一、概述
該系統(tǒng)發(fā)酵罐是通用型機(jī)械攪拌罐，采用無(wú)級(jí)變速調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速。廣泛用于有機(jī)酸、酵母、酶制劑、維生素等生物制品的生產(chǎn)。
二、系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)發(fā)酵罐可由種子罐、發(fā)酵罐、補(bǔ)料罐、堿罐、泡滴罐、空氣除菌過(guò)濾系統(tǒng)、蒸汽滅菌系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、PH測(cè)量系統(tǒng)、溶解氧測(cè)量系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)等部分組成。各系統(tǒng)的流程及工作參數(shù)如下：
1. 空氣除菌過(guò)濾系統(tǒng)
無(wú)油空氣壓縮機(jī)(0.5～0.6 Mpa)
貯氣罐
有油空氣壓縮機(jī)(0.5～0.6 Mpa)→油水分離器
一級(jí)預(yù)過(guò)濾 →冷干機(jī)→二級(jí)預(yù)過(guò)濾 → 三級(jí)預(yù)過(guò)濾 → 減壓閥(0.25 ～0.3Mpa)→
除菌過(guò)濾器1→種子罐
總除菌過(guò)濾器
除菌過(guò)濾器2→發(fā)酵罐
2. 蒸汽滅菌系統(tǒng)
種子罐、發(fā)酵罐滅菌 （0.3MPa）
蒸汽鍋爐
減壓閥(≤0.13 Mpa)→蒸汽過(guò)濾器
除菌過(guò)濾器1
除菌過(guò)濾器2
3. 溫度控制系統(tǒng)
種子罐夾套
控溫水箱→循環(huán)水泵→
發(fā)酵罐夾套
4. PH測(cè)量系統(tǒng)
發(fā)酵罐PH電極→儀表顯示→微機(jī)采集→數(shù)據(jù)查詢、曲線分析
5. 溶解氧測(cè)量系統(tǒng)
發(fā)酵罐溶解氧電極→儀表顯示→微機(jī)采集→數(shù)據(jù)查詢、曲線分析
6. 消泡系統(tǒng)
發(fā)酵罐泡沫傳感器→反饋給微機(jī)→報(bào)警
三、主要技術(shù)參數(shù)
1. 種子罐 ： 滅菌壓力≤0.15Mpa ： 工作壓力：0.05～0.07Mpa
滅菌溫度：121℃～125℃
2. 發(fā)酵罐 ： 滅菌壓力≤0.15 Mpa： 工作壓力：0.05～0.07Mpa
滅菌溫度：121℃～125℃
3. 堿罐： 滅菌壓力≤0.15 Mpa： 工作壓力：0.05～0.07Mpa
滅菌溫度：121℃～125℃
4. 消泡罐： 滅菌壓力≤0.15 Mpa： 工作壓力：0.05～0.07Mpa
滅菌溫度：121℃～125℃
5. 進(jìn)罐空氣壓力： 種子罐、發(fā)酵罐、0.25MPa。
6. 空壓機(jī)： 容積排氣量＞ m3/min
(無(wú)油) 排氣壓力 0.6Mpa
7. 控溫水箱電功率 ： Kw
8. 水循環(huán)泵： 功率 Kw ； 流量 m3/h
9. 轉(zhuǎn)速： 無(wú)級(jí)調(diào)速 ～ rpm
10. PH值：儀表顯示并記錄
11. 溶解氧值：儀表顯示并記錄
12. 罐溫：儀表顯示并記錄

四、使用前的技術(shù)準(zhǔn)備
1. 上崗前的技術(shù)培訓(xùn)：SFM—2000L等發(fā)酵罐是機(jī)電一體化的設(shè)備，因此；操作人員上崗前必須進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，使他們熟悉整個(gè)系統(tǒng)的工作原理、管路、閥門的操作程序，并對(duì)空壓機(jī)，蒸汽鍋爐、變頻電機(jī)等設(shè)備，能正確操作使用。未經(jīng)培訓(xùn)的人員，不得單獨(dú)上崗操作。
2. 設(shè)備使用之前，應(yīng)先檢查電源是否正常，空壓機(jī)、微機(jī)控制系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)是否能正常工作。
3. 檢查系統(tǒng)上的閥門、接頭及緊固螺釘是否擰緊。
4. 開動(dòng)空壓機(jī)，用0.15Mpa壓力，檢查種子罐、發(fā)酵罐、過(guò)濾器、管路、閥門的密封性能是否良好。
5. 對(duì)溫度儀、調(diào)速電機(jī)，電容渦街流量計(jì)應(yīng)根據(jù)使用說(shuō)明書進(jìn)行檢查、校正。
6. 上崗人員對(duì)上述各項(xiàng)必須能熟練操作。
五、空消
在投料前，氣路、料路、種子罐、發(fā)酵罐、堿罐、消泡罐必須用蒸汽進(jìn)行滅菌，消除所有死角的雜菌，保證系統(tǒng)處于無(wú)菌狀態(tài)。
1. 空氣管路的空消
(1) 空氣管路上有三級(jí)預(yù)過(guò)濾器，冷干機(jī)和除菌過(guò)濾器。預(yù)過(guò)濾器和冷干機(jī)不能用蒸汽滅菌，因此在空氣管路通蒸汽前，必須將通向預(yù)過(guò)濾器的閥門關(guān)閉，使蒸汽通過(guò)減壓閥、蒸汽過(guò)濾器然后進(jìn)入除菌過(guò)濾器。
(2) 除菌過(guò)濾器的濾芯不能承受高溫高壓，因此，蒸汽減壓閥必須調(diào)整在0.13Mpa，不得超過(guò)0.15MPa。
(3) 空消過(guò)程中，除菌過(guò)濾器下端的排氣閥應(yīng)微微開啟，排除冷凝水。
(4) 空消時(shí)間應(yīng)持續(xù)40分鐘左右，當(dāng)設(shè)備初次使用或長(zhǎng)期不用后啟動(dòng)時(shí)，最好采用間歇空消，即第一次空消后，隔3～5小時(shí)再空消一次，以便消除芽孢。
(5) 經(jīng)空消后的過(guò)濾器，應(yīng)通氣吹干，約20～30分鐘，然后將氣路閥門關(guān)閉。
2. 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐空消
(1) 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐是將蒸汽直接通入罐內(nèi)進(jìn)行空消。
(2) 空消時(shí)，應(yīng)將罐上的接種口，排氣閥，及料路閥門微微打開，使蒸汽通過(guò)這些閥門排出，同時(shí)保持罐壓為0.13～0.15Mpa。
(3) 空消時(shí)間為30～40分鐘，特殊情況下，可采用間歇空消。
(4) 種子罐、發(fā)酵罐、堿罐及消泡罐空消前，應(yīng)將夾套內(nèi)的水放掉。
(5) 空消結(jié)束后，應(yīng)將罐內(nèi)冷凝水排掉，并將排空閥門打開，防止冷卻后罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓、損壞設(shè)備。
(6) 空消時(shí)，溶氧、PH電極取出，可以延長(zhǎng)其使用壽命。
六、實(shí)消
實(shí)消是當(dāng)罐內(nèi)加入培養(yǎng)基后，用蒸汽對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌的過(guò)程，種子罐、堿罐、消泡罐和發(fā)酵罐實(shí)消的操作過(guò)程相同。
1. 空消結(jié)束后，應(yīng)盡快將配好的培養(yǎng)基從加料口加入罐內(nèi)，此時(shí)夾套內(nèi)應(yīng)無(wú)冷卻水。
2. 培養(yǎng)基在進(jìn)罐之前，應(yīng)先糊化，一般培養(yǎng)基的配方量以罐體全容積的70％左右計(jì)算(泡沫多的培養(yǎng)基為65％左右，泡沫少的培養(yǎng)基可達(dá)75～80％)，考慮到 冷凝水和接種量因素，加水量為罐體全容積的50％左右，加水量的多少與培養(yǎng)基溫度和蒸汽壓力等因素有關(guān)，需在實(shí)踐中摸索。
3. 先開啟機(jī)械攪拌裝置，使罐內(nèi)物料均勻混合，轉(zhuǎn)速50～100rpm。
4. 打開夾套蒸汽閥、排汽閥，對(duì)罐內(nèi)培養(yǎng)基預(yù)熱，當(dāng)罐內(nèi)溫度升到90℃時(shí)，關(guān)閉夾套進(jìn)汽閥，打開罐內(nèi)所有進(jìn)汽閥，通入蒸汽。當(dāng)罐溫上升到105℃時(shí)，緩緩打開排汽閥，將罐頂冷空氣排掉，持續(xù)五分鐘后，關(guān)閉排汽閥。
5. 當(dāng)罐壓升至0.12Mpa，溫度升到121—123℃時(shí)，控制蒸汽閥門開度，保持罐壓不變，30分鐘后停止供汽。
6. 打開冷卻水的進(jìn)排閥門，在夾套內(nèi)通水冷卻，當(dāng)罐內(nèi)壓力降至0.05Mpa時(shí)，微微開啟排氣閥和進(jìn)氣閥，進(jìn)行通氣攪拌，加速冷卻速度，并保持罐壓為0.05Mpa，直到罐溫降至接種溫度。
七、種子罐接種、培養(yǎng)
1. 本設(shè)備采用火焰封口接種，接種前應(yīng)事先準(zhǔn)備好酒精棉花、鉗子、鑷子和接種環(huán)。
2. 菌種裝入三角燒瓶?jī)?nèi)，接種量根據(jù)工藝要求確定。
3. 將酒精棉花圍在接種口周圍點(diǎn)燃，用鉗子或鐵棒擰開接種口，此時(shí)應(yīng)向罐內(nèi)通氣，使接種口有空氣排出。
4. 將三角瓶的菌種在火環(huán)中間倒入罐內(nèi)。
5. 將接種口蓋在火焰上滅菌后擰緊。
6. 接種后即可通氣培養(yǎng)，罐壓保持在0.05Mpa。
八、移種
1. 本設(shè)備采用壓差移種，即在種子罐壓力大于發(fā)酵罐壓力的條件下將種子轉(zhuǎn)移到發(fā)酵罐內(nèi)。
2. 發(fā)酵罐經(jīng)實(shí)消冷卻到接種溫度后即可移種。
3. 移種前，對(duì)移種管路，閥門用蒸汽滅菌20分鐘。
4. 移種時(shí)，種子罐保持0.08Mpa，發(fā)酵罐保持0.03Mpa，打開移種管路上的閥門，種子在壓差作用下，由種子罐轉(zhuǎn)入發(fā)酵罐。
5. 移種結(jié)束后，對(duì)移種管路需用蒸汽沖洗干凈。
6. 移種結(jié)束后，應(yīng)立即清洗種子罐，防止發(fā)酵料凝結(jié)在管路、閥門及罐壁上。
九、發(fā)酵罐的培養(yǎng)
1. 種子接入發(fā)酵罐后，即可進(jìn)行控溫培養(yǎng)，罐壓一般控制在0.05Mpa，轉(zhuǎn)速根據(jù)各自工藝要求而定。
2. 發(fā)酵溫度根據(jù)工藝要求而定，通過(guò)調(diào)節(jié)循環(huán)水的溫度來(lái)控制發(fā)酵溫度，當(dāng)環(huán)境溫度高于發(fā)酵溫度時(shí)，用冷水降溫。
3. 發(fā)酵液的PH值是根據(jù)工藝要求而定，當(dāng)需要調(diào)整PH值時(shí)，逐步加入酸堿液，直至所需PH值。
4. 在發(fā)酵中途要取樣檢查時(shí)，可通過(guò)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(dǎo)，取樣結(jié)束后同樣要用蒸汽沖洗取樣管道閥門。
十、出料
1. 本設(shè)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。
2. 出料后取出溶氧、PH儀，進(jìn)行清洗保養(yǎng)。
3. 出料結(jié)束后，應(yīng)立即放水清洗發(fā)酵罐及料路管道閥門，并開動(dòng)空壓機(jī)，向發(fā)酵罐供氣并攪拌，將管路中的發(fā)酵液沖洗干凈。
十一. 維修與保養(yǎng)
1. 安置設(shè)備的環(huán)境應(yīng)整潔、干燥、通風(fēng)良好，水、汽不得直接潑到電器上。
2. 設(shè)備啟用之后，必須及時(shí)清洗，防止發(fā)酵液干結(jié)在發(fā)酵罐及管路、閥門內(nèi)。
3. 各類儀表，應(yīng)按規(guī)定要求保養(yǎng)存放 壓力表、安全閥、溫度儀每年應(yīng)校準(zhǔn)一次。
4. 設(shè)備停止使用時(shí)應(yīng)清洗、吹干。過(guò)濾器的濾芯應(yīng)取出清洗，涼干，妥善保管，法蘭壓緊螺母應(yīng)松開，防止密封圈永久變形。
十二. 特別注意事項(xiàng)
1. 在發(fā)酵過(guò)程中，嚴(yán)禁將過(guò)濾器的排水閥突然打開而引起發(fā)酵液倒流。
2. 當(dāng)突然停電時(shí)，應(yīng)迅速關(guān)閉發(fā)酵罐及空氣系統(tǒng)進(jìn)，排氣閥，保持罐壓和空氣系統(tǒng)不造成負(fù)壓。
3. 除菌過(guò)濾器蒸汽滅菌時(shí)壓力不得超過(guò)0.15Mpa。
4. 空消、實(shí)消時(shí)，夾套內(nèi)的水應(yīng)放空，實(shí)消冷卻時(shí)，罐壓不能降到0。