发酵罐的清洗工作也同样重要,我们也在不断努力改进发酵罐的清洗技术,从而更好的让发酵罐为我们工作。在被清洗设备较脏和发酵罐罐体直径较大(dgt;2 m)时,一般采用了旋转喷射型洗涤器,通过增加洗涤器出口压力(0.3~0.7 MPa),来加大洗涤半径,增强冲洗的机械作用,增加去垢效果。与球型洗涤器相比,旋转喷射型洗涤器可以采用较低的清洗液流量。由于冲洗介质通过的时候,洗涤器利用了流体的反冲力进行旋转,冲洗和流空交替进行,从而提高了清洗效果。
据啤酒发酵罐的大小、使用频次的多少,有以下几种工艺:
碱性洗涤液的配制
(1)向CIP罐中加入部分凉水。
(2)向内依次加入300公斤HPC-1碱性清洗剂,150公斤火碱。
(3)补充余量水至5吨,升温至65℃备用。
酸性洗涤液的配制
(2)向内依次加入300公斤HPC-4酸性清洗剂,再加入部分凉水。
(3)后加入200公斤渗透剂,补充余量水至5吨,常温备用。
发酵罐具体执行操作工艺
(1)温水冲洗啤酒发酵罐的罐体15分钟。
(2)碱性洗涤液循环清洗3.5小时,保证回流温度不低于62℃(循环时间以回流温度达到工艺规定开始记时)。
(3)清水冲洗罐体至回流水,pH值呈中性。
(4)酸性洗涤液循环清洗2.5小时,常温。
(5)清水冲洗罐体至回流水,pH值呈中性。
发酵罐机械方面有哪些使用操作?
安装好电极。在灭菌前检查各接口,各个管线外观是否是正常的,出蒸汽管是否是牢固的。各个阀门应由两个人去检查是否处于完全关闭状态。
灭菌时至少要求两个人在场,一个人来负责操作各种阀门,另一个人来负责观察报告各项参数。
确认各个阀门处于关闭状态后,打开蒸汽发生器进水阀,启动蒸气发生器,蒸气发生器开始自动进水,此时应该打开蒸气发生器下部的排水阀,尽量放去水锈后关闭排水阀。注意观察蒸汽发生器内水量液位,防止发生事故。
此时应完全打开夹套出气阀阀门,缓慢打开蒸汽发生器的总阀门,缓慢打开部分夹套进气阀,开始对夹套通入水蒸气。开始时可能蒸汽压力不稳,压力表指针剧烈摆动,可以适当关小夹套进气阀,然后依次来打开取样阀出蒸汽阀,取样阀进蒸汽阀,底阀出蒸汽阀,底阀进蒸汽阀,对取样阀和底阀灭菌,同时排尽压力不稳的水蒸气。水蒸气压力不剧烈变化时再依次关闭、底阀出气阀。
罐内的温度逐渐上升,至所设置90°温度时,搅拌电机停止转动,此时打开罐体总进气阀,打开罐体出气管阀,依次打开以下阀门:打开出气调节阀,缓慢打开罐体进蒸汽阀对罐内通入蒸汽,空气滤器表压开始上升,超过0.1MP时打开冷凝水阀门疏水,继续开大罐体进蒸汽阀,除尽罐内空气后,罐内压缓慢上升,调整出气调节阀,使之达到灭菌所要求温度压力,达到灭菌温度时计时开始。
调整夹套进气阀、罐体进蒸汽阀和出气调节阀,使温度、罐压保持所设温度。灭菌时间到后,依次关闭已开的各进汽阀门,关闭蒸汽总阀门,完全放开罐内尾气排气阀放掉罐内压力,关闭蒸汽发生器电源。打开空气压缩机,等罐压降至0.05MP时,缓慢打开进气调节阀,维持罐内正压。
灭菌过程中,操作员应穿长衣长裤,带防护手套,防止烫i伤。灭菌过程中如果蒸汽发生器自动进水,蒸汽总压将迅速下降,必要时可以适当开大蒸汽总阀门,保持压力,但要小心观察压力变化。对罐内通蒸汽时,灭菌后罐压下降较快,注意通无菌空气时机。尽量不要使空气压缩机和蒸汽发生器同时工作。灭菌过程中空气滤器压力不应超过0.2MP。冷凝水的大小将影响罐内液体灭菌后浓度,要考虑蒸汽冷凝水增加量。
发酵罐气体分布器的使用
发酵罐根据发酵过程中耗氧量大小判断是否采用气体分布器,如果发酵过程耗氧较低,甚至紧靠气泡翻动就可以保持一定溶氧时,可通过空气分布器来减小进入培养液中气泡的直径,这样在一定程度上提高了溶氧量,达到节能和满足供氧需求的目的。而发酵过程中耗氧较大时,气液接触表面的增加更需要通过强制剪切破碎来实现。空气气泡的破损主要依靠搅拌器的剪切破碎作用,因此,多孔分布器对氧的传递效果并没有明显提高。相反还造成不必要的阻力损失,而且物料易堵塞小孔,引发灭菌不完全而增加染菌机会。
气体分布器是将大股的圆柱空气流分成很多细股的空气流,在下层搅拌器正下方喷出,被下层圆弧涡轮浆搅拌破损成更小气泡和培养基充分混合而设计的。开孔直径随单台罐体积的增大相应增大,一般由φ10mm增大到φ60 mm为宜。故部分厂家不采用气体分布器,而采用管口朝下的单孔管,以避免固体物料在管口聚积。而部分厂家采用环形多孔分布器,其环形圆管中心线圆直径ds=(0.67~0.8)d,环管直径和进罐空气管直径相同。分布器置于罐底底层搅拌器正下方,其环管中心线距罐底距离为 D/8。环管上半圆中心线上均布很多小孔,开孔总面积为进气管圆截面积的1.0~1.2倍。
发酵罐的系统是如何工作的?
消泡系统对好氧发酵过程是非常重要的。发酵罐的装液量一般不能超过容器容积的70~80%,一方面,这是由于通气后液面会有所上升;更重要的原因是,预留部分空间可以避免泡沫马上冲出罐体,为消除泡沫提供一段缓冲的时间。一般对越容易产生泡沫的体系,装液量要越少。发酵罐顶部有一个额外的搅拌桨,称为消泡桨,其作用就是通过机械作用消除泡沫。在多数情况下,仅凭消泡桨还不足以及时***所有的泡沫,因此通常还须进一步采用添加化学消泡剂的方法消泡。
植物油、聚醚类非离子型表面活性剂都可以用于化学消泡,它们可以直接在配制在培养基中,也可以在发酵过程中根据需要加入,或者两种策略同时使用。为了及时检测泡沫是否达到预警高度,通常在发酵罐上方装有液位电极,一旦泡沫达到相应的高度,就可以通过消泡控制装置自动向反应器中流加消泡剂。
通气系统由无菌空气制备系统、空气分布装置和出口气体除i菌系统组成。无菌空气制备系统是一套相对***的复杂系统,这里不做介绍。
细胞生长和代谢所需的无菌空气通过空气分布管引入发酵罐中。空气分布管一般位于下层的搅拌桨的正下方。为保证气泡的分散,多采用带小孔的环状空气分布管,环的直径一般等于搅拌桨的直径。在大型通气搅拌罐中,搅拌桨尖附近的剪切力非常大,一般足以达到充分打碎气泡的目的,为防止培养液中的固体物料或菌丝堵塞空气分布管,对某些特殊的发酵体系有时采用向下开口的单孔管。
在一些简单的反应器中,气体的排出只是通过一个简单的阀门控制的。为避免染菌,必须调节空气的排出阀以保证反应器内始终处于高于大气压的正压状态。一些精密的反应器则配备了出口气体冷凝装置和过滤装置。