立式固态发酵罐的操作实训

立式固态发酵罐的操作实训（1）立式固态发酵罐的操作实训2一、实训目的（1）熟悉立式固态发酵罐的结构、工作原理、技术性能；（2）掌握立式固态发酵罐的开、停车操作及工艺参数的调节；（3）熟悉立式固态发酵罐操作过程常见异常现象及处理方法。3二、立式固态发酵罐简介立式固态发酵罐具有物料干混、湿混、灭菌、接种、发酵、机械出料等六种功能，罐体内原位连续作业，特别是物料灭菌后，接种和发酵两个工艺过程可以原位在无菌状态下进行，是较为理想的多功能固体发酵设备。适用于菌种抗性较好，且固体培养基物料比较疏松，不易糊化的生物制剂产品。41.立式固态发酵罐的结构该立式固体发酵装置主要是由发酵罐体、管路阀门系统、电器控制系统、空气压缩机及蒸汽发生器五部分组成。管路系统又可分为无菌净化系统，蒸汽、净蒸汽、恒温循环水、冷却水、接种、真空、排气、排污等诸种管路。如图8.4-1所示。5立式固态发酵罐62.立式固态发酵罐的基本特点本设备采用蒸汽或臭氧等介质，原位对物料进行灭菌处理。采用蒸汽灭菌时，如果培养基物料淀粉含量较高且容易糊化，灭菌前要严格控制其水分含量在20%以下。采用臭氧灭菌时，可不对固体培养基物料进行加湿处理，保持原有自然水份含量即可，一般为8%～15%左右73.立式固态发酵罐的主要性能参数（1）公称容积：30L（2）装料系数：0.6；装料容积：18L（3）搅拌功率：0.37KW（4）搅拌速度：2～23rPm（变频调速）（5）真空系统功率：0.81kW（6）灭菌温度：121℃～126℃8（7）灭菌蒸汽压力：0.12～0.18MPa（8）灭菌恒温控制范围：25℃～60℃（冷却水温<25℃）（9）出料口距操作平台上表面距离：400（10）主机外形尺寸：900×1500×1620（11）空压机外形尺寸：640×560×820（12）蒸汽发生器外形尺寸：550×600×10009三、实训内容1.操作准备与设备检查（1）操作人员上岗前认真阅读本说明书，熟悉设备性能及整个系统工作原理，管路、阀门的操作程序（见30L固体发酵系统带控制点的工艺流程图）；（2）检查电源、电器、仪表系统供电是否正常，检查各开关位置是否正常，检查各测量参数显示，电磁阀状态等是否正常；10（3）检查罐体各种管口、阀门密封情况是否良好，必要时可作一下保压密封性实验；（4）观察罐内不得有杂物，搅拌装置是否有异样响声，若有异常事先调整好；（5）检察空压机工作压力，空气减压阀、过滤器是否正常，若有差异，调整至正常。112.空消（1）空气过滤系统①开蒸汽过滤器底部排污阀前面的供蒸汽阀，当冷凝水排净后微开排污阀；②打开除菌过滤器底部排污阀，排净管道中的冷凝水后，微开此排污阀；③打开除菌过滤器通往发酵罐内的阀门及旁边的排汽阀，罐顶的排汽阀也要适度打开；12④调整除菌过滤器上压力表的压力，使其保持为0.11MPa，计时30分钟；⑤灭菌时间到后，关闭蒸汽阀门的同时，迅速打开空气减压阀并将压力调整到0.25MPa左右；吹干除菌过滤器、滤芯及相应管道系统，用时约10～20分钟；⑥空气过滤系统吹干后，关闭除菌过滤器通往罐体的阀门及过滤器底部的排污阀门，使空气过滤系统始终保持正压备用。13（2）发酵罐体①排净夹套内的冷却水或冷凝残水；②打开罐底部进蒸汽阀门，使蒸汽进入罐内并由顶部排气阀门适度排出；③微开罐底部出料孔盖和手孔盖上设置的排污阀门及发酵罐上各相关排气阀门和空气过滤系统出口阀门后的小排汽阀门，以有效防止灭菌死角的产生；14④调整供汽和排汽阀门的开度，使罐内压力稳定在0.11MPa～0.14MPa之间，计时30分钟至40分钟；⑤空消结束后，关闭蒸汽阀及相关排汽阀门，将早已备好的无菌压缩空气切换至罐内，调整罐内相关进排汽阀门，使其保持正压状态，压力控制在0.05MPa左右备用。如果工艺上确定固体培养基物料采用蒸汽灭菌并且原位进行接种时，可省略发酵罐空消这一环节。153.实消（1）固体物料装料系数一般控制为0.6，即刚埋没搅拌螺带即可；（2）罐内物料水份含量控制在工艺要求水平，搅拌混和3～5分钟；（3）物料装好后并整平，盖上加料口盖拧紧密封，打开真空阀门并开启真空泵，对罐内物料进行抽真空处理；16（4）当真空压力表接近极限真空度至-0.8MPa以下时，关闭真空阀门及真空泵。然后将罐内夹套同时通入蒸汽，当温度显示为121℃～125℃之间时，开始保温，计时30～40分钟（此过程不开动搅拌装置）；17（5）保温时间到关断蒸汽阀门，打开罐顶蒸汽阀门，使罐内压力降至0，然后夹套通冷却水的同时，再开启真空阀门和真空泵，当真空压力表显示为-0.8MPa以下后，再开启罐底部进气阀，无菌空气则可源源不断地进入罐内，穿透物料由真空泵抽走排出，以达到快速降温的效果，当物料接近工艺要求的温度时，开启搅拌装置适当时间，直到合乎工艺要求；18（6）当物料温度降至可以接种的温度时，迅速打开加料口盖，取样检验水份含量，若水份含量不足达不到工艺要求，加入无菌水，或直接将无菌水加入液体菌种中，然后接入固体培养基物料中。194.接种（1）当固体物料在发酵罐内进行灭菌时，液体接管路同时排蒸汽进行灭菌，灭菌完毕，关闭相关阀门，保持无菌状态；（2）固体物料温度降至可以接种时，开动搅拌装置，采用差压液体接种方式对固体物料进行接种；（3）如果采用的是固体菌种接种，在无菌控制条件下，将固体菌种由加料口投放于发酵罐内，然后开动搅拌装置，与罐内培养基固体物料充分混和后进行发酵。205.发酵（1）接完种并调整好物料温度，开启恒温水自动控制系统，进入发酵程序。罐内压力供汽（供度氧）量、发酵温度等技术参数按用户工艺执行；（2）发酵过程中，如果需要取样检验，可采用灭菌过程中的取样检验方法，取样过程中注意一定保持罐内适当的正压。216.加湿湿度控制器显示屏上设定工艺要求湿度控制范围，当罐内湿度低于设定值时可报警提示，操作人员则可关闭无菌净化空气管道中直通进气截止阀，然后打开旁通加湿进气阀门，供给适量的湿空气，仪表显示湿度恢复工艺设定值后，关闭加湿旁通阀门，打开直通无菌净化空气供气阀门。如果发酵过程中不需要加湿，则可省略加湿操作工序。227.出料（1）出料前首先打开下出料口，然后开启搅拌装置，搅拌速度2～5rpm即可；（2）机械出不彻底，可采用不锈钢铲、刷等进行清理。238.清洗每次出料后，先用相应工具手工将粘挂在搅拌器上的物料清理干净，然后再将底部封头内残存的物料清净，最后用高压水冲洗，以备下次使用。如果长时间不使用，停机前冲刷干净后，再进行空消一次。249.立式固态发酵罐操作中的注意事项（1）水电要求24小时不间断供应；（2）空气过滤系统灭菌时，预过滤器不得通入蒸汽；（3）灭菌前检查调整蒸汽压力，要求在0.2～0.35MPa之间；（4）除菌过滤器（即精滤器）灭菌时，蒸汽压力不得超过0.14MPa；25（5）空消、实消时，发酵罐夹套内残水应排放干净；（6）灭菌过程中，罐内、夹套、管路内的压力一般控制0.11～0.15MPa之间，极特殊情况下罐体和管路内部灭菌处理时，蒸汽保持在其内部压力也不得超过0.2MPa；26（7）进入发酵程序前，恒温循环水系统注满冷却水后控制到工艺要求的发酵温度，无菌净化系统的输入压力调到0.25MPa左右；（8）当突然发生停电事故，应迅关闭发酵罐及空气系统的进排气阀门，确保罐内和空气系统内维持正压状态；27（9）电源应有足够的容量和良好的接地，电器装置严禁进水、受潮和被污染；（10）使用条件和环境要求。①环境温度：5℃～35℃；②环境湿度：60%～70%；③自来水（冷却水）温度﹤25℃；④自来水压力：0.15Mpa～0.3Mpa。28时间（h）温度（℃）压力（kPa）转速（r/min）溶氧值（%）操作记录