發(fā)酵前準(zhǔn)備工作
檢查電源是否正常,空壓機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)是否正常工作。
檢查系統(tǒng)上的閥門(mén)、接頭及緊固螺釘是否擰緊。
開(kāi)動(dòng)空壓機(jī),用0.15Mpa壓力,檢查種子罐、發(fā)酵罐、過(guò)濾器、管路、閥門(mén)等密封性是否良好,有無(wú)泄漏。罐體夾套與罐內(nèi)是否密封(換季時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢測(cè)),確保所有閥門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)(電磁閥前方的閥門(mén)除外)。
檢查水(冷卻水)壓、電壓、氣(汽)壓能否正常供應(yīng)。進(jìn)水壓維持在0.12Mpa,允許在0.15-0.2Mpa范圍變動(dòng),不能超過(guò)0.3Mpa,溫度應(yīng)低于發(fā)酵溫度10℃;單相電源AC220V±10%,頻率50Hz,罐體可靠接地;輸入蒸汽壓力應(yīng)維持在0.4Mpa,進(jìn)入系統(tǒng)后減壓為0.24MPa;空壓機(jī)壓力值0.8Mpa,空氣進(jìn)入壓力應(yīng)控制在0.25-0.30MP(空氣初級(jí)過(guò)濾器的壓力值)。
溫度、溶氧電極、PH電極校正及標(biāo)定,詳見(jiàn)觸摸屏PH、DO的標(biāo)定幫助。
檢查各電機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)(共4個(gè))。電磁閥能否正常吸合(整套系統(tǒng)共11個(gè)電磁閥)。
滅菌
發(fā)酵系統(tǒng)安裝好后的初次清洗
罐內(nèi)的清洗:酸堿罐、補(bǔ)料罐、種子罐可將罐體上方的法蘭卸開(kāi),由操作工采用潔凈布手動(dòng)清洗,結(jié)束后排盡罐內(nèi)的污水,在多沖洗幾遍即可。發(fā)酵罐的清洗可采用自來(lái)水管通過(guò)手孔向罐體內(nèi)壁沖洗,當(dāng)水位上升到攪拌軸的第二片葉輪時(shí)停止沖洗,開(kāi)動(dòng)電機(jī)攪拌清洗。各管路的清洗,可以先采用清水沖洗,再根據(jù)相應(yīng)功能采用相應(yīng)的清洗介質(zhì)(清洗管路時(shí)應(yīng)以保護(hù)管路中的各種元件為前提),具體步驟可參考“空氣管路的滅菌”。如果發(fā)酵系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間不用或培養(yǎng)的菌體與上一批次的不相同時(shí),可采用2%NaOH清洗,其他各罐也可以采用發(fā)酵罐的清洗方式清洗,清洗結(jié)束后應(yīng)對(duì)發(fā)酵系統(tǒng)滅菌。
空氣管路的滅菌
空氣管路上的除菌過(guò)濾器,使用蒸汽通過(guò)減壓閥(空氣減壓閥不能進(jìn)行蒸汽滅菌,所以空氣預(yù)過(guò)濾器不滅菌)、蒸汽過(guò)濾器然后進(jìn)入除菌過(guò)濾器。
空氣除菌過(guò)濾器的濾芯不能承受高溫高壓,因此,將蒸汽減壓閥調(diào)整在0.13MPa,不得超過(guò)0.15MPa。
空消過(guò)程中,除菌過(guò)濾器下端的排氣閥應(yīng)微微開(kāi)啟,排除冷凝水。
空消時(shí)間應(yīng)持續(xù)30分鐘左右,當(dāng)設(shè)備初次使用或長(zhǎng)期不用后啟動(dòng)時(shí),最好采用間歇空消,即第一次空消后,隔3~5小時(shí)再空消一次,以便消除芽孢。
經(jīng)空消后的過(guò)濾器,應(yīng)通氣吹干,約20~30分鐘,然后將氣路閥門(mén)關(guān)閉。保持空氣管道正壓。
發(fā)酵罐空消(種子罐、補(bǔ)料罐、酸堿罐空消作為參考依據(jù))
發(fā)酵罐空消前,應(yīng)將打開(kāi)排污閥Q22打開(kāi)(使夾套內(nèi)的壓力不超壓)。
關(guān)閉Q14,微開(kāi)Q15,打開(kāi)蒸汽閥門(mén)Q12,打開(kāi)Q13向罐內(nèi)通蒸汽;打開(kāi)Q18、Q19通過(guò)取樣口向罐內(nèi)通蒸汽。
將罐上的接種口,排氣閥Q9,及排污管路上的閥門(mén)Q24、Q25微微打開(kāi),使蒸汽通過(guò)這些閥門(mén)排出,當(dāng)濕度達(dá)到1220C后開(kāi)始計(jì)時(shí),調(diào)整閥門(mén)Q9、Q13、Q19的開(kāi)度,保持罐內(nèi)溫度1220C~1280C(壓為一般在0.11~0.15Mpa),可根據(jù)工藝調(diào)整空消的溫度與壓力。
當(dāng)時(shí)間達(dá)到30~40分鐘后,關(guān)閉Q13、Q15、Q19,然后再關(guān)閉Q12、Q18,打開(kāi)空氣管路上的閥門(mén)Q14、Q13向罐內(nèi)通空氣冷卻,讓罐內(nèi)保持正壓在0.03MPa-0.05MPa之間。
需要快速冷卻時(shí)則關(guān)閉夾套排污閥門(mén)Q22,打開(kāi)冷卻水閥門(mén)Q27/DC1向夾套通水冷卻,到達(dá)常溫后關(guān)閉冷卻水。特殊情況下,可采用間歇空消(隔3~5小時(shí)再空消一次,以便消除芽孢)。
空消時(shí),溶氧、PH電極取出,妥善保存,以延長(zhǎng)其使用壽命。
發(fā)酵罐實(shí)消(種子罐、補(bǔ)料罐、酸堿罐實(shí)消作為參考依據(jù))
實(shí)消是當(dāng)罐內(nèi)加入培養(yǎng)基后,用蒸汽對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的過(guò)程。
空消結(jié)束后,關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)Q13,打開(kāi)Q9卸去罐內(nèi)壓力,將校正好的PH、DO電極裝好,盡快將配好的培養(yǎng)基從加料口加入罐內(nèi)。
培養(yǎng)基在進(jìn)罐之前,應(yīng)先糊化,一般培養(yǎng)基的配方量應(yīng)根據(jù)工藝要求確定,發(fā)酵液的最終容積為罐體全容積的70%左右計(jì)算(泡沫多的培養(yǎng)基為60%左右,泡沫少的培養(yǎng)基可達(dá)75~80%),考慮到冷凝水和接種量因素,以及是否流加,初定容由生產(chǎn)根據(jù)工藝的要求自行決定,需在實(shí)踐中摸索。
開(kāi)啟機(jī)械攪拌裝置,低速轉(zhuǎn)動(dòng),使罐內(nèi)物料均勻混合。
打開(kāi)夾套排污閥Q22、蒸汽閥Q21,對(duì)罐內(nèi)培養(yǎng)基預(yù)熱(采用夾套通汽預(yù)加熱)。當(dāng)罐內(nèi)溫度升到90℃時(shí)(具體溫度應(yīng)按蒸汽質(zhì)量而變動(dòng)),關(guān)閉夾套進(jìn)汽閥Q21,關(guān)閉Q14,全打開(kāi)進(jìn)汽閥Q12,打開(kāi)Q13通入蒸汽,全開(kāi)Q18,微開(kāi)Q19通過(guò)取樣口向罐內(nèi)通蒸汽,關(guān)閉Q25、Q26,全開(kāi)Q23,微開(kāi)Q24向罐內(nèi)通蒸汽,微開(kāi)尾氣閥門(mén)Q9(三路通汽滅菌),關(guān)閉電機(jī)攪拌。
當(dāng)溫度升到121—123℃,罐壓升至0.12MPa時(shí),控制蒸汽閥門(mén)Q9、Q19、Q13、Q24的開(kāi)度,維持溫度與罐壓,并開(kāi)始計(jì)時(shí),微開(kāi)火焰接種口向外排蒸汽,當(dāng)時(shí)間到達(dá)30分鐘之前,關(guān)緊焰接種口,關(guān)閉Q24(關(guān)閉前應(yīng)人為地開(kāi)大蒸汽量幾次,避免培養(yǎng)基殘留于閥門(mén)處),關(guān)閉Q23,關(guān)閉Q19、18,關(guān)閉Q13、Q12停止供汽。
關(guān)閉夾套排污閥門(mén)Q22,打開(kāi)冷卻水閥Q27/DC1向夾套通水冷卻,打開(kāi)電機(jī)攪拌,當(dāng)壓力降到0.05MPa時(shí)打開(kāi)空氣閥門(mén)Q14、Q13向罐內(nèi)通空氣,加快冷卻速度,并保持罐壓為0.05MPa,直到罐內(nèi)培養(yǎng)基溫度降至接種溫度。當(dāng)罐內(nèi)溫度降至比發(fā)酵工藝所要求的溫度高2-3℃時(shí),關(guān)閉閥門(mén)Q27/DC1停止通冷卻水。
種子罐接種、移種
接種:
本系統(tǒng)采用火焰封口接種,接種前應(yīng)事先準(zhǔn)備:酒精棉花、鉗子、鑷子、接種環(huán)、石棉網(wǎng)手套、Z字扳手。
菌種裝入三角燒瓶?jī)?nèi),接種量根據(jù)工藝要求確定。
將酒精棉花圍在接種環(huán)周?chē)c(diǎn)燃,將菌種瓶口在火焰上燒一會(huì)兒,用Z字扳手?jǐn)Q開(kāi)接種口,迅速將菌種倒入罐內(nèi),此時(shí)應(yīng)向罐內(nèi)通氣,使接種口有空氣排出(壓力接近與零,但不能為零)。
將接種口蓋在火焰上滅菌后擰緊。接種后,罐壓保持在0.03MPa~0.07MPa,調(diào)節(jié)通風(fēng)量。
移種:
移種前應(yīng)先排空蒸汽管路內(nèi)的冷凝水,排空后保持蒸汽閥微開(kāi)(只流水不排蒸汽)使蒸汽管路內(nèi)的冷凝水隨時(shí)可以排空。
移種操作時(shí)要特別注意調(diào)整種子罐和培養(yǎng)罐之間的壓差,種子罐的壓力應(yīng)當(dāng)高于培養(yǎng)罐0.1MPa才能進(jìn)行移種!移種時(shí)在關(guān)閉蒸汽閥后應(yīng)當(dāng)立即進(jìn)行移種,避免造成負(fù)壓污染。
移種完畢后應(yīng)立即關(guān)閉移種閥,然后打開(kāi)與之聯(lián)通的蒸汽閥通入蒸汽進(jìn)行沖刷消毒,并立即清洗種子罐,防止發(fā)酵料粘結(jié)在管道閥門(mén)及罐壁上,消毒后立即關(guān)閉蒸汽閥門(mén)和排冷凝水的閥門(mén)及管帽。
取樣
在接種完成后或在發(fā)酵中途要取樣檢查時(shí),可通過(guò)取樣口取樣。取樣前,取樣管路閥門(mén)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及閥門(mén)。
操作方法:全開(kāi)蒸汽閥門(mén)Q18,微開(kāi)Q20,當(dāng)時(shí)間到15分鐘后,將酒精棉花圍在取樣口周?chē)c(diǎn)燃,關(guān)閉Q20,關(guān)閉Q18,打開(kāi)Q19,打開(kāi)Q20,先將取樣管內(nèi)的液體排光后,將準(zhǔn)備好的取樣瓶在火焰邊打開(kāi),快速取樣并蓋好,關(guān)閉Q20,然后打開(kāi)Q18清洗/滅菌取樣口5分鐘,關(guān)閉Q20、Q18。取樣完成后,要用PH儀檢測(cè)發(fā)酵液的PH值,然后校正PH;當(dāng)系統(tǒng)接種完成,調(diào)節(jié)好壓力與流量后,系統(tǒng)一可以進(jìn)入發(fā)酵模式,進(jìn)行自動(dòng)控制(溫度、PH、DO),具體的工藝參數(shù)由操作工自己設(shè)定,系統(tǒng)將按設(shè)定好的參數(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)控制或操作工手動(dòng)控制。
發(fā)酵培養(yǎng)
取樣完成后,要用PH儀檢測(cè)發(fā)酵液的PH值,然后校正PH;當(dāng)系統(tǒng)接種完成后,把壓力與流量調(diào)節(jié)好,系統(tǒng)則可以進(jìn)入發(fā)酵模式,進(jìn)行自動(dòng)控制(溫度、PH、DO),具體的工藝參數(shù)根據(jù)生產(chǎn)要求自己設(shè)定,系統(tǒng)將按設(shè)定好的參數(shù)可以進(jìn)行自動(dòng)控制或操作工手動(dòng)控制。種子移入種子罐或發(fā)酵罐后控溫培養(yǎng),罐壓一般0.03-0.05Mpa,轉(zhuǎn)速根據(jù)工藝要求而定,調(diào)節(jié)循環(huán)水的溫度控制發(fā)酵溫度,當(dāng)環(huán)境溫度高于發(fā)酵溫度時(shí),用冷凝水降溫;當(dāng)培養(yǎng)基溫度低于發(fā)酵溫度時(shí),用熱水進(jìn)行加熱。PH、DO調(diào)節(jié)由控制系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)加減實(shí)現(xiàn)。泡沫報(bào)警由泡沫探頭檢測(cè)泡沫信號(hào)在觸摸屏以指示燈形式顯示。
注:
1)滅菌前應(yīng)對(duì)PH電極校正,培養(yǎng)過(guò)程中PH的控制使用蠕動(dòng)泵的加酸加堿來(lái)實(shí)現(xiàn)的,酸瓶堿瓶先在滅菌器中滅菌。
2)溶氧(DO)的測(cè)量與控制
溶氧電極的標(biāo)定:接種前在恒定的發(fā)酵溫度下,將轉(zhuǎn)速及空氣量開(kāi)到最大值時(shí)的溶氧DO值作為100%。
培養(yǎng)過(guò)程中溶氧測(cè)量和控制:DO值的控制采用調(diào)節(jié)空氣流量和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來(lái)達(dá)到,轉(zhuǎn)速與溶氧的關(guān)聯(lián)的控制。其次必須同時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量(手動(dòng))控制。
出料
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。
出料后取出溶氧、PH儀,進(jìn)行清洗保養(yǎng)。
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(mén),并開(kāi)動(dòng)空壓機(jī),向發(fā)酵罐供氣并攪拌,將管路中的發(fā)酵液沖洗干凈。
如果發(fā)酵罐暫時(shí)不用,則對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行空消,并排空罐內(nèi)、夾套及管道內(nèi)的水。