微生物发酵系统操作规程

发酵前准备工作

检查电源是否正常，空压机、微机系统和循环水系统是否正常工作。

检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。

开动空压机，用0.15Mpa压力，检查种子罐、发酵罐、过滤器、管路、阀门等密封性是否良好，有无泄漏。罐体夹套与罐内是否密封（换季时应重点检测），确保所有阀门处于关闭状态（电磁阀前方的阀门除外）。

检查水（冷却水）压、电压、气（汽）压能否正常供应。进水压维持在0.12Mpa，允许在0.15-0.2Mpa范围变动，不能超过0.3Mpa，温度应低于发酵温度10℃；单相电源AC220V±10%，频率50Hz，罐体可靠接地；输入蒸汽压力应维持在0.4Mpa，进入系统后减压为0.24MPa；空压机压力值0.8Mpa，空气进入压力应控制在0.25-0.30MP（空气初级过滤器的压力值）。

温度、溶氧电极、PH电极校正及标定，详见触摸屏PH、DO的标定帮助。

检查各电机能否正常运转（共4个）。电磁阀能否正常吸合（整套系统共11个电磁阀）。

灭菌

发酵系统安装好后的初次清洗

罐内的清洗：酸碱罐、补料罐、种子罐可将罐体上方的法兰卸开，由操作工采用洁净布手动清洗，结束后排尽罐内的污水，在多冲洗几遍即可。发酵罐的清洗可采用自来水管通过手孔向罐体内壁冲洗，当水位上升到搅拌轴的第二片叶轮时停止冲洗，开动电机搅拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水冲洗，再根据相应功能采用相应的清洗介质（清洗管路时应以保护管路中的各种元件为前提），具体步骤可参考“空气管路的灭菌”。如果发酵系统长时间不用或培养的菌体与上一批次的不相同时，可采用2%NaOH清洗，其他各罐也可以采用发酵罐的清洗方式清洗，清洗结束后应对发酵系统灭菌。

空气管路的灭菌

 空气管路上的除菌过滤器，使用蒸汽通过减压阀（空气减压阀不能进行蒸汽灭菌，所以空气预过滤器不灭菌）、蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。

空气除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，将蒸汽减压阀调整在0.13MPa，不得超过0.15MPa。

空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。

空消时间应持续30分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢。

经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关闭。保持空气管道正压。

发酵罐空消（种子罐、补料罐、酸碱罐空消作为参考依据）

发酵罐空消前，应将打开排污阀Q22打开（使夹套内的压力不超压）。

关闭Q14，微开Q15,打开蒸汽阀门Q12，打开Q13向罐内通蒸汽；打开Q18、Q19通过取样口向罐内通蒸汽。

将罐上的接种口，排气阀Q9，及排污管路上的阀门Q24、Q25微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，当湿度达到1220C后开始计时，调整阀门Q9、Q13、Q19的开度，保持罐内温度1220C~1280C（压为一般在0.11～0.15Mpa），可根据工艺调整空消的温度与压力。

当时间达到30～40分钟后，关闭Q13、Q15、Q19，然后再关闭Q12、Q18，打开空气管路上的阀门Q14、Q13向罐内通空气冷却，让罐内保持正压在0.03MPa-0.05MPa之间。

需要快速冷却时则关闭夹套排污阀门Q22，打开冷却水阀门Q27/DC1向夹套通水冷却，到达常温后关闭冷却水。特殊情况下，可采用间歇空消（隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢）。

空消时，溶氧、PH电极取出，妥善保存，以延长其使用寿命。

发酵罐实消（种子罐、补料罐、酸碱罐实消作为参考依据）

实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。

空消结束后，关闭进气阀门Q13,打开Q9卸去罐内压力，将校正好的PH、DO电极装好，尽快将配好的培养基从加料口加入罐内。

培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量应根据工艺要求确定，发酵液的最终容积为罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为60％左右，泡沫少的培养基可达75～80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，以及是否流加，初定容由生产根据工艺的要求自行决定，需在实践中摸索。

开启机械搅拌装置，低速转动，使罐内物料均匀混合。

打开夹套排污阀Q22、蒸汽阀Q21，对罐内培养基预热（采用夹套通汽预加热）。当罐内温度升到90℃时（具体温度应按蒸汽质量而变动），关闭夹套进汽阀Q21，关闭Q14，全打开进汽阀Q12,打开Q13通入蒸汽，全开Q18，微开Q19通过取样口向罐内通蒸汽，关闭Q25、Q26，全开Q23,微开Q24向罐内通蒸汽，微开尾气阀门Q9（三路通汽灭菌），关闭电机搅拌。

当温度升到121—123℃，罐压升至0.12MPa时，控制蒸汽阀门Q9、Q19、Q13、Q24的开度，维持温度与罐压，并开始计时，微开火焰接种口向外排蒸汽，当时间到达30分钟之前，关紧焰接种口，关闭Q24（关闭前应人为地开大蒸汽量几次，避免培养基残留于阀门处）,关闭Q23，关闭Q19、18，关闭Q13、Q12停止供汽。

关闭夹套排污阀门Q22，打开冷却水阀Q27/DC1向夹套通水冷却，打开电机搅拌，当压力降到0.05MPa时打开空气阀门Q14、Q13向罐内通空气，加快冷却速度，并保持罐压为0.05MPa，直到罐内培养基温度降至接种温度。当罐内温度降至比发酵工艺所要求的温度高2－3℃时，关闭阀门Q27/DC1停止通冷却水。

种子罐接种、移种

接种：

本系统采用火焰封口接种，接种前应事先准备：酒精棉花、钳子、镊子、接种环、石棉网手套、Z字扳手。

菌种装入三角烧瓶内，接种量根据工艺要求确定。

将酒精棉花围在接种环周围点燃，将菌种瓶口在火焰上烧一会儿，用Z字扳手拧开接种口，迅速将菌种倒入罐内，此时应向罐内通气，使接种口有空气排出（压力接近与零，但不能为零）。

将接种口盖在火焰上灭菌后拧紧。接种后，罐压保持在0.03MPa~0.07MPa，调节通风量。

移种：

移种前应先排空蒸汽管路内的冷凝水，排空后保持蒸汽阀微开（只流水不排蒸汽）使蒸汽管路内的冷凝水随时可以排空。

移种操作时要特别注意调整种子罐和培养罐之间的压差，种子罐的压力应当高于培养罐0.1MPa才能进行移种！移种时在关闭蒸汽阀后应当立即进行移种，避免造成负压污染。

移种完毕后应立即关闭移种阀，然后打开与之联通的蒸汽阀通入蒸汽进行冲刷消毒，并立即清洗种子罐，防止发酵料粘结在管道阀门及罐壁上，消毒后立即关闭蒸汽阀门和排冷凝水的阀门及管帽。

取样

在接种完成后或在发酵中途要取样检查时，可通过取样口取样。取样前，取样管路阀门需用蒸汽灭菌，防止杂菌污染而引起误导，取样结束后同样要用蒸汽冲洗取样管道及阀门。

操作方法：全开蒸汽阀门Q18，微开Q20，当时间到15分钟后，将酒精棉花围在取样口周围点燃，关闭Q20，关闭Q18，打开Q19，打开Q20，先将取样管内的液体排光后，将准备好的取样瓶在火焰边打开，快速取样并盖好，关闭Q20，然后打开Q18清洗/灭菌取样口5分钟，关闭Q20、Q18。取样完成后，要用PH仪检测发酵液的PH值，然后校正PH；当系统接种完成，调节好压力与流量后，系统一可以进入发酵模式，进行自动控制（温度、PH、DO），具体的工艺参数由操作工自己设定，系统将按设定好的参数可以进行自动控制或操作工手动控制。

发酵培养

取样完成后，要用PH仪检测发酵液的PH值，然后校正PH；当系统接种完成后，把压力与流量调节好，系统则可以进入发酵模式，进行自动控制（温度、PH、DO），具体的工艺参数根据生产要求自己设定，系统将按设定好的参数可以进行自动控制或操作工手动控制。种子移入种子罐或发酵罐后控温培养，罐压一般0.03-0.05Mpa，转速根据工艺要求而定，调节循环水的温度控制发酵温度，当环境温度高于发酵温度时，用冷凝水降温；当培养基温度低于发酵温度时，用热水进行加热。PH、DO调节由控制系统通过执行机构自动加减实现。泡沫报警由泡沫探头检测泡沫信号在触摸屏以指示灯形式显示。

注：

1）灭菌前应对PH电极校正，培养过程中PH的控制使用蠕动泵的加酸加碱来实现的，酸瓶碱瓶先在灭菌器中灭菌。

2）溶氧（DO）的测量与控制

溶氧电极的标定：接种前在恒定的发酵温度下，将转速及空气量开到最大值时的溶氧DO值作为100％。

培养过程中溶氧测量和控制：DO值的控制采用调节空气流量和调节转速来达到，转速与溶氧的关联的控制。其次必须同时调节进气量（手动）控制。

出料

本设备的出料是利用罐压将发酵液从出料管道排出，根据发酵液的浓度，罐压可控制在0.05～0.1MPa。

出料后取出溶氧、PH仪，进行清洗保养。

出料结束后，应立即放水清洗发酵罐及料路管道阀门，并开动空压机，向发酵罐供气并搅拌，将管路中的发酵液冲洗干净。

如果发酵罐暂时不用，则对发酵罐进行空消，并排空罐内、夹套及管道内的水。