實驗室不銹鋼發酵罐_微生物發酵,菌種培養設備參數描述

使用范圍：

    本產品適用於大專院校、科研院所及企業的微生物實驗室，是精密發酵試驗的理想設備。可以適用於微生物發酵培養的培養基配方的篩選，發酵工藝參數的優化以及生產工藝與菌種的驗證。

技術參數：

安裝實例

發酵系統操作規程--說明書

一、 發酵前準備工作

（1） 檢查電源是否正常，空壓機、蒸汽發生器和循環水系統是否正常工作。

（2） 檢查系統上的閥門、接頭及緊固螺釘是否擰緊。

（3） 開動空壓機，用0.15Mpa壓力，檢查發酵罐、過濾器、管路、閥門等密封性是否良好，有無泄漏。罐體夾套與罐內是否密封（換季時應重點檢測），確保所有閥門處於關閉狀態。

（4） 檢查冷卻水壓、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0.2Mpa，溫度應低於發酵溫度10℃以上；電源AC220V±10%，零地分開，頻率50Hz，罐體可靠接地；輸入蒸汽壓力應維持在0.4Mpa，進入系統後通過閥門控製壓力為0.12-0.13MPa；空壓機壓力值0.7Mpa，空氣進入壓力應控製在0.25-0.30MP（空氣初級過濾器的壓力值）。

（5） 檢查電機能否正常運轉。電磁閥能否正常吸合。

二、 滅菌

1. 1. 發酵系統安裝好後的初次清洗

罐內的清洗：種子罐可將罐體上方的法蘭卸開，由操作工采用潔凈佈手動清洗，結束後排盡罐內的污水，在多沖洗幾遍即可。發酵罐的清洗可采用自來水管通過手孔向罐體內壁沖洗，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，再根據相應功能采用相應的清洗介質（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”。如果發酵系統長時間不用或培養的菌體與上一批次的不相同時，可采用2%NaOH清洗，清洗結束後應對發酵系統滅菌。

1. 2. 發酵罐空消

（1） 空氣精過濾器的空消：將所有閥門均關閉，然後微開J3、J4、J5、打開Q9，通過調節J3、J4、J5閥門的開啟度保持空氣精過濾器上端壓力表讀數為0.12-0.125Mpa，維持30分鐘，空氣經過濾器消毒完成。

（2） 發酵罐空消：打開G2、J2、G3、J1、J9、Q6、Q7及Q9，通過調節G2和J1閥門的開啟度調節發酵罐壓力控製在0.12-0.125Mpa，溫度121度-125度。維持30分鐘，發酵罐空消結束。

（3） 當空消時間達到30分鐘後，關閉J2、J3、J5，然後迅速打開Q2、Q3，通空氣吹掃空氣精過濾器，待J4閥門出口空氣乾燥後關閉J2、J3、J4、J5，保持空氣精過濾器壓力表讀數為0.1Mpa。

1. 3. 發酵罐實消

實消是當罐內加入培養基後，用蒸汽對培養基進行滅菌的過程。

(1)空消結束後，將校正好的PH電療裝好，盡快將配好的培養基從加料口加入罐內。

(2)培養基在進罐之前，應先糊化，一般培養基的配方量應根據工藝要求確定，發酵液的最終容積為罐體全容積的70％左右計算(泡沫多的培養基為60％左右，泡沫少的培養基可達75～80％)，考慮到冷凝水和接種量因素，以及是否流加，初定容由生產根據工藝的要求自行決定，需在實踐中摸索。

(3)開啟機械攪拌裝置，低速轉動，使罐內物料均勻混合。

(4)打開夾套排污閥Q8、蒸汽閥J7，對罐內培養基預熱（采用夾套通汽預加熱）。當罐內溫度升到90℃時（具體溫度應按蒸汽質量而變動），關閉夾套進汽閥J7，關閉Q8，全打開進汽閥G2、J9,微開Q6、Q7，關閉Q4、Q5，向罐內通蒸汽，微開尾氣閥門J1，關閉電機攪拌。

(5)通過調節G2和J1的開啟度，當溫度升到121—123℃，罐壓升至0.12MPa時，控製蒸汽閥門G2、J1、J9的開度，維持溫度與罐壓，並開始計時，當時間到達30分鐘之前，關閉G3（關閉前應人為地開大蒸汽量幾次，避免培養基殘留於閥門處）,關閉QJ9，關閉Q6、Q7，關閉Q9、G2停止供汽。關閉夾套排污閥門Q8，打開冷卻水閥Q4、Q5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Q3、Q2、G1向罐內通空氣，加快冷卻速度，並保持罐壓為0.05MPa，直到罐內培養基溫度降至接種溫度。

三、 種子罐接種

接種：

(1)本系統采用火焰封口接種，接種前應事先準備：酒精棉花、鉗子、鑷子、接種環、石棉網手套。

(2)菌種裝入三角燒瓶內，接種量根據工藝要求確定。

(3)將酒精棉花圍在接種環周圍點燃，將菌種瓶口在火焰上燒一會兒，擰開接種口，迅速將菌種倒入罐內，此時應向罐內通氣，使接種口有空氣排出（壓力接近與零，但不能為零）。

(4)將接種口蓋在火焰上滅菌後擰緊。接種後，罐壓保持0.03MPa~0.07MPa，調節通風量。

四、 取樣

在接種完成後或在發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，取樣結束後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Q9和J9，微開Q7、Q6、G3，當時間到15分鐘後，關閉Q6、Q7、J9、微開G3，打開Q6，先將取樣管內的液體排光後，將準備好的取樣瓶在火焰邊打開，快速取樣並蓋好，關閉G3，然後打開J9、Q6、Q7清洗滅菌取樣口5分鐘，關閉Q6、Q7、J9。取樣完成。

五、 發酵培養

取樣完成後，要用PH機檢測發酵液的PH值，然後校正PH；當系統接種完成後，把壓力與流量調節好，系統則可以進入發酵模式，進行自動控製（溫度、PH），具體的工藝參數根據生產要求自己設定，系統將按設定好的參數可以進行自動控製或操作工手動控製。種子移入發酵罐後控溫培養，罐壓0.03-0.05Mpa，轉速根據工藝要求而定，調節循環水的溫度控製發酵溫度，當環境溫度高於發酵溫度時，用冷凝水降溫；當培養基溫度低於發酵溫度時，用熱水進行加熱。PH調節由控製系統通過執行機構自動加減實現。

註：滅菌前應對PH電療校正，培養過程中PH的控製使用蠕動泵的加堿來實現的，堿瓶先在滅菌器中滅菌。

六、 出料

(1)本設備的出料是利用罐壓將發酵液從出料管道排出，根據發酵液的濃度，罐壓可控製在0.05～0.1MPa。

(2)出料後取出PH電療，進行清洗保養。

(3)出料結束後，應立即放水清洗發酵罐及料路管道閥門，並開動空壓機，向發酵罐供氣並攪拌，將管路中的發酵液沖洗乾凈。如果發酵罐暫時不用，則對發酵罐進行空消，並排空罐內、夾套及管道內的水。

七、 維修與保養

(1)安置設備的環境應整潔、乾燥、通風良好，水、汽不得直接潑到電器上。

(2)設備啟用之後，必須及時清洗，防止發酵液乾結在發酵罐及管路、閥門內。

(3)各類機表，應按規定要求保養存放壓力表、安全閥、溫度機每年應校準一次。

(4)設備停止使用時應清洗、吹乾。過濾器的濾芯應取出清洗，涼乾，妥善保管，法蘭壓緊螺母應松開，防止密封圈永久變形。

(5)空壓機周圍的環境應保持清潔，空氣清新，排水溝為活水，機體表麵乾凈。

(6)空氣儲存罐定期打開罐底的排污閥，排掉罐內的冷凝水（大約30天左右處理一次，具體情況應更具當地的空氣濕度而定）。

八、 特別註意事項

(1)在發酵過程中，嚴禁將過濾器的排水閥突然打開而引起發酵液倒流，不要讓罐內壓力大於管道壓力。

(2)當突然停電時，應迅速關閉發酵罐的空氣系統，保證罐壓和空氣系統不造成負壓，過濾器上的壓力表和發酵罐的壓力表不能掉零。

(3)除菌過濾器蒸汽滅菌時壓力不得超過0.15MPa。

(4)空消、實消時，夾套內的排污閥門要打開，實消後冷卻時，罐壓不能掉零。

(5)實消結束後，夾套應先打開排水閥，然後再打開進水閥門，防止有的地區水壓高，造成設備損壞或壓力表失靈。

(6)球閥與隔膜閥順時針方向關閉，逆時針方向打開；雙通閥（“一”字閥）橫著管路為關閉，順著管路為打開。

九、 常見故障及排除方法

附件一：發酵罐系統日常維護保養

電療的維護保養：

1、小心的將電療插入安裝孔或護套內，用手旋緊（一般情況下宜不用工具）；

2、溶氧電療在旋緊鎖緊螺帽時，電療主體不得跟轉，否則可能導致電療膜片脫落；

3、導線安裝時導線不得跟轉，隻許旋動壓帽。發酵完成並進行滅菌處理後，應及時將電療從發酵罐上取下並用超純水洗凈，然後用濾紙將水吸乾。pH電療應置於3 mol/L KCl溶液中貯存；

4、溶氧電療蓋上保護帽後乾放在溶氧電療專業泡沫盒中。

蒸汽發生器的維護保養： 

每天第一次運行前必須將蒸汽閥門打開，然後打開排污閥門直至爐內的水及污物完全排盡。檢查水箱以保證水箱內無雜物，否則將損壞水泵或卡死止回閥。關閉排污閥，蒸汽閥門仍開啟。啟動蒸發器的電源開關，此時發出缺水報警，水泵運轉對蒸發器補水，直至爐內水位高於低水位時停止報警，達到高水位時水泵停止補水。蒸發器進入正常工作狀態時可關閉蒸汽閥門，蒸發器開始緩慢升壓，當蒸汽壓力升至0.7 MPa，加熱自動停止。蒸發器每天至少排污一次，每天工作完畢後當壓力降至0.05 MPa時進行排污，排污時應註意安全，防止燙傷。電控箱、水泵電機等部位應避免受潮進水，以防燒毀。

無菌空氣系統的維護和保養：

滅菌空氣系統包括空氣壓縮機、粗過濾器、精過濾器、隔膜閥和空氣分佈器等。在日常維護中，需註意空氣壓縮機的運轉情況，在發酵過程中應每天對貯氣罐放水閥排水二次。過濾器維護和保養滅菌溫度宜控製在125℃以下在滅菌過程中要註意過濾器的滅菌溫度宜控製在125℃以下。因為過濾器材質在太高溫度下，其粘結劑會產生脫落而使過濾器失效。過濾器濾芯的更換由於空氣含有大量塵埃，過濾器在使用一段時間後，其濾芯的微孔會逐漸堵塞，這樣一方麵導致阻力增大，引起空氣的流量嚴重不足和空氣壓降增大，從而影響通氣量，同時可能引起染菌。此時就需要更換。根據各地空氣質量差異，一般可達6個月以上。更換標準：空氣流量不小於罐體容積的1.5倍。（減壓器出口與罐壓的壓差不小於1kg/cm2）如果發酵液的性質與水相似，可在罐內加水，然後通壓縮空氣進行清洗。如果發酵液較粘稠，或含有細小顆粒，則用水沖洗。

空氣壓縮機的維護保養：（1）每天檢查項目：檢查各連接部位有無松動現象，如有應立即緊固。當儲氣罐內空氣壓力在0.05 MPa-0.1 MPa時，打開儲氣罐下部的排泄旋塞，放掉罐內污物。壓力表指針移動平穩，當儲氣罐內空氣壓力到0.75 MPa時壓力開關應能切斷磁力啟動器的控製回路，使空壓機停止工作，否則應調節壓力開關上的兩隻M5螺釘，順時針旋轉為調小，逆時針旋轉為調大，直到在預選值時產生斷電動作，壓力開關即為調好，調節時應註意使兩根彈簧松緊一致，壓力開關的斷電壓力不得大於0.75 MPa。當排氣壓力接進0.75 MPa時，輕輕拉起安全閥頂桿，安全閥應產生排放動作。（2）每月保養項目：消聲濾清器每月清洗一次，如工作環境粉塵較大，至少每周清洗一次。V帶拉長或磨損，可移動電動機，調整V帶松緊或更換V帶。（3）每年定期檢查項目：查看氣閥是否漏氣。查看活塞環和導向環的磨損情況，活塞環磨損極限為5.5mm，導向環磨損極限為1.8mm。連桿大小頭軸承及曲軸箱軸承是否正常，空壓機運行達3000h時，應給滾針軸承和活塞孔內添加在廠傢購買的專用潤滑油。

發酵罐體的維護保養：

發酵罐罐體是直接與物料接觸的場所。其表麵光潔度的程度以及內部構件的清潔度是直接影響染菌的處於因素。因此，在每次發酵結束後和再次使用前都必須及時清洗罐體及相關設備，清洗時應註意電器元件、電 極介面，不能進水，受潮。

清洗前應取出PH、DO電療按其要求保養（見電療保養）。

清洗罐內可配合進水進氣、電機攪拌、加溫一起進行，如多次換水還不能清洗潔凈，則要打開頂蓋用軟毛刷刷洗罐內部件。方法如下：控製開關與電源開關，取下頂蓋電療、電機及其連線插頭。拔下進氣膠管冷凝器快速接頭拆下進氣過濾器上膠管與接頭；把頂蓋連同攪拌一起垂直向上拆卸下來，並橫置於平整桌麵，墊好、不要碰撞軸和葉輪，用中性洗滌劑刷洗罐體及內部各部件。

註意：罐蓋搬動清洗時隻能抓住軸套或頂蓋，不能抓攪拌軸、葉輪和其它易變形部件。在清洗同時，應對其罐及出口閥等一些O形密封圈進行檢查，如發現永久變形、老化、由劃傷等現象需及時更換。清洗完畢重新安裝後，應對其外表及罐架等用抹佈擦乾。擰緊罐蓋六個緊固螺絲，用力要平衡並註意罐與罐座間隙均衡。對於玻璃發酵罐的清洗應特別要小心，拆裝時不要碰撞；擰緊罐蓋緊固螺絲時，用力一定要平衡，並註意間隙均衡，已免損壞玻璃罐體。

密封性試驗：將電療、電機、電纜、進出氣軟管、冷凝器進出水接頭安裝就位；安裝完畢後要對罐體內通氣（0.2MPa）作密封性試驗（罐壓下降速度應小於0.02Mpa/h）。對系統進行2--3小時試運行，如有問題作相應處理後，方可正式使用。

發酵罐待用：如果短期內需再次培養發酵，應對其進行滅菌。然後通入無菌空氣，保壓待用；如準備長期停用，則應對其進行滅菌，然後放去水箱與罐內存水，放松罐蓋緊固螺絲，取出電療保養儲存好，將罐、各管道餘水放凈，關閉所有閥門、電源，蓋上防塵罩。次培養後用乾凈抹佈要清除電器箱、電纜等接頭和其他罐體部件上的物。

註意事項：滅菌前應檢查、調整蒸汽發生器的輸出壓力,保證該壓力≤0.35Mpa（蒸汽發生器壓力表顯示值）。滅菌過程中應檢查罐內氣壓,保證該壓力<0.15Mpa。發酵前應檢查、調整空壓機的輸出壓力,保證該壓力≤0.4Mpa（空壓機壓力表顯示值）,調整減壓閥輸出壓力≤0.25Mpa。發酵過程中應檢查罐內氣壓,保證該壓力≤0.10Mpa。DO、pH電療的使用保養必須按要求進行，否則極易損壞。所有電器裝置嚴禁進水、受潮、污染。任何問題，敬請按以下方法聯系。

攪拌系統的維護：攪拌系統包括攪拌軸、攪拌漿、機械密封。軸承、連軸器和電機等。

日常維護：經常檢查攪拌軸的運轉、電機的發熱情況以及異常噪聲的發射，經常檢查有關螺栓是否有松動。每年檢查機械密封的磨損情況，以保證機械密封的正常運轉，避免不必要的染菌可能。如果采用雙端麵機械密封時，要經常註意無菌水液麵的變化，如果發生液麵下降，說明密封隙漏，應在發酵結束後立即處理。每年檢查油封和電機的碳刷磨損情況，以及油封和軸承的磨損情況。

每次開罐蓋後應檢查並旋緊安裝在攪拌軸上各部件中的止動螺釘。上磁鋼位置的調整：上磁鋼距罐底間距正常值為1-1.5 mm，間距過小時會引起上磁鋼的底麵會觸及罐體，這時會引起攪拌軸不能轉動或攪拌軸有跳動並伴有較大的噪聲現象出現；間距過大時會引起上下磁鋼間的磁力減小，當發酵液粘稠時有可能攪拌器停轉並伴有較大的噪聲。軸承的調換：經過一至兩年的使用後，軸承噪聲明顯增大或攪拌軸明顯擺動須更換軸承。卸去軸承底端蓋、卸去軸頭螺釘及軸承壓蓋、卸去軸承底下端蓋、移去軸承座下端軸承處的卡簧，由上向下取出攪拌軸，取出軸承並更換，再一次安裝。

過濾濾芯的更換：由於空氣含有大量塵埃，經過一定時間，濾芯上的微孔會漸漸地堵塞，這樣一方麵引起空氣的流量嚴重不足和空氣壓降增大，同時可能引起染菌，此時就需要更換。閒置時應將濾芯從空氣過濾器中取出，並排盡過濾器中的冷凝水。

電磁閥的維護：電磁閥是用於發酵罐的冷卻，電磁閥的閥芯卡死，閥芯密封圈失效及電磁線圈的損壞都可引起電磁閥的失效。故障判斷：在保證循環泵運轉及循環管路通常情況下，溫度隻降不升最大的原因是電磁閥泄漏或閥芯卡死，另外原因可能是電加熱器燒壞。按註水開關，註水開關指示燈亮而電磁閥上端麵無磁性，無冷卻水排出，線圈壞；註水開關指示燈不亮，控製箱內F1（Really）保險絲燒壞。關電磁閥，排水口有冷卻水漏出，閥芯密封失效或雜物卡住閥芯。

球閥的維護：由於球閥內的密封件是由兩個半球狀四氟乙烯製作成的，長時間使用後，密封件與閥芯之間可能會泄漏，旋松閥兩端的卡套接頭螺帽，然後旋緊閥兩端的圓柱狀接頭（正常情況下，轉動閥柄應有一定的阻力）。

卡套接頭的泄漏：旋緊街頭上的壓帽即可。

放料閥的維護：旋開閥蓋，抽出閥芯，檢查密封圈是否完好，否則更換密封圈。

空氣軟管：為防止連接於空氣流量計兩端的軟管意外爆裂，建議每兩年更換一次軟管。

發酵完成並進行滅菌處理後應及時清洗，安裝過程中應確保空氣分佈器復位，及時更換補料孔墊圈，如底閥漏水還應更換底閥墊圈。

溶氧電療的維護：

如果長期不用請將電療從罐上取下，放入電療盒中即可。如果敏感膜臟瞭，請用乾凈的水沖洗乾凈，如果沖洗不掉，也不要用任何堅硬物體刮擦，以免掛傷敏感膜。請勿用水等液體浸泡或蒸氣等潮濕空氣侵蝕電纜線接頭和電療接頭。 

勿用利器刮擦敏感膜，以免損傷。

如何換敏感膜和換電解液：DO電療在出廠前經過一系列的檢驗，電療本身帶有一個電療膜，但由於在購買運輸過程中需要一定的周期，所以在使用前最好更換一下電解液。如果電療信號產生誤差（響應時間長，機械損壞，在無氧介質中電流增大，等等），就需要更換膜、更換電解液等維護工作，每三個月進行一次：將電療置於垂直位置，擰下舊電療膜。用水沖洗內電療體並用綿紙小心的擦乾，檢查一下內電療體和不銹鋼外殼之間是否有電解液，如有殘留的電解液，將其輕輕甩乾凈。使用一段時間以後，如發現電療體銀環發黑，可用1000目以上的細砂紙擦亮即可。檢查一下O型圈和彈簧是否有機械損壞，如有需要可更換。將電解液倒入將要更換的膜中，液麵控製在螺紋以下，適當多加些電解液，可避免因電解液較少而影響電療極化，將電療置於垂直位置並將膜輕輕擰上電療體，擰電療膜時註意“進二退一”原則，避免因膜內多餘液體無法及時排出而把膜撐破，最後電療膜應擰緊，無O型密封圈顏色（黑色）露出為止，滲出的電解液用綿紙擦乾。由於O型圈的密封作用，膜會很容易的被擰緊，如需用力擰或此過程不能容易的完成，則可能沒有擰在正確的位置。在每次換膜或換電解液後，電療必須重新極化和校準（詳見操作說明書）極化：更換新的電解液或換新的膜以後，必須連續通電24小時以上，即為極化，極化後才能進行準確的校準。先極化，後校準。

新手教學

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