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不銹鋼發(fā)酵罐全流程操作SOP:從滅菌到控氧的12個關鍵參數(shù)校準指南

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  一、不銹鋼發(fā)酵罐滅菌前準備與設備檢查
 
  設備完整性檢查
 
  檢查罐體、攪拌槳、傳感器接口等部位是否有裂縫、變形或泄漏風險。
 
  確保焊接部位密封性良好,避免滅菌過程中出現(xiàn)泄漏。
 
  接口與閥門檢查
 
  檢查進料口、出料口、通氣口、溫度傳感器接口、pH值傳感器接口等連接牢固,無松動或破損。
 
  確保所有閥門(如進料閥、出料閥、排氣閥)開閉狀態(tài)正常,密封性能良好。
 
  電源與輔助系統(tǒng)檢查
 
  檢查電源、空壓機、微機系統(tǒng)和循環(huán)水系統(tǒng)是否正常工作。
 
  確保水壓、電壓、氣壓正常供應,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0.25-0.30MPa。
 
  二、滅菌操作
 
  罐體滅菌
 
  根據(jù)需要將培養(yǎng)基配入罐體,按要求封好后,小型發(fā)酵罐(5L)可將罐體放入大殺菌鍋殺菌(115℃,30分鐘);大型發(fā)酵罐(10L及以上)采用蒸汽殺菌(121℃,30分鐘)。
 
  滅菌過程中,確保罐內各個部位都能充分接觸到蒸汽,避免出現(xiàn)消毒死角。
 
  滅菌后冷卻
 
  消毒完成后,讓發(fā)酵罐自然冷卻或者通過適當?shù)睦鋮s裝置冷卻至合適的發(fā)酵溫度。
 
  三、參數(shù)校準與設備調試
 
  溫度傳感器校準
 
  使用標準溫度計進行校準,將傳感器測量值與標準溫度計的測量值進行對比,調整傳感器的參數(shù),使其測量誤差在允許范圍內。
 
  pH值傳感器校準
 
  使用標準的pH緩沖液進行校準。一般有兩種緩沖液,pH值分別為4.0和7.0。先將傳感器浸泡在pH7.0的緩沖液中,調整傳感器的讀數(shù)至7.0,然后再將傳感器浸泡在pH4.0的緩沖液中,根據(jù)傳感器的反應再次調整參數(shù),確保pH值測量的準確性。
 
  溶氧電極校準
 
  在確定的轉速和通氣量下對溶氧電極進行斜率標定,設定溶氧電極為100%。
 
  攪拌系統(tǒng)調試
 
  檢查攪拌槳是否安裝正確,攪拌軸是否能夠靈活轉動,電機及傳動部件是否正常,有無異常聲響。
 
  啟動反應器攪拌馬達,調轉速100~200Rpm,確保攪拌系統(tǒng)運行平穩(wěn)。
 
  四、接種與發(fā)酵過程控制
 
  接種操作
 
  在培養(yǎng)基加入并達到合適的溫度、pH值等條件后,進行接種操作。將適量的微生物種子液通過接種口緩慢加入發(fā)酵罐,接種量根據(jù)不同的發(fā)酵工藝和微生物種類而定,一般在5%-10%左右。
 
  接種過程要嚴格遵循無菌操作原則,防止雜菌污染??梢酝ㄟ^在接種口周圍使用火焰滅菌或者紫外線滅菌等方式保持接種環(huán)境的無菌狀態(tài)。
 
  發(fā)酵過程參數(shù)控制
 
  溫度控制:通過安裝在發(fā)酵罐上的溫度控制裝置,如夾套冷卻系統(tǒng)或者加熱系統(tǒng),將發(fā)酵溫度控制在適宜的范圍內。如果溫度過高,可以通過夾套中的冷卻水循環(huán)降低溫度;如果溫度過低,則可以通過加熱裝置進行升溫。
 
  pH值控制:根據(jù)微生物的生長特性和發(fā)酵要求,使用酸或堿溶液進行調節(jié)。當pH值升高時,可以加入適量的酸性溶液,如稀鹽酸;當pH值降低時,可以加入堿性溶液,如氫氧化鈉溶液。
 
  溶氧控制:通過溶氧電極實時監(jiān)測溶解氧濃度,通過調節(jié)通氣量和攪拌速度來維持溶解氧在合適的水平。
 
  壓力控制:發(fā)酵罐維持正壓既可以杜絕由于罐壓為零時造成的染菌,還可增加氧在培養(yǎng)液中的溶解度,有利于菌的生長及合成。在發(fā)酵培養(yǎng)期間,罐內壓力基本可以保持恒定。然而,在滅菌降溫的過程中,為避免負壓吸入環(huán)境的非潔凈空氣以及負壓可能將罐體吸癟情況的發(fā)生,需要通入一定的空氣保壓。
 
  五、不銹鋼發(fā)酵罐發(fā)酵結束與設備清洗
 
  發(fā)酵結束與設備清洗
 
  發(fā)酵結束后,首先關閉通氣系統(tǒng)和攪拌裝置。然后打開出料閥,將發(fā)酵液通過出料口放出。出料過程要盡量平穩(wěn),避免發(fā)酵液濺出。
 
  發(fā)酵液出料后,立即對發(fā)酵罐進行清洗。先用清水沖洗掉罐內殘留的發(fā)酵液和雜質,然后可以使用適當?shù)那逑磩┻M行清洗,以去除附著在罐壁和內部部件上的污垢和微生物。清洗后,再用清水沖洗干凈,確保清洗劑無殘留。
 
  檢查攪拌裝置、閥門、傳感器等部件的磨損情況,如有損壞或者磨損嚴重的部件,及時進行更換。對發(fā)酵罐的外觀進行清潔和保養(yǎng),防止罐體生銹。將發(fā)酵罐放置在干燥、通風良好的環(huán)境中,避免受潮和受到其他腐蝕性物質的侵害。

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