通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備的認知與操作

任務(wù)6.8五升全自動發(fā)酵罐的操作實訓(xùn)

目錄

一、實訓(xùn)目的

二、五升全自動發(fā)酵罐簡介

三、實訓(xùn)內(nèi)容

1、開車前的準(zhǔn)備工作

2、空氣過濾器及空氣管路的消毒

3、空消

4、加培養(yǎng)基液

5、實消

6、接種

7、培養(yǎng)

8、取樣

9、出料

10、發(fā)酵罐的清洗

11、設(shè)備維護與保養(yǎng)

12、注意事項

13、操作記錄

四、問題討論

一、實訓(xùn)目的（1）熟悉5升全自動發(fā)酵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)性能；（2）掌握5升全自動發(fā)酵罐的開、停車操作及工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)；（3）熟悉5升全自動發(fā)酵罐操作過程常見異?，F(xiàn)象及處理方法。

二、5升全自動發(fā)酵罐簡介

5升全自動發(fā)酵系統(tǒng)由發(fā)酵罐、空氣處理系統(tǒng)、蒸汽凈化系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)及管道、閥門等組成，其控制流程示意圖如圖6.8-1所示。

發(fā)酵罐由玻璃罐體、罐蓋、攪拌器、擋板、空氣分布管、加熱（冷卻）夾套、溫度計、pH酸度計、DO溶氧電極、補料口、接種口、取樣口等組成。

F11、F13—空氣進氣閥；F14—空氣排氣閥；F12—冷凝水排出閥；F2、F3、F4—蒸汽進汽閥；F21—罐底進出閥；F22—取樣、放料閥；F31—自來水進入閥；F33、F34—回水排放閥

三、實訓(xùn)內(nèi)容

1.開車前的準(zhǔn)備工作

檢查本系統(tǒng)各單件設(shè)備，應(yīng)確保各設(shè)備能正常運行時方可開機。

（1）空氣源的檢查。主要檢查供氣壓力、相對濕度是否正常；供氣壓力應(yīng)在0.3～0.6MPa之間；相對濕度應(yīng)小于60％。

（2）管道、閥門的檢查。檢查管道、閥門是否有泄漏。如有泄漏，應(yīng)進行調(diào)整，至無泄漏為止。

（3）電氣儀表的檢查。檢查發(fā)酵罐溫度顯示是否準(zhǔn)確；校檢壓力表、空氣減壓閥。校檢pH、DO電極。

（4）pH電極的保養(yǎng)與維護。定期進行pH電極的保養(yǎng)與維護。

（5）DO電極的保養(yǎng)與維護。定期進行DO電極的保養(yǎng)與維護。

（6）溫度，pH、轉(zhuǎn)速、消泡設(shè)定值的調(diào)節(jié)

推薦設(shè)定值如下表。溫度（設(shè)定值）XXX．X（為所需發(fā)酵溫度）℃精度偏差周期開度0.22.02008℃℃秒秒pH(設(shè)定值)：XX．XX（為所需發(fā)酵pH）精度偏差周期開度0.100.40200.2秒秒泡沫設(shè)定延時周期開度報警20100.12秒秒秒分泡沫設(shè)定延時周期開度報警20100.12秒秒秒分（7）安全防護罩的安裝。在空、實消情況下，為防止因玻璃筒意外損傷，而可能造成人員的損傷，必須安裝安全防護罩。

安全防護罩安裝方法：將安全防護罩打開，包在玻璃筒的外面，合攏防護罩，并插上插銷。

2.空氣過濾器及空氣管路的消毒

（1）關(guān)閉空氣閥F1l；打開F12，慢慢打開蒸汽閥閥門F3，排盡冷凝水后F12調(diào)為微開。注意：此時蒸汽壓力應(yīng)在0.14～0.2MPa之間；壓力過低將造成滅菌不徹底，壓力過高則空氣過濾器濾芯有可能被損壞而失去過濾能力。

（2）微開F13，打開F14蒸汽通過空氣過濾器及以后的空氣管道進入發(fā)酵罐內(nèi)。

（3）開啟空氣壓縮機，調(diào)節(jié)空氣減壓閥，使其出口壓力在0.2～0.25MPa之間。

（4）消毒時間一般為30分鐘。到時間后依次關(guān)閉F13、F12、F3。

（5）打開F1l、F12、F13；排去冷凝水后，再將F12、F13轉(zhuǎn)為微開；吹空氣過濾器。

（6）吹干空氣過濾器一般需20分鐘左右。然后關(guān)閉F12、F13，保持空氣管道及空氣過濾器中是正壓。

3.空消（1）必須將安全防護罩裝上。（2）關(guān)閉水閥F31。打開排水閥F33，蒸汽閥F2，排盡夾套中的水后關(guān)閉蒸汽閥F2。（3）打開F4、F22，排盡蒸汽管中冷凝水后將F22轉(zhuǎn)為微開；稍開F21，微開F14使蒸汽徐徐進入發(fā)酵罐；對發(fā)酵罐進行空消。（4）注意在升溫過程中需將“加熱”、“冷卻”、“pH調(diào)節(jié)”、“消泡”、“流加”開關(guān)置于“關(guān)”的位置或?qū)⒖刂破髦门c“停機”狀態(tài)。否則當(dāng)溫度設(shè)定值設(shè)定在培養(yǎng)溫度時，會自動通冷卻水，影響升溫速度，同時也浪費蒸汽。（5）在滅菌過程中，應(yīng)時刻注意罐壓，并控制在0.11～0.12MPa之內(nèi)，請勿超壓。罐壓的控制通過調(diào)節(jié)閥門F4和F14來實現(xiàn)。（6）空消時間一般為30～50分鐘。到時間后，關(guān)閉F4、F14。當(dāng)罐溫降至80℃以下時方可打開F22，排盡發(fā)酵罐內(nèi)的冷凝水后即關(guān)閉F22、F2l。（7）當(dāng)蒸汽閥F4關(guān)閉后，發(fā)酵罐內(nèi)的壓力會迅速下降，為防止發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生負壓，必須微開F13，并調(diào)節(jié)F14，使罐壓保持在0.03～0.05MPa之間。4.加培養(yǎng)基液（1）按工藝要求配制培養(yǎng)基原液。（2）打開排氣閥F14，關(guān)閉進氣閥F13，卸去罐內(nèi)壓力；將校驗好的pH、DO電極裝入發(fā)酵罐內(nèi)。（3）打開罐蓋上的加料口，將培養(yǎng)基原液加入發(fā)酵罐內(nèi)，并加水至所配培養(yǎng)液總量的80-85％左右(視環(huán)境溫度、蒸汽壓力及接種量而定，其余20～15％為蒸汽冷凝水和種子量)。最終發(fā)酵液體積不超出5升。（4）擰緊加料口螺母(注意：不要擰得太緊，否則會損壞密封圈)。

5.實消

（1）必須將安全防護罩裝上。

（2）檢查夾套排水閥F33是否打開，夾套水是否排盡。

（3）夾套預(yù)熱：關(guān)閉F31、F34，打開F2、稍開F33，接通電源，開電源開關(guān)，手動開啟攪拌電機，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速至150rpm左右，進行慢速攪拌。

（4）當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)的溫度達到80℃左右時，打開F4、F22，排盡蒸汽管中冷凝水后即關(guān)閉F22；稍開F21，使蒸汽徐徐進入發(fā)酵罐；繼續(xù)升溫。

（5）此時應(yīng)關(guān)閉進氣閥F13，并將排氣閥F14調(diào)為微開。

（6）當(dāng)培養(yǎng)液溫度達到95～100℃后可停止攪拌。當(dāng)發(fā)酵罐內(nèi)溫度達到滅菌要求溫度時，關(guān)閉閥門F4和F14；在滅菌過程中，應(yīng)時刻注意罐壓，并控制在0.1～0.11MPa之內(nèi)，嚴禁超壓。罐壓的控制通過調(diào)節(jié)閥門F2和F33來實現(xiàn)。

（7）注意在升溫過程中不要開冷卻開關(guān)，否則當(dāng)溫度設(shè)定值設(shè)定在培養(yǎng)溫度時，冷卻水管中會自動通冷卻水，不僅會影響升溫溫度、浪費蒸汽，更重要的是會引起冷凝水過多，引起培養(yǎng)液濃度變化或不能達到滅菌溫度。

（8）實消時間一般為30分鐘。到時間后，關(guān)閉F2、F14。自然冷卻10分鐘左右。

（9）通冷卻水進行冷卻，操作如下：關(guān)閉夾套排水閥F33、和蒸汽閥F2，打開夾套回水閥F34和水閥F31，按冷卻鍵至手動冷卻狀態(tài)；或調(diào)整溫度設(shè)定值（調(diào)節(jié)方法見“DF-B1C控制系統(tǒng)的操作說明”），按冷卻鍵至自動狀態(tài)；此時起即進入控溫狀態(tài)。

（10）當(dāng)蒸汽閥門關(guān)閉以及通冷卻水后，發(fā)酵罐的罐壓將迅速下降，當(dāng)罐內(nèi)壓力降至0.03MPa時，必須間隙開啟進氣閥F13，讓空氣進入發(fā)酵罐內(nèi)，并保持內(nèi)壓力在0.03-0.05MPa之間。

（11）當(dāng)罐內(nèi)溫度降至70℃以下時，調(diào)節(jié)攪拌電機的調(diào)速器，慢速攪動培養(yǎng)基，加快冷卻速度；同時可稍開進氣閥F13和調(diào)節(jié)排氣閥F14，使罐壓保持在0.03-0.05MPa之間。

6.接種（1）當(dāng)發(fā)酵液溫度降到接種溫度時即可進行接種。（2）準(zhǔn)備合格的搖床菌種。（3）用酒精棉擦洗罐頂接種口，并在接種口四周圍上酒精棉。接種者的雙手也需用酒精棉擦洗消毒、晾干。（4）調(diào)進氣閥F13，減少進氣量（不能關(guān)閉，否則罐壓跌零，引起污染)，擰松接種口螺母；檢查罐內(nèi)壓力是否在0．01MPa以下(如不在應(yīng)開大排氣閥F14或調(diào)進氣閥F13，減少進氣量)，點燃接種口四周的酒精棉；擰下接種口螺母，并將其放入預(yù)先準(zhǔn)備的盛有酒精的培養(yǎng)皿中。（5）將菌種瓶的瓶口在火焰上燒一會兒，并在火焰下拔下瓶塞，迅速將菌種倒入發(fā)酵罐內(nèi)。（6）蓋上接種口螺母，滅火焰，擰緊螺母；并用酒精棉將接種口擦洗干凈。（7）調(diào)節(jié)進氣閥F13及排氣閥F14，達到工藝要求的通氣量及保持罐壓在0.05MPa左右，（或按工藝要求）。7.培養(yǎng)（1）按照工藝要求調(diào)節(jié)通氣量、培養(yǎng)溫度及攪拌轉(zhuǎn)速。（2）通氣量的調(diào)節(jié)：要加大通氣量，則需開大進氣閥F13，反之則調(diào)小進氣閥F13的開度；閥F14要作出相應(yīng)的調(diào)整，以保持罐壓。通氣量的測量：通過流量計進行檢測。（3）發(fā)酵溫度、pH、轉(zhuǎn)速、流加控制、消泡等各參數(shù)的調(diào)整：按“DF-B控制系統(tǒng)的操作說明”所述方法進行調(diào)整。將控制器設(shè)置至“開機”狀態(tài)，并分別按“加熱”、“冷卻”、“攪拌”鍵，使之置于“自動”狀態(tài)。此時，各參數(shù)進入自動控制，并根據(jù)記錄周期所定的時間進行各參數(shù)的記錄。如果在自動控制過程中某參數(shù)出現(xiàn)過調(diào)或調(diào)不到所需值，則需調(diào)整該參數(shù)設(shè)定值中的“開度”。如果過調(diào)，則需減小“開度”值；如果調(diào)不到所需值，則需加大“開度”值。

（4）DO電極的滿度校正：當(dāng)溫度、通風(fēng)量、罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，將此時的DO值校正為：100％。

（5）將預(yù)先準(zhǔn)備好的堿液和滅過菌的消泡劑、流加物料及硅膠管與蠕動泵及發(fā)酵罐(將針插入發(fā)酵罐備用口)聯(lián)接好；注意：操作過程必須保證無菌。

（6）打開“pH”、“消泡”、“流加”開關(guān)，將手動、自動開關(guān)置于“自動”位置。此時，上述參數(shù)進入自動控制。

8.取樣（1）取樣口的消毒：打開閥門F4；微開取樣閥F22，保持20～30分鐘；關(guān)閉F22、F4。（2）取樣：打開閥門F21、F22放出少量培養(yǎng)液后關(guān)閉取樣閥F22；用火焰封取樣口，把預(yù)先滅過菌的取樣瓶瓶口置于火焰上，拔去瓶塞，瓶口對準(zhǔn)取樣口，開取樣閥F22，至所需取樣量后即關(guān)閉取樣閥F22；蓋上瓶塞，關(guān)閉閥門F21。（3）取樣口再滅菌：同（1）條。

9.出料

（1）必要時在出料口用不銹鋼管（或優(yōu)質(zhì)橡膠管）引至盛料容器或下道工序。

（2）出料管的滅菌：打開閥門F4，微開出料閥(取樣閥)F22，保持20～30分鐘；關(guān)閉F22、F4。

（3）調(diào)小排氣閥F14，調(diào)節(jié)進氣閥F13，使罐壓維持在0.05～0.1MPa之間的某一值（視需要而定)。

（4）出料：打開F2l、F22，發(fā)酵液通過管道輸送到盛料容器或下道工序。

（5）出料完畢后用蒸汽消毒出料管，方法同（2）條。

（6）發(fā)酵罐應(yīng)及時清洗干凈。

（7）如果發(fā)酵罐暫時不用，則需排盡罐內(nèi)及各管道內(nèi)的余水。

10.發(fā)酵罐的清洗（1）發(fā)酵罐在使用前和使用后，必須及時清洗。清洗時應(yīng)注意罐蓋頂部的電氣接口不能進水，否則可能會引起電氣元件的損壞或數(shù)據(jù)測量錯誤。（2）發(fā)酵罐使用前，放入自來水，通壓縮空氣，并攪拌至潔凈；打開閥門F21、F22，放凈發(fā)酵罐內(nèi)水即可。（3）發(fā)酵完畢放罐后或使用前發(fā)酵罐較臟，自來水通氣攪拌仍然不能清洗潔凈，應(yīng)按以下操作過程進行開蓋清洗(第4～11條)。（4）關(guān)閉電源，旋下電機及各傳感器的連線插頭。（5）擰下罐蓋周邊的四個螺母，小心地將罐蓋垂直向上取出(取出時注意罐蓋的方位，以免在安裝時裝錯。同時因罐蓋上固定部件較多，在取罐蓋的方位，以免在安裝時裝錯。同時因罐蓋上固定部件較多，在取罐蓋時，請不要轉(zhuǎn)動罐蓋，以免相互碰撞，損壞部件)，橫置于平整的桌面上，并將其墊好，防止?jié)L動。注意：在搬動和放置時，應(yīng)抓住電機固定座，不要抓攪拌軸，以免影響機械密封和軸的轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性。

（6）關(guān)閉閥門F21、F22，在罐內(nèi)加入適量水，用軟毛刷刷洗罐內(nèi)部件；刷洗完畢后打開閥門F2l、F22，放凈罐內(nèi)水。如果未清洗干凈，重復(fù)該操作。

（7）如果攪拌軸及機械密封裝置不干凈，則可用水沖刷。

（8）清洗干凈后，檢查罐蓋與發(fā)蘭之間的密封圈；將罐蓋按原位輕輕放入發(fā)酵罐；擰上罐蓋周邊的四個螺母；注意：四個螺母松緊應(yīng)基本一致，不要太緊，否則會引起攪拌軸的傾斜和密封圈的損壞。

（9）傳感器、電機電線插頭的安裝：航空插頭在安裝時應(yīng)對準(zhǔn)插頭與插座之間的槽口，插入后方可擰緊固定螺母。

（10）安裝完畢后，在發(fā)酵罐內(nèi)通入空氣（0.05MPa），檢查管道及發(fā)酵罐的密封性；如有泄漏，則需調(diào)整后方可使用。

11.設(shè)備維護與保養(yǎng)（1）空氣壓縮機應(yīng)按其使用說明書進行定期的維護與保養(yǎng)。（2）接地線保持可靠接地。（3）精密過濾器及金屬過濾器的濾芯，一般使用期限一年。如果過濾阻力太大或失去過濾能力，影響正常生產(chǎn)，則需更換或再生。（4）發(fā)酵罐清洗時，請用軟毛刷刷洗，不要用硬器刮擦。

（5）壓力表、調(diào)壓閥等儀表每年應(yīng)校驗一次，確保正常使用。

（6）pH電極在使用前必須通電穩(wěn)定2～3小時，否則電極不穩(wěn)定。造成測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

（7）DO電極在使用前必須通電極化4～6小時，否則電極不穩(wěn)定，測量數(shù)據(jù)會不準(zhǔn)。

（8）電器、儀表、傳感器等電