一、概述

　　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

　　發(fā)酵罐可由種子罐、發(fā)酵罐、補料罐、堿罐、泡敵罐、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

　　一級預過濾 →冷干機→二級預過濾 → 三級預過濾 → 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

　　上崗前的技術(shù)培訓：SFM—2000L等發(fā)酵罐是機電一體化的設備，因此；操作人員上崗前必須進行技術(shù)培訓，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、變頻電機等設備，能正確操作使用。未經(jīng)培訓的人員，不得單獨上崗操作。

　　2. 設備使用之前，應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過濾器，冷干機和除菌過濾器。預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微微開啟，排除冷凝水。

　　(4) 空消時間應持續(xù)40分鐘左右，當設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，應將夾套內(nèi)的水放掉。

　　(5) 空消結(jié)束后，應將罐內(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。

　　空消結(jié)束后，應盡快將配好的培養(yǎng)基從加料口加入罐內(nèi)，此時夾套內(nèi)應無冷卻水。

　　2. 培養(yǎng)基在進罐之前，應先糊化，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)

　　本設備采用火焰封口接種，接種前應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

　　本設備采用壓差移種，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，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. 安置設備的環(huán)境應整潔、干燥、通風良好，水、汽不得直接潑到電器上。 2. 設備啟用之后，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，應按規(guī)定要求保養(yǎng)存放 壓力表、安全閥、溫度儀每年應校準一次。 4. 設備停止使用時應清洗、吹干。過濾器的濾芯應取出清洗，涼干，妥善保管，法蘭壓緊螺母應松開，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)的水應放空，實消冷卻時，罐壓不能降到0。