■保证发酵罐密封性
发酵罐是发酵生产的主要设备。在使用之前,需要对发酵罐进行认真检查,如检查其搅拌系统转动有无异常,机械密封是否严密,罐内的螺丝是否松动,罐内的管道有无堵塞,夹层或罐内盘管是否泄漏,以及罐体连接阀门是否严密等。
目前,机械密封在发酵罐上得到广泛应用,其取了以前搅拌轴的填料密封形式,但是如果安装精度不高或选用的机械密封系统不合适,仍然会发生轴封泄露,造成染菌。因此,在安装搅拌轴时要注意对中。据了解,新疆某发酵车间采用拉杆固定可调的中间轴承,通过调整中间轴承位置来减少搅拌轴的摆动,并采用多弹簧平衡型机械密封,利用不同方向的弹簧弹力抵消搅拌轴的部分偏移,有效地实现了密封。
■去除视镜冲洗管道
为了便于观察发酵罐内的发酵情况,在大型发酵罐内一般都设置了冲洗视镜的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就无法完全保证冷凝水的无菌,因此应该去除冲洗视镜的蒸汽管道,减少染菌隐患。如果因罐内雾气大看不清楚,可以采用更高亮度的视镜灯。
■PVDF膜净化效果可靠
传统的空气净化系统使用活性炭、棉花、**细玻璃纤维纸作为过滤芯,其过滤效果差,且操作复杂。目前,国内的膜过滤技术已比较成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯不仅过滤精度高,且流量大。使用时技术人员只要注意对过滤器前压缩空气进行除湿脱油,并按规对过滤器进行灭菌,即可保证空气无菌。另外,由于PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感,膜本身的疏水性强,因此可解决以往当空气湿度过大时棉花过滤器等不能使用的问题。新疆某发酵车间对10吨发酵罐采用PVDF过滤器的净化效果进行了考察。技术人员在过滤器后挂了一个测样瓶,测样瓶用灭菌后不接种的LB通用细菌培养基,连续通入过滤后的压缩空气以监测过滤器效果(只要LB通用细菌培养基保持清澈,就说明过滤器运行正常)。结果表明,该车间10吨发酵罐的过滤器在连续使用3个月后,测样瓶镜检表明LB细菌培养基无菌,因此微孔滤膜(PVDF)的净化效果是可靠的。
■定期检测监控系统
对发酵培养基进行彻底的灭菌处是利用高温过饱和蒸汽使各种细菌、真菌蛋白质凝固而死亡。在医药工业灭菌中,对预热时间、蒸汽阀门的开度、灭菌温度、灭菌压力和泡沫控制等都有严格要求,其中何一个环节出现问题都很容易导致染菌。一般工业上灭菌温度在110℃,灭菌压力在0.5兆帕以上,而保证灭菌温度和压力的准确依赖于各种温度探头、压力传感器等监控系统。因此,定期对这类探头、传感器等进行检测十分重要。另外,随着发酵罐体积增大,相同罐压对应的罐温有所降低,因此当发现温度与压力的相关性发生变化时,应以温度为准。
■阀门宜采用软密封
阀门是在发酵设备中使用较多的附属设备,其中使用较多的是截止阀。阀门对介质的密封性可分为4级,即公称级、低漏级、蒸汽级和原子级。公称级与低漏级密封适用于关闭要求不严密的阀门,例如用于控制流量的阀门。蒸汽级密封适用于蒸汽和大部分其他工业用阀门的阀座、阀杆和阀体连接部的密封。
不锈钢发酵罐是指工业上用来进行微生物发酵的装置
在投入工作使用必须是需要经过全面的消毒,因为发酵罐在设计的结构上相对而言也是比较的复杂化。想要彻底进行消毒灭菌处,首先就需要将发酵罐相结合的空气过滤器用蒸汽进行灭菌,然后再用空气进行吹干。在罐内进行灭菌处之后,再将发酵罐输料管里面长期累积的污水放掉并进行洗净。
不锈钢反应釜移动式发酵罐成套设备
不锈钢发酵罐是指工业上用来进行微生物发酵的装置,不锈钢发酵罐采用不锈钢材质,广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。
发酵罐固定式主要由罐体与支架组成,夹套与加强筋由不锈钢板,保温层采用聚胺脂发泡,夹套中间采用螺旋式加热,夹套冷却,搅拌器与锅盖密封采用机械密封件组成。
发酵罐罐盖上下连接采用不锈钢螺柱,密封垫片采用氟胶,有液位显示、及取样阀装置,接口采用国际通用标准ISO快装卡盘式,配有防爆视镜、液位计口、空气呼吸口、表盘式温度计、CIP清洗口、视镜、SIP灭菌口、进出液口、加料口及卫生人孔。
发酵罐三层保温封闭式锥底带搅拌,下位机控制,上位机管的控制模式。上位机为工业控制计算机,计算机通讯模块,实现远程实时自动监测发酵过程个指标,并具有参数的存储,打印报表,曲线分析,**限报警,数据设定等功能。发酵罐与其他工业设备的**差别是对纯种培养的要求之高,几乎达到十分苛刻的程度。发酵罐排气组合件是指用于维持无菌区域内的无菌和压力完好性的管道组合件。
发酵罐排气过滤器是指安装在合适材质的滤壳内的过滤元件,在无菌区域内的排气过滤器应满足相关要求,在无菌区域内的排气管道应满足坡度等级要求。
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、**酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的**械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的**,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或锥形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。
发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。该设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。
酒精是酵母转化糖代谢而成的产物。相对于好氧发酵,在酵母代谢产酒精过程中,对氧的需求不再是制约性因素,因此,酒精发酵罐对溶解氧的要求较低。但是,作为一个优良的酒精发酵罐,仍然需要具有良好的传质和操作性能。在酒精发酵过程中,酵母的生长和代谢必然会产生一定数量的生物热。若不及时移走该热量,必将导致发酵体系温度升高,影响酵母的生长和酒精的形成,因此酒精发酵罐要有良好的换热性能。由于发酵过程中会产生大量的CO2,从而对发酵液形成自搅拌作用,因此酒精发酵罐不需要设置**的搅拌装置,但是需要设置能进行CO2回收的装置。由于现代发酵罐的大型化和自动化发展,酒精发酵罐还需要有自动清洗装置。相对于好氧发酵罐,酒精发酵罐的结构要简单得多。
1.罐体
酒精发酵罐的筒体为圆柱形,底盖和顶盖为锥形和椭圆形。由于酒精发酵过程中需要对CO2气体及其所带出的部分酒精进行回收,酒精发酵罐通常采用密闭式。发酵罐顶装有人孔、视镜、CO2回收管、进料管、接种管、压力表及测量仪表接口管等,罐底装有排料口和排污口,罐身上下部有取样口和温度计接口。对于大型酒精发酵罐,为了便于维修和清洗,通常在罐底也装有人孔。
2.换热装置
为满足酵母生长,酒精发酵罐在工艺条件方面,较为重要的工艺参数是温度,由于酵母生长和代谢过程中会产生大量的生物热,因此酒精发酵罐较主要的部件之一就是换热装置。对于中小型发酵罐,多采用喷淋冷却的方式,即在罐顶喷水淋于罐外壁面进行膜状冷却;对于大型发酵罐,通常在罐内装有冷却蛇管,并且同时在罐外壁喷淋冷却。联合冷却的目的是增加换热面积,提高换热效率,以免发酵过程中温度过高,导致菌体生长和代谢受阻;为避免发酵车间的潮湿和积水,要求在罐体底部沿罐体四周装有集水槽。
3.洗涤装置
酒精发酵罐的洗涤,过去均由人工操作,不仅劳动强度大,而且CO2一旦未彻底排除,工人入罐清洗会发生中毒事故。因此,现代酒精发酵罐均采用水力喷射洗涤装置,从而改善了工人的劳动条件和提高了操作效率。但该装置在水压力不高的情况下,水力喷射强度和均匀度都不理想,洗涤效果会受到影响。
自吸式液体发酵罐是一种不需要空气压缩机,而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐,国内醋厂、酵母厂、制药厂已采用该发酵设备。
自吸式液体发酵罐优点:
(1)不需要其他气源泉供应压缩空气,节省了空气压缩系统及其设备,减少设备投资近30%。
(2)便于实现自动化和连续化。
(3)溶氧系数高。
(4)应用围比较广泛,已经用于抗生素、维生素、**酸、酶制剂、酵母等行业。
液体发酵罐自吸式液体发酵罐缺点:
(1)装料系数低,约40%左右。
(2)进罐空气处于负压,增加了染菌机会,不适于无菌要求较高的发酵过程。
(3)搅拌转速高,对于长菌丝的微生物的菌丝,搅拌的剪切力会产生不利影响。
(4)吸程一般不高需要采用低阻力高效率空气除菌装置。用途:药用酵母、饲料酵母、活性干酵母、液体曲、谷氨酸、柠檬酸、抗生素、维生素、酶制剂、食用底、赖氨酸等。
附加装置
*搅拌机(多级或无级变速) .无菌呼吸气孔(或无菌正压器)
*进、出料口 .无菌采样口
*人孔 .冷、热水进、出口
*温度计 .CIP清洗喷淋头
注意事项
1). 罐体灭菌前务必检查其中液面高度,要求所有的电极都没于液面以下。
2). 打开发酵罐电源前务必检查冷却水是否已打开,温度探头是否已插入槽中,否则会烧坏加热电路。
3). 发酵过程中一定要保持工作台的清洁,用过的培养瓶及其它物品及时清理,因故溅出的酸碱液或水应立即擦干。
4). 对罐体安装,拆卸和灭菌时要特别小心pH电极和罐体的易损又昂贵部件。
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发酵罐在投入工作使用必须是需要经过全面的消毒,因为发酵罐在设计的结构上相对而言也是比较的复杂化。而我们想要对于发酵罐进行一个彻底*的消毒是非常困难的,那么为了保证工作质量,如何才能够将发酵罐彻底进行灭菌处呢?
想要彻底进行消毒灭菌处,首先就需要将发酵罐相结合的空气过滤器用蒸汽进行灭菌,然后再用空气进行吹干。在罐内进行灭菌处之后,再将发酵罐输料管里面长期累积的污水放掉并进行洗净。
尤其是在灭菌的工作进行的时候,罐内各个排气是需要畅通的。但是每个排气孔的排气量不能过大了,一切当以节约使用用气量。等到发酵罐内部的压力低于空气压力的时候,在向发酵罐内直接输入无菌空气,就能够达到彻底的消毒灭菌。
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