上有三级预过滤器，冷干机和除菌过滤器。预过滤器和冷干机不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将通向预过滤器的阀门关闭，使蒸汽通过减压阀、蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。
(2) 除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，蒸汽减压阀必须调整在0.13Mpa，不得超过0.15MPa。
(3) 空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。
(4) 空消时间应持续40分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢。
(5) 经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关闭。
2. 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消
2 W  s% g1 B7 d4 [, A(1) 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐是将蒸汽直接通入罐内进行空消。
(2) 空消时，应将罐上的接种口，排气阀，及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为0.13～0.15Mpa。
(3) 空消时间为30～40分钟，特殊情况下，可采用间歇空消。
(4) 种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消前，应将夹套内的水放掉。
5 d* t' P, L4 ^/ G3 K; |& {(5) 空消结束后，应将罐内冷凝水排掉，并将排空阀门打开，防止冷却后罐内产生负压、损坏设备。
(6) 空消时，溶氧、PH电极取出，可以延长其使用寿命。

0 P+ A$ _& R, `2 D六、实消
' H9 x/ N% R- s: O0 c+ N' V实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程，种子罐、碱罐、消泡罐和发酵罐实消的操作过程相同。
1. 空消结束后，应尽快将配好的培养基从加料口加入罐内，此时夹套内应无冷却水。
1 J$ k& c; i2 ~6 M7 R$ s; V2. 培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量以罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为65％左右，泡沫少的培养基可达75～80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，加水量为罐体全容积的50％左右，加水量的多少与培养基温度和蒸汽压力等因素有关，需在实践中摸索。
" [1 ?* W9 w3 [( E. X" \% q" y8 y% h# o3. 先开启机械搅拌装置，使罐内物料均匀混合，转速50～100rpm。
1 ?6 D% G% U6 \4 Z, c2 E3 ]4. 打开夹套蒸汽阀、排汽阀，对罐内培养基预热，当罐内温度升到90℃时，关闭夹套进汽阀，打开罐内所有进汽阀，通入蒸汽。当罐温上升到105℃时，缓缓打开排汽阀，将罐顶冷空气排掉，持续五分钟后，关闭排汽阀。
5. 当罐压升至0.12Mpa，温度升到121—123℃时，控制蒸汽阀门开度，保持罐压不变，30分钟后停止供汽。
6. 打开冷却水的进排阀门，在夹套内通水冷却，当罐内压力降至0.05Mpa时，微微开启排气阀和进气阀，进行通气搅拌，加速冷却速度，并保持罐压为0.05Mpa，直到罐温降至接种温度。

3 O8 Q; L8 ~' z! ]6 u6 M# Y七、种子罐接种、培养
1. 本设备采用火焰封口接种，接种前应事先准备好酒精棉花、钳子、镊子和接种环。
7 E1 x4 O' B! K% V2. 菌种装入三角烧瓶内，接种量根据工艺要求确定。
3. 将酒精棉花围在接种口周围点燃，用钳子或铁棒拧开接种口，此时应向罐内通气，使接种口有空气排出。
- I. R9 k! ?& H! l; t4. 将三角瓶的菌种在火环中间倒入罐内。
( F0 l  T: I4 m: f* f- w5. 将接种口盖在火焰上灭菌后拧紧。
6. 接种后即可通气培养，罐压保持在0.05Mpa。
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八、移种
* R5 t7 s2 {- S( \) a& t" s* Q6 \1. 本设备采用压差移种，即在种子罐压力大于发酵罐压力的条件下将种子转移到发酵罐内。
0 ]( B" F/ e6 ?8 r8 H2. 发酵罐经实消冷却到接种温度后即可移种。
3. 移种前，对移种管路，阀门用蒸汽灭菌20分钟。
4. 移种时，种子罐保持0.08Mpa，发酵罐保持0.03Mpa，打开移种管路上的阀门，种子在压差作用下，由种子罐转入发酵罐。
& t" ~# U' _) E# N6 ^5. 移种结束后，对移种管路需用蒸汽冲洗干净。
6. 移种结束后，应立即清洗种子罐，防止发酵料凝结在管路、阀门及罐壁上。

1 l# G" J& C  o  u( C九、发酵罐的培养
7 w- h* |3 T  k! A; [) u, X1. 种子接入发酵罐后，即可进行控温培养，罐压一般控制在0.05Mpa，转速根据各自工艺要求而定。
2 ~4 k8 H* n' r5 l2. 发酵温度根据工艺要求而定，通过调节循环水的温度来控制发酵温度，当环境温度高于发酵温度时，用冷水降温。
$ r5 G7 e/ J/ b! q( a$ A3. 发酵液的PH值是根据工艺要求而定，当需要调整PH值时，逐步加入酸碱液，直至所需PH值。
4. 在发酵中途要取样检查时，可通过取样口取样。取样前，取样管路阀门需用蒸汽灭菌，防止杂菌污染而引起误导，取样结束后同样要用蒸汽冲洗取样管道阀门。

十、出料
) K4 G$ C+ z% N9 R1 L! m1. 本设备的出料是利用罐压将发酵液从出料管道排出，根据发酵液的浓度，罐压可控制在0.05～0.1Mpa。
' O- F+ s3 M9 `# X2. 出料后取出溶氧、PH仪，进行清洗保养。
; b! Y) X( [3 G$ K0 w3. 出料结束后，应立即放水清洗发酵罐及料路管道阀门，并开动空压机，向发酵罐供气并搅拌，将管路中的发酵液冲洗干净。

十一. 维修与保养
1. 安置设备的环境应整洁、干燥、通风良好，水、汽不得直接泼到电器上。
) g# J' w: ^& `5 k" A- x# E$ Q2. 设备启用之后，必须及时清洗，防止发酵液干结在发酵罐及管路、阀门内。
  K: Q& {! d- a$ H$ @0 l3. 各类仪表，应按规定要求保养存放 压力表、安全阀、温度仪每年应校准一次。
8 x. j; X! o! |1 d3 M$ L4. 设备停止使用时应清洗、吹干。过滤器的滤芯应取出清洗，凉干，妥善保管，法兰压紧螺母应松开，防止密封圈永久变形。
- u7 J, R$ w! q# }9 L8 \$ A
. R) \* V8 p/ c! P& n" o' y: y十二. 特别注意事项
$ y  v: c, M% N2 B( k1. 在发酵过程中，严禁将过滤器的排水阀突然打开而引起发酵液倒流。
2. 当突然停电时，应迅速关闭发酵罐及空气系统进，排气阀，保持罐压和空气系统不造成负压。
) ^) e7 N+ D1 ~* j- H+ x) ]" S3. 除菌过滤器蒸汽灭菌时压力不得超过0.15Mpa。
  D  a+ L4 g( ?4 q- |4 ?2 A9 s4. 空消、实消时，夹套内的水应放空，实消冷却时，罐压不能降到0。