一、概述
該系統發(fā)酵罐是通用型機械攪拌罐，采用無(wú)級變速調節攪拌轉速。廣泛用于有機酸、酵母、酶制劑、維生素等生物制品的生產(chǎn)。
二、系統組成
該系統發(fā)酵罐可由種子罐、發(fā)酵罐、補料罐、堿罐、泡滴罐、空氣除菌過(guò)濾系統、蒸汽滅菌系統、溫度控制系統、PH測量系統、溶解氧測量系統、微機控制系統等部分組成。各系統的流程及工作參數如下：
1. 空氣除菌過(guò)濾系統
無(wú)油空氣壓縮機(0.5～0.6 Mpa)
貯氣罐
有油空氣壓縮機(0.5～0.6 Mpa)→油水分離器
一級預過(guò)濾 →冷干機→二級預過(guò)濾 → 三級預過(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
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
種子罐夾套
控溫水箱→循環(huán)水泵→
發(fā)酵罐夾套
4. PH測量系統
發(fā)酵罐PH電極→儀表顯示→微機采集→數據查詢(xún)、曲線(xiàn)分析
5. 溶解氧測量系統
發(fā)酵罐溶解氧電極→儀表顯示→微機采集→數據查詢(xún)、曲線(xiàn)分析
6. 消泡系統
發(fā)酵罐泡沫傳感器→反饋給微機→報警
三、主要技術(shù)參數
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： 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. 轉速： 無(wú)級調速 ～ 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)準備
1. 上崗前的技術(shù)培訓：SFM—2000L等發(fā)酵罐是機電一體化的設備，因此；操作人員上崗前必須進(jìn)行技術(shù)培訓，使他們熟悉整個(gè)系統的工作原理、管路、閥門(mén)的操作程序，并對空壓機，蒸汽鍋爐、變頻電機等設備，能正確操作使用。未經(jīng)培訓的人員，不得單獨上崗操作。
2. 設備使用之前，應先檢查電源是否正常，空壓機、微機控制系統、循環(huán)水系統是否能正常工作。
3. 檢查系統上的閥門(mén)、接頭及緊固螺釘是否擰緊。
4. 開(kāi)動(dòng)空壓機，用0.15Mpa壓力，檢查種子罐、發(fā)酵罐、過(guò)濾器、管路、閥門(mén)的密封性能是否良好。
5. 對溫度儀、調速電機，電容渦街流量計應根據使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行檢查、校正。
6. 上崗人員對上述各項必須能熟練操作。
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) 空氣管路上有三級預過(guò)濾器，冷干機和除菌過(guò)濾器。預過(guò)濾器和冷干機不能用蒸汽滅菌，因此在空氣管路通蒸汽前，必須將通向預過(guò)濾器的閥門(mén)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微微開(kāi)啟，排除冷凝水。
(4) 空消時(shí)間應持續40分鐘左右，當設備初次使用或長(cháng)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，應通氣吹干，約20～30分鐘，然后將氣路閥門(mén)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進(jìn)行空消。
(2) 空消時(shí)，應將罐上的接種口，排氣閥，及料路閥門(mén)微微打開(kāi)，使蒸汽通過(guò)這些閥門(mén)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，應將夾套內的水放掉。
(5) 空消結束后，應將罐內冷凝水排掉，并將排空閥門(mén)打開(kāi)，防止冷卻后罐內產(chǎn)生負壓、損壞設備。
(6) 空消時(shí)，溶氧、PH電極取出，可以延長(cháng)其使用壽命。
六、實(shí)消
實(shí)消是當罐內加入培養基后，用蒸汽對培養基進(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. 空消結束后，應盡快將配好的培養基從加料口加入罐內，此時(shí)夾套內應無(wú)冷卻水。
2. 培養基在進(jìn)罐之前，應先糊化，一般培養基的配方量以罐體全容積的70％左右計算(泡沫多的培養基為65％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，加水量為罐體全容積的50％左右，加水量的多少與培養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(kāi)啟機械攪拌裝置，使罐內物料均勻混合，轉速50～100rpm。
4. 打開(kāi)夾套蒸汽閥、排汽閥，對罐內培養基預熱，當罐內溫度升到90℃時(shí)，關(guān)閉夾套進(jìn)汽閥，打開(kāi)罐內所有進(jìn)汽閥，通入蒸汽。當罐溫上升到105℃時(shí)，緩緩打開(kāi)排汽閥，將罐頂冷空氣排掉，持續五分鐘后，關(guān)閉排汽閥。
5. 當罐壓升至0.12Mpa，溫度升到121—123℃時(shí)，控制蒸汽閥門(mén)開(kāi)度，保持罐壓不變，30分鐘后停止供汽。
6. 打開(kāi)冷卻水的進(jìn)排閥門(mén)，在夾套內通水冷卻，當罐內壓力降至0.05Mpa時(shí)，微微開(kāi)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
1. 本設備采用火焰封口接種，接種前應事先準備好酒精棉花、鉗子、鑷子和接種環(huán)。
2. 菌種裝入三角燒瓶?jì)?，接種量根據工藝要求確定。
3. 將酒精棉花圍在接種口周?chē)c(diǎn)燃，用鉗子或鐵棒擰開(kāi)接種口，此時(shí)應向罐內通氣，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。
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，罐壓保持在0.05Mpa。
八、移種
1. 本設備采用壓差移種，即在種子罐壓力大于發(fā)酵罐壓力的條件下將種子轉移到發(fā)酵罐內。
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，對移種管路，閥門(mén)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(kāi)移種管路上的閥門(mén)，種子在壓差作用下，由種子罐轉入發(fā)酵罐。
5. 移種結束后，對移種管路需用蒸汽沖洗干凈。
6. 移種結束后，應立即清洗種子罐，防止發(fā)酵料凝結在管路、閥門(mén)及罐壁上。
九、發(fā)酵罐的培養
1. 種子接入發(fā)酵罐后，即可進(jìn)行控溫培養，罐壓一般控制在0.05Mpa，轉速根據各自工藝要求而定。
2. 發(fā)酵溫度根據工藝要求而定，通過(guò)調節循環(huán)水的溫度來(lái)控制發(fā)酵溫度，當環(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值是根據工藝要求而定，當需要調整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(mén)需用蒸汽滅菌，防止雜菌污染而引起誤導，取樣結束后同樣要用蒸汽沖洗取樣管道閥門(mén)。
十、出料
1. 本設備的出料是利用罐壓將發(fā)酵液從出料管道排出，根據發(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。
3. 出料結束后，應立即放水清洗發(fā)酵罐及料路管道閥門(mén)，并開(kāi)動(dòng)空壓機，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
1. 安置設備的環(huán)境應整潔、干燥、通風(fēng)良好，水、汽不得直接潑到電器上。
2. 設備啟用之后，必須及時(shí)清洗，防止發(fā)酵液干結在發(fā)酵罐及管路、閥門(mén)內。
3. 各類(lèi)儀表，應按規定要求保養存放 壓力表、安全閥、溫度儀每年應校準一次。
4. 設備停止使用時(shí)應清洗、吹干。過(guò)濾器的濾芯應取出清洗，涼干，妥善保管，法蘭壓緊螺母應松開(kāi)，防止密封圈永久變形。
十二. 特別注意事項
1. 在發(fā)酵過(guò)程中，嚴禁將過(guò)濾器的排水閥突然打開(kāi)而引起發(fā)酵液倒流。
2. 當突然停電時(shí)，應迅速關(guān)閉發(fā)酵罐及空氣系統進(jìn)，排氣閥，保持罐壓和空氣系統不造成負壓。
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)，夾套內的水應放空，實(shí)消冷卻時(shí)，罐壓不能降到0。