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發酵罐生物反應器

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發酵罐係統的操作方法和維護詳解

2022-6-20
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一、滅菌操作 
1. 關閉所有供水管路及空氣管路。開啟蒸汽管路閥門。同時稍開啟發酵罐夾套的排氣閥門,排放夾套剩水。 
2. 開啟發酵罐攪拌電機,轉速至200rpm,使發酵液受熱均勻。當溫度升到95℃以上時,即可停止攪拌。然後待溫度升至121℃(罐壓在0.1~0.12Mpa)時即可計時開始。 
3. 當計時開始後,發酵時間一般為20-30分鍾。在此時間內應保證溫度不低於120℃.同時可進行空氣過濾器及空氣管道的滅菌。 
4. 空氣過濾器及空氣管道的滅菌:稍開過濾器的排水閥門,及空氣管道的隔膜閥,保證空氣管道的蒸汽滅菌。但不能開的太大,以免蒸汽大量進入罐內,而稀釋培養基。 
5. 出料、采樣閥的蒸汽閥門及出口閥稍開,保證該管路滅菌。在發酵罐的蓋上的接種口,同樣需要放氣,使其達到滅菌要求。 
6. 當保溫結束時,應先把空氣管路中的隔膜閥關閉。把空氣過濾器排水閥關閉,以及關閉取樣閥出口閥門和接種口螺帽。然後再關閉各路蒸汽閥門。 
7. 打開冷卻水閥門及排水閥門,同時打開空氣流量計和空氣放空閥門,把空氣過濾器吹幹。此時必須注意罐壓的變化。絕對不能讓罐壓低於0.02Mpa。及當罐壓達到0.05Mpa時,立即將空氣管路打開,保證發酵罐的罐壓在0.05Mpa左右。 
8. 當溫度降到95℃時,即可打開攪拌。當溫度低於50℃後,即可切入自動控溫狀態,使培養基達到接種溫度,滅菌過程即告結束。  
二、發酵過程的操作  
1. 接種:接種方法可采用火焰接種法或差壓接種法。 
(1)火焰接種法:在接種口用酒精火圈消毒,然後打開接種口蓋,迅速將接種液倒入罐內,在把蓋擰緊。 
(2)差壓法:在滅菌前放入墊片,接種時把接種口蓋打開,先倒入一定量的酒精消毒。待片刻後把種液瓶的針頭插入接種口的墊片。利用罐內壓力和種液瓶內的壓力差,將種液引入罐內,擰緊蓋子。 
2. 罐壓 
   發酵過程中須手動控製罐壓,即用出口閥控製罐內壓力。調節空氣流量的,須同時調節出口閥,應保持罐內壓力恒定大於0.03Mpa。 
3. 溶解氧(DO)的測量和控製 
(1)溶解氧的標定:在接種前,在恒定的發酵溫度下,將轉速及空氣量開到最大值時的溶解氧DO值作為100%。 
(2)發酵過程的溶解氧DO測量和控製:DO的控製可采用調節空氣流量和調節轉速來達到。最簡單是轉速和溶氧的關聯控製。其次則必須同時調節進氣量(手動)控製。有時需要通入純氧(如在某些基因工程菌的高密度培養中)才能達到要求的DO值。 
4.  pH 的測量與控製 
(1) pH值的校正:在滅菌前應對PH電極進行PH值的校正。 
(2)在發酵過程中PH值的控製使用蠕動泵的加酸加堿來達到的,酸瓶或堿瓶須先在滅菌鍋中滅菌。  
三、控製器的操作 
1. 控製器的啟動:打開電源,先按一下薄膜鍵盤上的“S/E”鍵,再按一下“確認”鍵,發酵控製程序啟動;這時,如果加熱器中水沒有加滿,程序會自動進行進水操作;待水加滿後,用戶可以按照上述的下位機控製器的操作方法進行對各個執行機構進行控製。 
2. 控製器的操作:使用F1~F6按鍵將液晶屏中的界麵切換到用戶需要控製的界麵中,使用方向鍵將界麵中的光標移動到需要控製的變量上,如果是改變運行模式,直接按確認鍵即可,如果需要鍵盤輸入數字,在輸入數字後按確認鍵即可。如: 
(1)溫度控製:在手動方式中,對溫度進行手動操作是比較簡單,隻需要改變手動狀態的控製量即可。通過選擇快捷鍵(F1~F5)進入到溫度控製界麵,然後移動光標使它指向到“手動方式”,按下“確認”鍵,即進入溫度控製的手動方式中。此時,“手動方式”後麵會出現一個小手來指示當前的選擇是手動方式。將光標移動到手動設置區域, 通過上下移動光標選擇到“控製量”。通過按數字鍵輸入所需要設定的控製量輸出值,如80,並按“確認”鍵確認;(注:控製量範圍為0~100,當輸入控製量大於50時為加熱狀態,反之為冷卻狀態)。 
(2)轉速的控製:使用光標移動鍵,移動光標到“設定值”處。在數字鍵盤上輸入 300, 此時的“設定值”後應該出現“300”的數值;然後按下“確認”鍵確定輸入。若輸入有錯誤,可以按“清除”鍵清除數據。  
四、蒸汽發生器的操作  
1.  打開進水管開關,使蓄水箱水位至最高,保持進水狀態 
2.  連接發生器電源,向鍋內供水至正常水位(液位管的50-80%),不得超過最高水位,且不得低於最低水位,關閉蒸汽出汽閥門 
3.  插上電源,打開電源開關工作指示燈亮,開始加熱鍋水 
4.  將蒸汽管連接至發酵罐體夾層管路係統,打開相關閥門,保持管路通暢,同時關閉發酵罐體出氣閥。當壓力升至工作壓力後(2kg/cm2)打開蒸汽出汽閥,即可供汽 
5.使用完畢,先關閉電源,後關閉進水管,待發生器適當降溫後,排掉鍋體中汙水。 
【注 意 事 項】 
1. 安全閥的調定壓力已由廠家調整好,不得隨意調整,若發現安全閥失靈,應更換新的安全閥。嚴禁私自改  變壓力自動控製功能和參數。 
2. 在正常運行期間,至少每8小時排汙一次,並及時用砂紙給水位探針除垢 
3. 在使用過程中,嚴禁關閉安全閥門,嚴禁私自改裝或用堵頭堵死 
4. 壓力表存水彎管應定期拆下清洗  
五、空氣壓縮機的操作  
1. 插上空壓機電源,開啟空壓機,使機器在無負荷狀態下啟動運轉15分鍾。 
2. 啟動後若無異音,關閉空氣出口,並將空壓機出氣管與空氣淨化器相連,一並聯至發酵罐空氣進氣管路。 
3. 當氣壓升至2kg/cm2打開供氣閥,開啟空氣開關,向已滅菌的發酵罐提供無菌空氣。空氣壓力達到設定壓力之後,壓力開關自動切斷電源,電機停止運轉。 
4. 空氣壓縮機的使用壓力不得高於額定工作壓力,若需調整,必須有專門業務員進行,不得自行調整。  
六、保養與維護    
1、精密過濾器,一般使用期限為一年。如果過濾阻力太大或失去過濾能力致影響正常生產,則需清洗或更換(建議直接更換,不作清洗,因清洗操作後不能可靠保證過濾器的性能)。   
2、清洗發酵罐時,請用軟毛刷進行刷洗,不要用硬器刮擦,以免損傷發酵罐表麵。   
3、配套儀表應每年校驗一次,以確保正常使用。   
4、電器、儀表、傳感器等電氣設備嚴禁直接與水、汽接觸,防止受潮。   
5、設備停止使用時,應及時清洗幹淨,排盡發酵罐及各管道中的餘水;鬆開發酵罐罐蓋及手孔螺絲,防止密封圈產生永久變形。   
6、操作平台、恒溫水箱等碳鋼設備應定期(一年一次)刷油漆,防止鏽蝕。   
7、經常檢查減速器油位,如潤滑油不夠,需及時增加。   
8、定期更換減速器潤滑油,以延長其使用壽命。   
9、如果發酵罐暫時不用,則需對發酵罐進行空消,並排盡罐內及各管道內的餘水。  
七、注意事項    
1、必須確保所有單件設備能正常運行時使用本係統。   
2、在消毒過濾器時,流經空氣過濾器的蒸汽壓力不得超過0.17MPa,否則過濾器濾芯會被損壞,失去過濾能力。   
3、在發酵過程中,應確保罐壓不超過0.17MPa。   
4、在實消過程中,夾套通蒸汽預熱時,必須控製進汽壓力在設備的工作壓力範圍內(不應超過0.2MPa),否則會引起發酵罐的損壞。   
5、在空消及實消時,一定要排盡發酵罐夾套內的餘水。否則可能會導致發酵罐內筒體壓扁,造成設備損壞;在實消時,還會造成冷凝水過多導致培養液被稀釋,從而無法達到工藝要求。   
6、在空消、實消結束後冷卻過程中,嚴禁發酵罐內產生負壓,以免造成汙染,甚至損壞設備。   
7、在發酵過程中,罐壓應維持在0.03~0.05MPa之間,以免引起汙染。   
8、在各操作過程中,必須保持空氣管道中的壓力大於發酵罐的罐壓,否則會引起發酵罐中的液體倒流進入過濾器中,堵塞過濾器濾芯或使過濾器失效。