微生物發(fā)酵系統(tǒng)操作規(guī)程

發(fā)酵前準備工作

檢查電源是否正常，空壓機、微機系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)是否正常工作。

檢查系統(tǒng)上的閥門、接頭及緊固螺釘是否擰緊。

開動空壓機，用0.15Mpa壓力，檢查種子罐、發(fā)酵罐、過濾器、管路、閥門等密封性是否良好，有無泄漏。罐體夾套與罐內(nèi)是否密封（換季時應重點檢測），確保所有閥門處于關閉狀態(tài)（電磁閥前方的閥門除外）。

檢查水（冷卻水）壓、電壓、氣（汽）壓能否正常供應。進水壓維持在0.12Mpa，允許在0.15-0.2Mpa范圍變動，不能超過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，進入系統(tǒng)后減壓為0.24MPa；空壓機壓力值0.8Mpa，空氣進入壓力應控制在0.25-0.30MP（空氣初級過濾器的壓力值）。

溫度、溶氧電極、PH電極校正及標定，詳見觸摸屏PH、DO的標定幫助。

檢查各電機能否正常運轉(zhuǎn)（共4個）。電磁閥能否正常吸合（整套系統(tǒng)共11個電磁閥）。

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、補料罐、種子罐可將罐體上方的法蘭卸開，由操作工采用潔凈布手動清洗，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水管通過手孔向罐體內(nèi)壁沖洗，當水位上升到攪拌軸的第二片葉輪時停止沖洗，開動電機攪拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水沖洗，再根據(jù)相應功能采用相應的清洗介質(zhì)（清洗管路時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(tǒng)長時間不用或培養(yǎng)的菌體與上一批次的不相同時，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)束后應對發(fā)酵系統(tǒng)滅菌。

空氣管路的滅菌

 空氣管路上的除菌過濾器，使用蒸汽通過減壓閥（空氣減壓閥不能進行蒸汽滅菌，所以空氣預過濾器不滅菌）、蒸汽過濾器然后進入除菌過濾器。

空氣除菌過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0.15MPa。

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。

空消時間應持續(xù)30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。

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(jù)）

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

關閉Q14，微開Q15,打開蒸汽閥門Q12，打開Q13向罐內(nèi)通蒸汽；打開Q18、Q19通過取樣口向罐內(nèi)通蒸汽。

將罐上的接種口，排氣閥Q9，及排污管路上的閥門Q24、Q25微微打開，使蒸汽通過這些閥門排出，當濕度達到1220C后開始計時，調(diào)整閥門Q9、Q13、Q19的開度，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。

當時間達到30～40分鐘后，關閉Q13、Q15、Q19，然后再關閉Q12、Q18，打開空氣管路上的閥門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。

需要快速冷卻時則關閉夾套排污閥門Q22，打開冷卻水閥門Q27/DC1向夾套通水冷卻，到達常溫后關閉冷卻水。特殊情況下，可采用間歇空消（隔3～5小時再空消一次，以便消除芽孢）。

空消時，溶氧、PH電極取出，妥善保存，以延長其使用壽命。

發(fā)酵罐實消（種子罐、補料罐、酸堿罐實消作為參考依據(jù)）

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。

空消結(jié)束后，關閉進氣閥門Q13,打開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)基在進罐之前，應先糊化，一般培養(yǎng)基的配方量應根據(jù)工藝要求確定，發(fā)酵液的最終容積為罐體全容積的70％左右計算(泡沫多的培養(yǎng)基為60％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，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，需在實踐中摸索。

開啟機械攪拌裝置，低速轉(zhuǎn)動，使罐內(nèi)物料均勻混合。

打開夾套排污閥Q22、蒸汽閥Q21，對罐內(nèi)培養(yǎng)基預熱（采用夾套通汽預加熱）。當罐內(nèi)溫度升到90℃時（具體溫度應按蒸汽質(zhì)量而變動），關閉夾套進汽閥Q21，關閉Q14，全打開進汽閥Q12,打開Q13通入蒸汽，全開Q18，微開Q19通過取樣口向罐內(nèi)通蒸汽，關閉Q25、Q26，全開Q23,微開Q24向罐內(nèi)通蒸汽，微開尾氣閥門Q9（三路通汽滅菌），關閉電機攪拌。

當溫度升到121—123℃，罐壓升至0.12MPa時，控制蒸汽閥門Q9、Q19、Q13、Q24的開度，維持溫度與罐壓，并開始計時，微開火焰接種口向外排蒸汽，當時間到達30分鐘之前，關緊焰接種口，關閉Q24（關閉前應人為地開大蒸汽量幾次，避免培養(yǎng)基殘留于閥門處）,關閉Q23，關閉Q19、18，關閉Q13、Q12停止供汽。

關閉夾套排污閥門Q22，打開冷卻水閥Q27/DC1向夾套通水冷卻，打開電機攪拌，當壓力降到0.05MPa時打開空氣閥門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。當罐內(nèi)溫度降至比發(fā)酵工藝所要求的溫度高2－3℃時，關閉閥門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。

菌種裝入三角燒瓶內(nèi)，接種量根據(jù)工藝要求確定。

將酒精棉花圍在接種環(huán)周圍點燃，將菌種瓶口在火焰上燒一會兒，用Z字扳手擰開接種口，迅速將菌種倒入罐內(nèi)，此時應向罐內(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)通風量。

移種：

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

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

移種完畢后應立即關閉移種閥，然后打開與之聯(lián)通的蒸汽閥通入蒸汽進行沖刷消毒，并立即清洗種子罐，防止發(fā)酵料粘結(jié)在管道閥門及罐壁上，消毒后立即關閉蒸汽閥門和排冷凝水的閥門及管帽。

取樣

在接種完成后或在發(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及閥門。

操作方法：全開蒸汽閥門Q18，微開Q20，當時間到15分鐘后，將酒精棉花圍在取樣口周圍點燃，關閉Q20，關閉Q18，打開Q19，打開Q20，先將取樣管內(nèi)的液體排光后，將準備好的取樣瓶在火焰邊打開，快速取樣并蓋好，關閉Q20，然后打開Q18清洗/滅菌取樣口5分鐘，關閉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(tǒng)接種完成，調(diào)節(jié)好壓力與流量后，系統(tǒng)一可以進入發(fā)酵模式，進行自動控制（溫度、PH、DO），具體的工藝參數(shù)由操作工自己設定，系統(tǒng)將按設定好的參數(shù)可以進行自動控制或操作工手動控制。

發(fā)酵培養(yǎng)

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(tǒng)接種完成后，把壓力與流量調(diào)節(jié)好，系統(tǒng)則可以進入發(fā)酵模式，進行自動控制（溫度、PH、DO），具體的工藝參數(shù)根據(jù)生產(chǎn)要求自己設定，系統(tǒng)將按設定好的參數(shù)可以進行自動控制或操作工手動控制。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，當環(huán)境溫度高于發(fā)酵溫度時，用冷凝水降溫；當培養(yǎng)基溫度低于發(fā)酵溫度時，用熱水進行加熱。PH、DO調(diào)節(jié)由控制系統(tǒng)通過執(zhí)行機構自動加減實現(xiàn)。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(yǎng)過程中PH的控制使用蠕動泵的加酸加堿來實現(xiàn)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(zhuǎn)速及空氣量開到最大值時的溶氧DO值作為100％。

培養(yǎng)過程中溶氧測量和控制：DO值的控制采用調(diào)節(jié)空氣流量和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速來達到，轉(zhuǎn)速與溶氧的關聯(lián)的控制。其次必須同時調(diào)節(jié)進氣量（手動）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(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，進行清洗保養(yǎng)。

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。

如果發(fā)酵罐暫時不用，則對發(fā)酵罐進行空消，并排空罐內(nèi)、夾套及管道內(nèi)的水。