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发酵车间培训资料 生产二部2017 06 12 第一部分意识的培养 我们的发酵属于纯培养 是由单一菌种接种以后进行的培养 其中不可以有任何杂菌 否则会影响发酵的成败及产品的使用效果 所以为了确保每一批发酵的成功 在生产过程中菌种 发酵人员必须具备以下两种意识 无菌意识由于微生物个体小 分布广泛等特性 发酵染菌的途径有很多 而且如果染菌的话 我们无法及时做出判断 必须培养一段时间才能看出来 发现以后的结果只能是重消 提前放罐或倒罐 造成不小的损失 所以生产过程中每一个环节都必须具备无菌意识 每一步操作都按照操作规程进行 抓住每一个细节 才能确保不会染菌 无菌意识是每一个菌种 发酵 生测人员具有的意识 2 安全意识空气压力能达到0 25 0 3MPa 正常供气压力0 15 0 2MPa 仪表用空气注意减压 空气温度 50 5 蒸汽压力0 4 0 6MPa以上 防止压力过高击穿垫片 阀门等设备用电 本岗位熟练人员操作 防水 维修必须专业电工进行 机械搅拌 设备检修必须切断电源且有明显的标识牌 高速离心设备注意平衡及紧锁装置 酸碱 易燃易爆 粉尘 防护措施及应急措施 进罐检查 切点电源 明显标识牌 有人值守 人员着装 发酵罐 空消 实消等加热状态打开夹套排污阀 防止夹套或内壁损毁 移种 放罐升高压力后 不能同时关闭进气 排气阀门 防止罐内产生负压 第二部分 发酵罐罐体管道结构介绍 空气路 培养过程中向罐内通无菌空气蒸汽管路物料管路 配料管路 补料管路取样路 培养过程中取样监控菌体生长情况尾气路 排气 大排气 小排气 出料路 移种 放罐夹套进水路 冷冻水 循环水 热水 蒸汽 夹套回水路 冷冻水 循环水 热水 蒸汽 排污管路 各种图形 颜色代表的意义 第三部分 发酵基本操作过程 第一 罐检目的 快速检查发酵罐 确保发酵罐正常 可以上罐 检查项目 阀门 所有阀门是否能正常使用 是否处于正确的位置 压力表 压力表是否归零 PH和溶氧电极 电极是否拔出并正确保养 罐体 罐内是否清洗干净 搅拌电机 点动电机 看电机运转是否正常 搅拌叶轮 消泡装置是否紧固 有无松动等 第二 空消空消主要目的是在进罐生产前对设备清洁和杀灭其他微生物 防止因设备清洁不彻底或设备停用时间过久 微生物滋生 从而对生产造成影响 1 放罐后及时清洗空消 2 长期不用罐或更换品种 染菌罐需空消 3 空消之后无菌空气保压待用 空消操作流程 第三 电极标定目的 为了确保电极准确测量 必须在使用前对电极进行标定 注意事项 新电极或放置很久的电极必须激活以后才可以进行标定和使用 PH电极用3moL L的KCl溶液浸泡6小时激活 溶氧电极通电6小时激活 PH电极标定的时候需要将接地电极放入盛放标准液的烧杯内 接种以后设定好发酵参数 然后进行溶氧电极百分百标定 电极标定参数 第四 配料增容 实消过程中部分蒸汽会冷凝形成冷凝水进入培养基中 从而导致培养基体积变大 变大的部分即为增容 不同的地区 不同的气候 不同的产品品种及原料增容量都会不同的 需要通过多次实消灭菌总结才能得到一个经验值 10 30 领料 正确填写领料单 从仓库领料 并从领料单签字确认 溶料 按工艺要求顺序溶解各种原料 原料全部溶解 无杂质 无硬块 投料 确认电极已经安装上 出料一阀已经关闭 考虑增容和种子体积 定容到发酵消前体积 第五 实消发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处理 利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使各种细菌 真菌蛋白质凝固而死亡 实消结束以后罐内是无菌的环境 需通入无菌空气进行保压直到培养结束 实消操作流程预热 打开夹套排污 用蒸汽进行预热当温度达到90度以上停止预热 关闭搅拌 升温 三路进汽 当压力升到0 05MPa时打开所有和罐体连接的排汽阀门 消毒过程不得有消毒死角 保压 调节三路进气及排汽 常规灭菌保压过程 温度121压力0 1230分钟灭菌结束 保压结束先关闭各小排气及取样 放料管路进汽 待罐压低于精过滤器压力后 快速关闭空气管路蒸汽阀门 打开空气阀门 调整进气 排气阀门 保持罐压0 05 0 1MPa 降温 开启冷却水降温至工艺要求温度 降温过程注意罐压 防止罐压掉零 消毒过程中的注意事项1 首先要结合配料工共同确认本批罐所用的原料为合格品 发现有结块 变质的原料不得使用 2 在用泵向罐中打配制好的培养基时要注意保持稍开些进气 让料翻腾 以防 前期 培养基浓度过大沉淀粘附在罐底 结块等 3 打完料后首先调至适宜的PH 再确认一下所有的培养基都已加入后封住罐口 开始从进气口 放料口 取样口等分路进入蒸汽 各路保持均衡进汽 防止短路和堵塞 排气要畅通 排汽量不宜过大 以节约蒸汽 4 在实消过程中要保持压力的稳定 不宜突然卸压升压以防造成大量泡沫冒顶或逃料 5 在实消控制时原则上以温度为准 压力为辅 但是在保压时可能出现压力表与温度计不对应的情况 在不能确定到底是温度计还是压力表失灵时 当压力表显示压力大于等于0 1Mpa 而温度不到121 时 以温度计为准 反之 则以压力表为准 总之要确保压力与温度都达到灭菌要求 6 如遇蒸汽压力突然升高 罐温超过规定 可适当缩短灭菌时间 如遇蒸汽压力突然下跌 一时上不来 温度下降到规定范围以下 可适当延长灭菌时间 以确保灭菌彻底 严防高温高压闷罐 否则容易造成培养基成分破坏和PH值升高 7 在实消结束降温时在确定空气过滤器的压力大于罐压时 可以先打开空气进气阀 再开冷却水阀以防外界空气倒吸进去 8 在降温过程中严防大开排气阀使罐压几乎跌零 特别是种子罐装料系数较大 这样做会使料液翻腾剧烈产生大量的泡沫 易出现冒顶或逃料 9 在消移种管道时要确保整个管道打气畅通 严防堵塞或排气不畅 在消好后 通入无菌空气 即给管道降温又能使管道内保持正压 10 移种结束后要把发酵罐调至正常培养状态并交工艺控制人员 填写移种记录 移种后对移种管道消毒 吹尽管道内参与种液 放置残余种液在管道内滋生 第六 接种接种方法 压差接种法接种材料 种子液 火焰圈 95 酒精 酒精棉 镊子 打火机 石棉手套注意事项 环境 关闭车间门窗和排气扇 接种环境周围禁止人员来回走动 降低空气流动性 关掉搅拌 无菌 拔接种针护套时需靠在火焰附近 接种壶不可倾斜过度 避免种子液流出 接种操作过程中罐压不能掉零 安全 罐压不可过高 防止接种管爆裂或脱落 接种失败 接种之前要确认种子与罐的对应关系 防止接错种子 第七 工艺控制与记录1 记录每间隔1小时记录一次参数 主要参数有PH值 风量 转速 溶氧值 温度 压力和 补料量 备注等 取样依据工艺要求按时取样送交化验部并做好镜检工作 取样前后的消毒 废液的收集处理3 工艺控制根据工艺参数 如溶氧 PH 的变化和检测 糖 氮 OD 目的产物等 结果 对工艺参数进行调整控制 设备巡查检查搅拌电机 看电机有没有异响 过热等 检查酸碱罐 消泡罐和补料罐装液量 及时补充 检查管道 阀门 看有无外漏 第八 放罐达到工艺放罐标准条件即可放罐 放罐操作流程如下 提前通知后提取车间准备放罐取样 常温保存和低温保存 蒸汽消毒放罐管道检查管道阀门升压放罐吹洗放料管道内残余料液 填写记录表格 放罐体积 工艺技术指标等 第九 洗罐放罐结束以后立即进行洗罐 洗罐流程如下 卸压 打开罐盖前要先卸掉罐压 电极保养 拔出电极清洗干净以后进行正确保养 PH电极用3摩尔每升的KCl溶液浸泡电极头 溶氧电极直接通电 冲洗罐壁 用高压水枪冲洗罐壁 如果罐壁培养基冲洗不掉则考虑碱煮 5 的碱液用夹套升温到80 以后保温30分钟 排污 排掉污水 第十 检修目的 确保阀门 法兰 机械密封和试镜灯等不会泄漏 以备下批生产使用 方法 罐体通入空气保压在0 15MPa 然后用肥皂水进行试漏 出现泄漏的阀门待压力卸掉以后进行检修 更换相应的垫片 第四部分染菌的发生 原因分析及防治发酵工业自从采用纯种培养以后 产率有了很大提高 然而防止染菌的要求也更高了 染菌是发酵工业的致命伤 轻者影响产率 提取收率 产品质量和三废治理 严重者造成倒罐 浪费大量原材料 造成严重经济损失 而且扰乱生产秩序 破坏生产计划 在发酵染菌之后 必须分析染菌原因 总结发酵染菌的经验教训 把发酵染菌消灭在发生之前 防患于未然 是积极制服发酵染菌的最重要措施 一 不同染菌时间对发酵的影响1 种子培养期染菌种子培养主要是生长繁殖菌体 菌体浓度低 培养基营养丰富 比较容易染菌 带进发酵罐中危害极大 应严格控制种子污染 当发现种子染菌均应灭菌后倒入地沟 并对种子罐 管道进行检查和彻底灭菌 2 发酵前期染菌发酵前期主要是菌体生长繁殖 代谢产物较少 这个时期容易染菌 一旦污染杂菌会迅速繁殖 与生产菌争夺营养成分和氧分 严重干扰生产菌的生长繁殖和产物的生成 要特别防止发酵前期染菌 紧急处理措施 如果污染危害较大的杂菌不能继续运转 必须重新灭菌 重灭前可适当放出部分发酵液 并补入适量的培养基特别是氮源使消后的培养基符合发酵要求 灭后调节好PH后重新移种或倒种 如果污染的杂菌无大的影响 可以继续运转 但要密切注意发酵过程的代谢情况和杂菌的变化 必要时可适当降低罐温 空气流量 和控制补料量进行发酵 3 发酵中期染菌发酵中期染菌将严重干扰生产菌的代谢 影响产物的生成 有些杂菌繁殖后产生酸性或碱性物质 使PH值异常变化加碱突增或骤减 糖 氮消耗迅速 菌体自溶 发酵液发粘或浑浊 产生大量泡沫 代谢产物的积累迅速减少或停止或下降 有的发酵液发臭 发酵中期染菌 由于营养成分大量消耗 一般挽救处理困难 危害性很大常用的方法有 降低罐温 控制残糖量 降低空气流量或冷置待放 4 发酵后期染菌发酵后期产物积累较多 糖等营养物质接近耗尽 如果染菌不太多 可继续进行发酵 如污染严重 破坏性较大 可以采取提前放罐 二 不同染菌规模的原因分析1 当发酵出现连续染菌或大面积染菌 一般是公用系统有问题 特别是空气系统 总空过滤器失效 过滤效率下降 新装过滤器要装好 避免空气走短路 接种和中间补糖设备系统有渗漏和死角 也会造成大面积染菌因此要按时检查维修相关设备 2 部分发酵罐染菌 发生在前期可能是灭菌不彻底或种子罐带菌所致 同时也与公用接种设备系统有关 染菌发生在中后期 一般与补料有关 3 个别罐连续染菌时要检查该罐设备的各个部件 查找有无渗漏和死角 如降温盘管穿孔是造成染菌的多见原因之一 个别罐批偶尔染菌 原因比较复杂 要针对具体情况 视染菌时间和染菌类型 从操作到设备作具体分析 三 从染菌类别上分析原因1 染革兰氏阳性杆菌 酵母菌等其它杂菌多是由空气系统中带入而造成污染也有可能是种子带菌2 染革兰氏阴性杆菌 特别是球菌大多数因设备渗漏所致 带菌的冷却水或污水 从冷却盘管 连接法兰 衬里焊缝中渗漏进入发酵罐培养基中 3 染耐热的芽孢杆菌 可能是培养基或设备灭菌不彻底但并不是绝对的 空气带菌也常引起染芽孢杆菌 4 染霉菌 一般是无菌室灭菌不彻底或操作问题四 染菌的途径和防治 一 种子带菌及其防治种子带菌的原因 1 培养基及用具灭菌不彻底菌种培养基及用具灭菌均在灭菌锅中进行 造成灭菌不彻底主要是灭菌时锅内空气排放不完全 造成假压 使灭菌时温度还达不到要求 2 菌种在移种过程中受污染菌种的移接工作是在无菌室中 按无菌操作进行的 当菌种移接操作不当或管理不严 就可能引起污染 3 菌种在培养过程或保藏过程中受污染菌种在培养过程和保藏过程中 由于外界空气进入 也使杂菌进入而受污染 为了防止污染 试管的棉花塞应有一定的紧密度 不宜太松 且有一定的长度 培养和保藏温度不宜变化太大 在放入摇床后要经常去检查种母摇瓶的状况 二 无菌空气带菌及防止空气净化系统失效或空气精过 预过减效是发酵染菌的主要原因之一 具体防止措施 定期更新主空气系统的过滤介质 加强平时系统的排污除水 特别是在多雨或潮湿的天气 确保进入车间之前的空气升温至45 55 使相对湿度下降 定时拆检空气精过 预过 做空气系统无菌检查 三 培养基和设备灭菌不彻底带菌及防止培养基和设备灭菌不彻底的原因 主要与以下几个方面有关1 原料形状一般稀薄的培养基容易灭菌彻底 而含有固体颗粒或粘稠状物料时容易由于灭菌不彻底而造成染菌 这就要求在投料时确保搅拌混合均匀 2 实消时未充分排除罐内空气实消时罐内空气未完全排除造成假压 使罐顶空间局部温度达不到灭菌要求 导致灭菌不彻底而污染 因此在实消升温时 应打开排气阀门及有关连接管的边阀 罐顶部的接管边阀 使蒸汽通过达到彻底灭菌 3 设备管道存在死角染菌及防止由于操作 设备结构 安装或人为造成的等原因 引起蒸汽不能到达预定部位 这就是死角 所以发酵罐要合理简化安装管 阀 凡不合理的管 阀 开孔都要坚决去掉 遗留的孔眼要焊平 消除隐患 管道之间尽可能用焊接来代替法兰 不能用直角弯头 要保持管道畅通 光滑 密封 主要阀门及其垫应经常检查更换 4 设备渗漏引起染菌及防止发酵设备 管道 阀门的长期使用 由于腐蚀 摩擦 振动或憋压等原因 往往会造成渗漏 例如 设备的表面或焊缝处有砂眼 由于腐蚀逐渐加深 最终导致穿孔 冷却管受搅拌器作用 长期磨损 焊缝处受冷热和振动产生裂缝而渗漏 防止措施 要选用优质材料并经常检查 小渗漏不易发现时可压入碱性水 在可疑的地方用浸湿的酚酞指示剂的白布擦 如有渗漏时白布显红色 5 操作问题在发酵过程中如操作不当也引起染菌 如移种时或发酵培养时罐内压力跌零 使外界空气进入而染菌 泡沫冒顶而造成染菌 压缩空气压力突然下降使发酵液倒流入空气过滤器而造成染菌等等 防止措施 加强对一线操作人员的无菌操作培训和始终贯彻无菌操作制度及责任心教育 加强管理措施 6 环境卫生发酵车间和菌种室的内外环境 必须保持干净整洁 定期清扫和消毒 车间周围不得堆放废弃物 不允许有活菌排放 有异味或易飞扬的物料