微生物發(fā)酵系統的操作規程

發(fā)酵前準備工作
檢查電源是否正常，空壓機、微機系統和循環(huán)水系統是否正常工作。

檢查系統上的閥門(mén)、接頭及緊固螺釘是否擰緊。

開(kāi)動(dòng)空壓機，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。罐體夾套與罐內是否密封（換季時(shí)應重點(diǎn)檢測），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。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；輸入蒸汽壓力應維持在0.4Mpa，進(jìn)入系統后減壓為0.24MPa；空壓機壓力值0.8Mpa，空氣進(jìn)入壓力應控制在0.25-0.30MP（空氣初級過(guò)濾器的壓力值）。

溫度、溶氧電極、PH電極校正及標定，詳見(jiàn)觸摸屏PH、DO的標定幫助。
檢查各電機能否正常運轉（共4個(gè)）。電磁閥能否正常吸合（整套系統共11個(gè)電磁閥）。
滅菌
發(fā)酵系統安裝好后的初次清洗
罐內的清洗：酸堿罐、補料罐、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，結束后排盡罐內的污水，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)手孔向罐體內壁沖洗，當水位上升到攪拌軸的第二片葉輪時(shí)停止沖洗，開(kāi)動(dòng)電機攪拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水沖洗，再根據相應功能采用相應的清洗介質(zhì)（清洗管路時(shí)應以保護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)酵系統長(cháng)時(shí)間不用或培養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，清洗結束后應對發(fā)酵系統滅菌。

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微微開(kāi)啟，排除冷凝水。

空消時(shí)間應持續30分鐘左右，當設備初次使用或長(cháng)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、補料罐、酸堿罐空消作為參考依據）

發(fā)酵罐空消前，應將打開(kāi)排污閥Q22打開(kāi)（使夾套內的壓力不超壓）。

關(guān)閉Q14，微開(kāi)Q15,打開(kāi)蒸汽閥門(mén)Q12，打開(kāi)Q13向罐內通蒸汽；打開(kāi)Q18、Q19通過(guò)取樣口向罐內通蒸汽。

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，當濕度達到1220C后開(kāi)始計時(shí)，調整閥門(mén)Q9、Q13、Q19的開(kāi)度，保持罐內溫度1220C~1280C（壓為一般在0.11～0.15Mpa），可根據工藝調整空消的溫度與壓力。

當時(shí)間達到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向罐內通空氣冷卻，讓罐內保持正壓在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(cháng)其使用壽命。

發(fā)酵罐實(shí)消（種子罐、補料罐、酸堿罐實(shí)消作為參考依據）

實(shí)消是當罐內加入培養基后，用蒸汽對培養基進(jìn)行滅菌的過(guò)程。

空消結束后，關(guān)閉進(jìn)氣閥門(mén)Q13,打開(kāi)Q9卸去罐內壓力，將校正好的PH、DO電極裝好，盡快將配好的培養基從加料口加入罐內。

培養基在進(jìn)罐之前，應先糊化，一般培養基的配方量應根據工藝要求確定，發(fā)酵液的最終容積為罐體全容積的70％左右計算(泡沫多的培養基為60％左右，泡沫少的培養基可達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)根據工藝的要求自行決定，需在實(shí)踐中摸索。

開(kāi)啟機械攪拌裝置，低速轉動(dòng)，使罐內物料均勻混合。

打開(kāi)夾套排污閥Q22、蒸汽閥Q21，對罐內培養基預熱（采用夾套通汽預加熱）。當罐內溫度升到90℃時(shí)（具體溫度應按蒸汽質(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)取樣口向罐內通蒸汽，關(guān)閉Q25、Q26，全開(kāi)Q23,微開(kāi)Q24向罐內通蒸汽，微開(kāi)尾氣閥門(mén)Q9（三路通汽滅菌），關(guān)閉電機攪拌。

當溫度升到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)始計時(shí)，微開(kāi)火焰接種口向外排蒸汽，當時(shí)間到達30分鐘之前，關(guān)緊焰接種口，關(guān)閉Q24（關(guān)閉前應人為地開(kāi)大蒸汽量幾次，避免培養基殘留于閥門(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)電機攪拌，當壓力降到0.05MPa時(shí)打開(kāi)空氣閥門(mén)Q14、Q13向罐內通空氣，加快冷卻速度，并保持罐壓為0.05MPa，直到罐內培養基溫度降至接種溫度。當罐內溫度降至比發(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：

本系統采用火焰封口接種，接種前應事先準備：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?jì)�，接種量根據工藝要求確定。

將酒精棉花圍在接種環(huán)周?chē)�點(diǎn)燃，將菌種瓶口在火焰上燒一會(huì )兒，用Z字扳手擰開(kāi)接種口，迅速將菌種倒入罐內，此時(shí)應向罐內通氣，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，調節通風(fēng)量。

移種：

移種前應先排空蒸汽管路內的冷凝水，排空后保持蒸汽閥微開(kāi)（只流水不排蒸汽）使蒸汽管路內的冷凝水隨時(shí)可以排空。

移種操作時(shí)要特別注意調整種子罐和培養罐之間的壓差，種子罐的壓力應當高于培養罐0.1MPa才能進(jìn)行移種！移種時(shí)在關(guān)閉蒸汽閥后應當立即進(jìn)行移種，避免造成負壓污染。

移種完畢后應立即關(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，取樣結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，當時(shí)間到15分鐘后，將酒精棉花圍在取樣口周?chē)�點(diǎn)燃，關(guān)閉Q20，關(guān)閉Q18，打開(kāi)Q19，打開(kāi)Q20，先將取樣管內的液體排光后，將準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儀檢測發(fā)酵液的PH值，然后校正PH；當系統接種完成，調節好壓力與流量后，系統一可以進(jìn)入發(fā)酵模式，進(jìn)行自動(dòng)控制（溫度、PH、DO），具體的工藝參數由操作工自己設定，系統將按設定好的參數可以進(jìn)行自動(dòng)控制或操作工手動(dòng)控制。

發(fā)酵培養

取樣完成后，要用PH儀檢測發(fā)酵液的PH值，然后校正PH；當系統接種完成后，把壓力與流量調節好，系統則可以進(jìn)入發(fā)酵模式，進(jìn)行自動(dòng)控制（溫度、PH、DO），具體的工藝參數根據生產(chǎn)要求自己設定，系統將按設定好的參數可以進(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，罐壓一般0.03-0.05Mpa，轉速根據工藝要求而定，調節循環(huán)水的溫度控制發(fā)酵溫度，當環(huán)境溫度高于發(fā)酵溫度時(shí)，用冷凝水降溫；當培養基溫度低于發(fā)酵溫度時(shí)，用熱水進(jìn)行加熱。PH、DO調節由控制系統通過(guò)執行機構自動(dòng)加減實(shí)現。泡沫報警由泡沫探頭檢測泡沫信號在觸摸屏以指示燈形式顯示。

注：
1）滅菌前應對PH電極校正，培養過(guò)程中PH的控制使用蠕動(dòng)泵的加酸加堿來(lái)實(shí)現的，酸瓶堿瓶先在滅菌器中滅菌。
2）溶氧（DO）的測量與控制
   溶氧電極的標定：接種前在恒定的發(fā)酵溫度下，將轉速及空氣量開(kāi)到最大值時(shí)的溶氧DO值作為100％。
   培養過(guò)程中溶氧測量和控制：DO值的控制采用調節空氣流量和調節轉速來(lái)達到，轉速與溶氧的關(guān)聯(lián)的控制。其次必須同時(shí)調節進(jìn)氣量（手動(dòng)）控制。

出料
   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。
   出料結束后，應立即放水清洗發(fā)酵罐及料路管道閥門(mén)，并開(kāi)動(dòng)空壓機，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，則對發(fā)酵罐進(jìn)行空消，并排空罐內、夾套及管道內的水。