25升通风发酵罐系统主要设备及性能介绍

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25升通风发酵罐系统主要设备及性能介绍

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0 ~; F: F- I$ h& o! v7 k1 蒸汽发生器
相当于工厂的锅炉,提供蒸汽,用于空罐或实罐灭菌或提供热源;可自动补水.
1.1 使用方法
先接通总电源,检查水位,加水至刻度.启动加热开关.不得干烧.蒸汽发生器用水最好是蒸馏水,或去离子水,以免内部结垢.使用结束后,打开出气阀和排污阀,排尽汽包内余水.
' w! ]0 ~4 g: h9 C- d5 O% G8 k6 W1.2 压力
蒸汽系统有三个压力表显示压力:蒸汽发生器压力表,蒸汽出口管处压力表及发酵罐附近的压力表.蒸汽发生器的最大压力为0.8MPa,由蒸汽发生器设定后自动调节.使用时要随时注意蒸汽出口管外蒸汽压力,关键是要控制好出口阀门的大小,以免压力太高,蒸汽出口处的压力表压力不大于0.25MPa,以免发酵罐或金属过滤器的压力骤升.如果发酵罐处的压力表超过规定值(0.2MPa),应立即关小蒸汽发生器的出口阀,并打开蒸汽管的冷凝水管的阀门.
+ J% T3 `' ^# y4 }% i2 无菌空气系统
由空压机,空气贮罐,油水分离器,过滤系统(现有两套过滤系统:金属过滤除菌器及全功能空气过滤器组成).现有的配置是一种简单的配置方法:没有设置冷却或加热装置).
3 p% b5 m0 w& @5 D& i% z. R操作之前,必须检查所有管道系统上的阀门.使其处于适当的关闭或开启状态.具体的安排详见有关说明书.
2.1 空压机
9 [# v% e4 T% _# }0 w( M# ?! d选择的无油润滑空压机,出口风压0.8MPa;最大风量:1M3/min.对于发酵罐系统来说,风量稍大,但可以减少启动次数,因而可延长使用寿命.
( f7 L& }$ Z2 T: Z) ^$ j注意事项:启动必须在空压机空载(气包内无气,压力表显示为0时)的情况之下启动;
) R! G1 P8 K- E3 Z: u$ H一旦停电时,要及时关闭压缩机总电源(墙上).
2.2 空气贮罐
直径:600mm,高度:2m;最大工作压力:0.8MPa.
2.3 金属过滤器
过滤介质为金属镍,采用
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; x1 v  u( S! Q; L! ?特种粉末冶金技术制成,制成管状式,据厂商提供的数据,在空气除菌时,能去除的微粒直径为0.5微米,过滤效率99.999%.通风能力为2M3/min,与空压机的能力基本配套,稍大,通风量更大,气流速度可以更慢些,因而过滤除菌的效果更好.与金属过滤器配套的还有两个附件:预过滤器及蒸汽过滤器,其作用都是为了保护金属过滤器,因为金属过滤器的进气质量要求很高,不允许进入的空气中有较大直径的颗粒.
用蒸汽对金属过滤器灭菌时,阀门要慢慢地旋开,这样,进气压力的变化较为平稳.通过调节阀门,控制进汽管蒸汽压力不得超过0.15MPa.蒸汽灭菌前.要把管道内及过滤器内的冷凝水排空.防止进入到过滤器内.具体操作见操作说明书.过滤器使用一段时间后,当金属过滤器前后的压力差为0.03~0.05MPa时,可认为过滤介质已被堵塞,需要再生.
2.4 多功能空气过滤器
. K7 U: O! y4 i0 R/ U据厂商提供的资料,只需使用一个这样的过滤器,就可达到完全除菌的效果,使用寿命为1000小时以上.它的基本构造是:空气先经过预过滤器(孔径0.1微米),除去油雾(后面还有一个去油雾阀),然后是第一次过滤,第二次过滤.

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3发酵罐
3.1发酵罐主体
% C( W+ t/ b- T25升,全不锈钢,无级电磁调速电机控制转速.温度显示.
主要结构的注意事项:
搅拌器:最大转速1600 rpm,工作转速不得超过1200rpm,调转速时,要慢慢地从小调到大,不要一步到位.减速时,也要逐渐减小.
夹套保温:有蒸汽入口或冷却水进口及相应的排料口.一般对于小型罐而言.主要是保温,故必须通入热水.现有水温自动调节装置一套.需预先设置好.
罐顶主要管口分布:接种口,空气出口(接流量计),其它接口.
取样管:发酵液取样前和取样后,都要用蒸汽灭菌.先开启蒸汽发生器,当蒸汽发生器的压力升至0.4Mpa后,可开启蒸汽发生器出口外的阀门,同时注意位于发酵罐附近的压力表,该压力表的压力不得超过0.2Mpa.取样管蒸汽灭菌后,稍等一段时间,待取样管温度冷却,以免破坏发酵液中的成分,或热死活菌体.
" S- h7 e  a: ]5 Y3.2 操作
5 U& i- ^2 D3 h" I" R  B/ L* X3.2.1 空罐灭菌:要将与罐体有关的管道及阀门都同时灭菌,尤其是管道死角的灭菌.
' Z1 C0 ?4 T, Z7 ^4 L% }3.2.2 实罐灭菌
实罐灭菌时加水量不要加得太满.因为蒸汽灭菌时,其冷凝水也有一定的数量,对于25升罐,加液量最大为16~17升.灭菌时,先夹套通入蒸汽,升温至90~95℃时,开始罐内直接蒸汽升温灭菌.达到规定温度后,保压30min,罐上压力保持0.1~O.15Mpa.灭菌时,先要稍许打开出气口,以便同时排气.
+ D* A, u4 L- s( ~! q- O: e  I注意事项:
(1)培养基加入后,要及时搅拌.防止结团,蒸汽灭菌时,更要搅拌,否则,培养基一旦在罐底部结团.就很难彻底灭菌.固态物料一般应在罐外配制好后再加入.
(2)发酵罐为带压操作容器,当压力表显示罐内还有压力时.不得随意开启阀门,更不得旋动顶盖上的螺栓,以免罐内液体或蒸汽喷出.
(3)灭菌完毕后,冷却时,罐内压力会逐渐下降,应注意罐内保压(调节无菌空气压力至0.03~0.05MPa以上),以免内部形成负压.
4 管道
3 ~; h8 D- E4 W% F本实验室的管道主要分为:
- Z+ N  `* y  p* p蒸汽,压缩空气,无菌压缩空气,进水管,出水管和下水管,循环水管,都用不同的颜色加以区别.管道的连接方式有法兰连接,螺纹连接,没有焊接.请大家注意管道的布置.每人画一张管道及阀门的布置图.
, j0 P3 Z0 y; e/ ^: R2 g管道上的管件:阀门,法兰,弯头,小接管.学生要学会阀门的操作方法.
& L$ E3 S. R& h' M  K1 \$ X4 @) W2 q; N附录3 金属过滤器灭菌工作原理和操作过程
+ W1 p; G; k7 e$ K* v" o+ V0 E1 金属过滤器工作原理
过滤介质为金属镍制成的含有极微孔径的过滤管,采用特种粉末冶金技术制成,外套不锈钢外壳.据厂商提供的数据,在空气除菌时,能去除的微粒直径为0.5微米,过滤效率99.999%.通风能力为2M3/min,过滤除菌效果较好.与金属过滤器配套的还有两个附件:预过滤器及蒸汽过滤器,其作用都是为了保护金属过滤器,因为金属过滤器的进气质量要求很高,较大直径的颗粒对过滤器有损害作用.进气压力不超过O.15MPa.进汽压力太高,将严重损坏金属过滤器.必须在进蒸汽前,将阀门调至半开位置.
2 金属过滤器灭菌操作方法及注意事项
操作基本过程
' N* Z4 a5 r9 z4 Y# j蒸汽发生器的准备→阀门适当位置的安排→灭菌→排水→吹干
蒸汽发生器预先准备好之后,在进蒸汽之前,
(1)半开金属过滤器底阀28,空气预过滤器底阀29,蒸汽预过滤器30球阀,打开金属过滤器顶阀24,金属过滤器出口阀25,发酵罐处总进汽截止阀21,棉花过滤器底阀17,空气中管阀18,发酵罐底部进汽阀9和发酵罐底阀12.
% A: \7 K" H: q5 ](2)关闭多功能空气过滤器总阀及出口阀19和20,棉花过滤器进汽阀16,空气灭菌用蒸汽管阀23,空气预过滤出气阀26,备用支管阀27,蒸汽过滤器总进汽阀3l,油水分离器阀32和33,蒸汽发生器出口总阀34,空气贮气管出口阀35.
3 q" I: s, g/ j1 T(3)当蒸汽压力达0.8Mpa之后,打开34总汽阀,控制进汽压力为0.2Mpa.
(4)打开蒸汽过滤器总进汽阀31,压力为0.15MPa以下.
(5)五分钟后,关闭金属过滤器及附属过滤器的底阀28,29,30及棉花过滤器底阀17.
9 F" d: T6 c! a(6)金属过滤器灭菌30分钟.
4 _7 _2 x& T) ], _1 \( V$ j: B/ k(7)灭菌30分钟后,迅速关闭蒸汽过滤器总进汽阀3l,金属过滤器出口阀24.
(8)打开金属过滤器及附属过滤器的底阀28,29,30阀,排去金属过滤器内的残余积水,降压.
+ s9 s* C. D7 J! L, z* ]5 q" x(9)打开蒸汽入口阀23,对管道再灭菌15分钟,其余在发酵罐处的17,18,2l,9,12阀不动.
7 d; g. y8 i( A9 [  J(10)速启动压缩机,打开33阀,打开调压阀32.调压为0.05~01Mpa.
(11)打开28阀或27阀,用压缩空气吹干金属过滤器,管道及棉花过滤器.
# S# n3 L  p3 }( Q$ S(12)5分钟后,关闭28,29,30排水阀,开始吹干管道.
附录4 25升发酵罐系统的灭菌操作
发酵罐灭菌操作之前,请详细了解发酵罐及管道管件配置情况.
+ a! y+ H8 T. P& s0 S5 `# i8 G6 u1 灭菌前的准备工作
  e4 d! C/ o+ {8 h8 H  P  b空罐灭菌操作步骤
(1)半打开发酵罐顶的排汽阀l,2;棉花过滤器底阀17,发酵罐放料阀12,2l;关闭进罐空气阀9,夹套进水阀7,夹套进汽阀3.打开排水阀8.
(2)全打开排料口阀10,铜阀D,11,取样口阀5,6,通入蒸汽.空罐灭菌,压力0.15~0.2MPa,5分钟后,关闭排料阀12,D,开始计算时间,灭菌30分钟.
5 l' y" P; o# d: _7 i6 }(3)灭菌完毕后,发酵罐在密闭状态下降温降压,关闭取样口阀5,6:关闭排料口阀10,11,降压冷却至常压,准备实罐灭菌.
2 实罐灭菌操作步骤
(1)打开罐顶出汽阀1,2,使罐内压力为0,罐压不到0,绝对不允许旋开螺栓.打开加料口,加水,加料.加水量不要满罐,应留有余地,因为蒸汽加热时,有一定体积的冷凝水,如果是先夹套加热,加水量可适当多些.封上加料口,注意要旋紧适宜.启动搅拌电机,逐渐调节转速至150~200rpm.
5 J9 `' U+ C0 ]% R) Z, K8 A8 g(2)关闭夹套恒温水排水阀4,自来水进水阀7阀,打开夹套蒸汽进汽阀3,和冷凝水排入阀7,夹套通蒸汽加热到90-95℃.
(3)直接用蒸汽对罐内进行实罐灭菌,打开取样口阀5和蒸汽灭菌阀6,或打开排料口阀10,11,保压0.10~0.15MPa,温度120℃左右,灭菌30分钟左右(视情况而定).
8 H  S2 d/ K- _' r5 B(4)实罐灭菌后,关闭13,5,6,2阀.
(5)稍开启罐顶排汽阀l,压力为0.01~0.03 MPa后.速打开空气进阀9,关闭棉花过滤器底阀17,通入压缩空气,保压0.03~0.05MPa.
0 C" g+ d+ W: _0 D0 E6 g(6)关闭夹套蒸汽阀3,和冷凝水排料阀8,排水阀14,开自来水进水阀13,循环水出口阀4,对培养基进行降温到所需温度.
(7)将空气流量计连接到罐顶阀1接管口处,保压到发酵所需压力;
. v5 s* r) \9 Y- \3 发酵期间内取样方法
) Y  {( f+ ?. Q4 R$ i: S3 m) V(1)打开蒸汽灭菌阀6和取样口阀门,打开总蒸汽阀门21,打开34阀,控制蒸汽压力保持在0.2MPa通蒸汽灭菌;2分钟后,迅速关闭6阀,打开5阀,取样.
(2)取样后,关闭取样管出料阀5,打开蒸汽进汽阀6,通蒸汽灭菌2分钟,关闭21,6阀和取样口阀门.
: J) [* X+ V  K% N! m(3)注意卫生,每次取样后,自觉清洗操作台.取样前,可用三角瓶.先洗涤三角瓶,洗瓶用的发酵液不得随意倾倒.
4 意外事故的处理
突然停电时,此时由于搅拌已停止.但空气贮罐中的压力仍较高,此时,应立即关闭出气阀,进行保压操作,本实验室的空气贮罐最多能维持1.5小时.
5 发酵罐结束排料
$ E1 \9 e6 ~) a" u8 G# ]发酵罐结束排料时,应关闭进气阀,停止进气,待罐压降至常压后,将罐顶的出气阀打开,才能打开罐底阀门排料,否则料液无法排出.
3 W2 a: c5 V4 `- b$ @9 ^6 通风发酵实验室符号及标记
- m0 K, |* `' Z% H管道标志:
9 |$ S* y$ U; k. }& {红色:蒸汽;黄色:压缩空气;
绿色:进水管;黑色:冷却排水.
发酵罐共有四套,每套发酵罐体的阀门的排布方式及编号均相同