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保兴发酵罐:迄今为止最详尽的工业化生物反应器实罐灭菌操作及细节展示

时间: 2019-02-11来源: 作者:
 细履平沙

       

       发酵罐灭菌,包括空罐灭菌(空消)和实罐灭菌(实消),前者是指没有培养基时,对设备进行灭菌,其主要作用是为实消做准备,包括“赶走”夹套或蛇管中的水,通过延长灭菌时间或升高灭菌温度杀灭实消不容易消透的地方,另外有些企业培养基通过连消进罐,空消后可以保证培养基进罐后的无菌环境。实消是指将有菌培养基加入到发酵罐后进行杀灭微生物的过程。灭菌在企业一般称之谓消毒,实消或许是发酵企业最复杂的操作了,一方面要求娴熟的技能,另一方面要求操作人员具有良好的责任心,本文包括消毒前,中,后各个阶段的操作,希望通过实罐灭菌操作及细节展示,能够为不了解发酵罐操作的人员提供帮助。



实消前准备工作

1、检查相关文件,核对前一批发酵罐使用中出现的问题是否已经全部解决:包括各种仪表、安全阀是否正确,pH计和溶解氧电极是否可以正常显示,内漏外漏的阀门管道是否已经维修或更换完毕,以及其他必要的确认事项,核对完成,交组长签字。

2、仪表校准:确认pH计、温度以及其他相关的在线测量仪器已经校准。

3、如果实消前不需要空消,则需要关闭发酵罐蛇管或夹套循环水进排阀门,然后打开排下水道的开关,使用空气将蛇管里或夹套内的降温水排出去,这步使用空气可节能。

4、检查发酵罐各阀门状态:

罐底1阀(1阀是靠近罐的阀门)、取样1阀、移种1阀、冲视镜蒸汽阀门、保持关闭状态、空气排气阀门已经开展。

5、核对蒸汽压力,是否达到可使用范围(比如3Kgf/cm2以上)。

6、在显眼的位置悬挂警示牌或者加上围栏,防止无关人员进入或误操作。比如在取样阀门上悬挂“正在消毒”。

7、消毒工的几个注意事项,我们之前的文章中已经有过描述。请在历史记录中查找。


配合打料操作

1、实消操作人员可能独立完成或者配合配料岗位的操作人员完成打料:将配制合格的物料通过物料泵及管线打到发酵罐内。

2、当料液全部打入发酵罐后,关闭相应的阀门。

3、确认打到发酵罐内的培养基体积符合工艺要求。


实消时阀门开关原则及顺序

按照先小后大,先下后上的原则开启蒸汽,这样可以防止出现较小的蒸汽管道因为阻力大而不通的现象。

1、有些发酵罐实消需要开启搅拌,一般情况下开搅拌之前,先打开空气阀门,使空气进到罐内,然后开启搅拌,之后再关闭空气阀门,本操作主要防止搅拌开启时电流过载,有些企业由于配备的电机功率冗余较大,所以可以直接开启搅拌,而不再需要通过空气进行缓冲。

2、如果有夹套,可打开夹套的进蒸汽阀门,首先使用夹套对培养基进行加热。当罐内温度达到90度时,再关闭夹套进蒸汽阀门。这样操作的目的:防止蒸汽直接与冷培养基接触导致冷凝水过多,也可防止产生过大的振动和噪音。

3、完成上述操作后,再全开取样蒸汽阀门,再微开排空阀门,放尽蒸汽管道内的冷凝水,然后关闭排空阀,再半开其1阀,使取样保护蒸汽进入罐内。

4、半开罐底蒸汽阀门和微开下水道阀门,放尽水蒸汽内的冷凝水,然后关闭下水道阀门,逐渐打开罐底1阀,使蒸汽进入罐内。

5、微开视镜阀门,观察有蒸汽冒出既可;如果有补料管道,可以在其后,将补料保护蒸汽的阀门打开,使蒸汽进入发酵罐内。

6、打开移种管道蒸汽阀门,再打开排空阀门,放尽冷凝水,然后关闭排空阀门,再微开移种1阀,使蒸汽进入发酵罐。

7、微开空气管道进蒸汽阀门。有的企业称空气管道上的蒸汽为主蒸汽,一般管径最粗,所以最后才通入主蒸汽。


实消过程

1、注意观察罐压和罐温和罐内的液面高度,当温度到达100度时,关闭搅拌,然后逐渐调小排气阀门,至开1圈左右。有些培养基对温度比较敏感,所以搅拌需要一直处于开启状态。

2、在实消过程,通过调节排气阀门和主蒸汽的阀门的大小控制消毒时罐压为0.11~0.12MPa,温度为121~125摄氏度。当参数升高时,逐渐调节空气排气阀门,反之亦然。当罐压与温度不匹配时,不同企业参考的标准不同,其核心思想是要基于可靠的仪表,所以为了增加安全系数,使用一个冗余的温度计或压力表作为标准。

3、消毒期间需要用手感知各路进蒸汽,以确认这些管路的蒸汽都是通畅的。

4、在保压结束前20分钟,如果需要火焰接种,则需要逐渐旋松接种口,使蒸汽从接种帽上的小孔透出即可,防止旋下来导致消毒失败。


实消结束

1、消毒保温保压时间一般为30分钟(一般在企业简称为“保压”),从压力和温度到达要求的时刻算起。

2、保压完成时,依次需要关闭,接种口、视镜阀、补料蒸汽,取样1阀,移种1阀,罐底1阀,最后关闭主蒸汽阀门。

3、通空气:关闭主蒸汽阀门后,观察罐内压力,待压力降至0.05~0.08MPa时,微开空气阀门,然后调节排气阀门,逐渐开大空气阀门,保持罐压不低于0.05MPa。这时需要非常小心,因为空气打开的瞬间,罐压会急剧上升,所以这步要缓慢开启通气阀门。

4、降温水开启:关闭夹套排汽阀,然后打开冷却水进夹套水阀和出水阀,使夹套的降温水循环起来。如果是盘管或蛇管,操作类似。如果需要降温水需要转换,则在温度达到要求时进行转换。

5、调节空气至工艺要求流量和罐压,降温至工艺要求时,准备接种。

6、清场:撤去相应的围栏,警示版。将工具归位,清理卫生。完成相应的记录。


说明

1、溶氧电极的校准可以在灭菌过程中校准0%,在接种前校准100%。

2、降温水开启之前,一定要先通入空气。否则可能导致发酵罐迅速降温,空气收缩导致真空状态,而损坏发酵罐,这点在空消时特别要注意。

3、如果在消毒过程中出现大量泡沫,可以通过关小排气阀门、接种口使罐夺稍微提高进行调节,并通过关小主蒸汽阀门缓解压力上升。如果以上办法解决不了泡沫问题,需要结束操作,查找原因。

4、记录的核心内容是消毒开启时间,保压的时间和温度,开始时体积和结束时体积,操作人,检查人等。相应表格我们会在以后的文章中陆续给出。




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