论自动发酵罐使用与维护的体会

　　摘要：随着我国医药、乳制品、生物发酵等行业的迅速发展，自动发酵罐的应用越来越普遍，但由于其操作的专业性，它的正确使用和有效维护对发酵罐使用效率和寿命还是起到很大作用。该文阐述了自动发酵罐的操作原理，根据自动发酵罐使用者的反馈，论述了自动发酵罐的操作体会，并提出一些改进的建议。
　　关键词：自动发酵罐；使用与维护；体会
　　中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-2166-02
　　目前自动发酵罐的生产厂家越来越多，国外的主要有美国的NBS、瑞士的比欧、德国的B.Braundeng，这些设备在精密程度、智能化控制方面的技术日趋成熟，在国内这些国外的设备都有进口；国内对自动发酵罐的研制较落后于国外，但也取得了一定的进展，目前有镇江森达、南京金日轻工、上海保兴、上海国强等企业，其产品在设计方面引进国外的先进技术，结合国内发酵产品的需求特点，研制出了适合我国国情的自动发酵罐装置。
　　自动发酵罐在整个产品研制中起着决定性作用，发酵品质的好坏直接影响到产品出产的成效。因此，正确使用这些装置，做好日常的维护工作，使其保持高效准确的工作结果，具有重要意义。日常维护的工作尤其重要，就像人的寿命需要保养，正确的日常维护能够使自动发酵罐的寿命增长10-20年。
　　1 自动发酵罐实例介绍
　　本文选取国内自动发酵罐生产厂家，以上海保兴生物设备工程有限公司生产的BIOTECH-20JS全自动发酵罐为例，进行自动发酵罐的使用和保养工作体会的探讨。
　　1.1 BIOTECH-20JS全自动发酵罐简介
　　发酵罐是工业上用来进行微生物发酵的机器设备，在乳制品、生物工程、制药、精细化工等行业应用广泛。主要构造包括罐体、搅拌桨、底部用于通气的喷洒器、顶部的控制传感器。通过内循环方式、利用搅拌桨分散和打碎气泡，通过喷洒器提供给菌体生长需要的氧气，从而实现菌体的发酵。在这过程中控制传感器能显示和控制好发酵条件，监控发酵的程度。BIOTECH-20JS全自动发酵罐是由上海保兴生物设备工程有限公司生产的，上海保兴生物设备工程有限公司是德国B. Braun 技术和国内先进技术YVd1HIpLGRpvbnHDzYdluKESc8f5lqxPQoJBHCwNr8o=结合的产物；采用智能PID控制，控制精度高，不容易产生波动，瑞士原装进口梅特勒电极及屏蔽导线检测，2台蠕动泵开关控制流加酸碱，自动控制，自动计量。电极可重复灭菌，校正功能完全由系统软件校正。设备质量稳定运行可靠，加工精细，内外抛光精度高，参数控制精度高，操作方便、耐用；特别对于关键部位的设计更具特点，主要表现在： 合理简洁的管道结构，保证了易操作性，即便操作失误也不会造成加热器、循环泵的损坏。BIOTECH-20JS产品包括罐体系统、进罐空气系统/蒸汽、搅拌系统、温度控制、压力控制、泡沫控制、补料控制、pH控制、排气控制、消泡控制、控制器。
　　1.2 BIOTECH-20JS全自动发酵罐构造特点
　　BIOTECH-20JS全自动发酵罐公称体积有5升、10升、20升、30升等容量型号，装液系数在65%-75%之间。密封结构采用的是欧式框架。BIOTECH-20JS全自动发酵罐较先前国内的一些装置拥有其自身的先进性。特制了机械密封，更加安全；根据乳制品、医药等不同行业不同需要设置不同的构造，还专门设置了两极罐（在发酵罐的基础上多设一个种子罐），以使发酵品质更高；外形设置更加紧密，节省空间并简化了操作。在自动控制上采用的是单片计算机系统，这种系统可自动选择温度、罐压、转速、PH等参数或由用户来自行设置各项参数，采集到的信号自动存入计算机硬盘，系统还能通过图表显示发酵情况并且具备记忆功能，能跟之前参数一致的发酵生物体的发酵情况进行对比，更加直观、更准备地控制发酵过程，并且多台自动发酵罐可连接于同一计算机控制系统。
　　2 BIOTECH-20JS自动发酵罐的使用体会
　　BIOTECH-20JS全自动发酵罐虽然属于国内产品，但是由于其操作的专业性，并且不同用户的外部条件不同，在使用过程还是出现了一些问题。虽然都得到了解决，但是这些问题具有一定的普遍性，对于其他用户对BIOTECH-20JS全自动发酵罐的操作非常具有意义。
　　2.1 安装匹配和外部条件分析
　　2.1.1 BIOTECH-20JS自动发酵罐的安装匹配分析
　　发酵罐的安装首先要提供充足的空间，一般来说，2米*2.5米以上的平面面积才能满足10L的发酵罐的安装需要；为保证发酵罐运作时的平稳，罐体应与地面持平，地面平整且质量过关；电压达到自动发酵罐运转所需大小，按照BIOTECH-20JS自动发酵罐说明书，电压达到350V以上为好。排气管道由于在发酵过程中有大量蒸汽释放，最好安置汽水分离器，同时必须接到室外，接于室内会因室内蒸汽增多导致室内湿度大大增加，减损发酵罐的寿命；其他相关安置都遵照使用说明书准确安装。
　　2.1.2 BIOTECH-20JS自动发酵罐的外部条件分析
　　发酵罐由于是金属制造，相关的附属设备如控制传感器、主板、电机等对环境要求也较高，需要一个干燥、通风的外部环境。在每台BIOTECH-20JS自动发酵罐的罐体附近都要选择适当的送风口、安装排风扇等装置，保证室内空气常温、干燥和清洁；并且每个自动发酵罐都设立一个单独隔间，以保证各个罐体的独立，免受其他外界物质的影响；确保照明亮度，避免因为光线不足造成的错误操作，尤其在一些操作仪器的具体位置，一定要保持足够的亮度。
　　2.2 使用过程问题及其解决建议
　　2.2.1 发酵罐污染及其解决建议
　　自动发酵罐高温消毒灭菌过程进行完成之后，会自动停止运转，罐体自动冷却，这时候先前的高压状态会由于温度下降而进入负压状态，导致排气过滤器堵塞，之前的排气管道气体冷却，杂质未排尽，这样罐体内由于处于低压状态将排气管道内的杂质和冷凝水被倒吸进入罐体中，导致罐体进水并被大面积污染。要想解决这一问题首先要找到问题产生的原因，以上详细阐述了罐体进水并被污染的原因，但这可能只是原因之一，针对此类原因，应利用科学的方法进行解决，不能盲目地企图将罐体清洗干净，不能把此类问题当成简单的偶然现象来处理。控制负压产生式解决问题的关键。首先，应对罐体和污染的排气过滤器进行清洗，为减少负压产生时间，先使用75%的乙醇溶液进行浸泡，并进行干燥处理；在罐体内外的压力居于平衡前，不停地对冷凝管内进行通气，输入蒸汽以防止冷凝管道内的冷却水再次由于负压而被吸入罐体内。
　　2.2.2 灌液体积膨胀及其解决建议
　　灌液在倒入罐体进行灭菌及发酵处理后，其体积会迅速膨胀，但是罐体的容量有限，高压下灌液膨胀所带来的力量对罐体存在很大威胁。因此，要利用科学的计算方法，正确预计灌液在自动发酵罐设置的时间内所能产生的体积大小。当然，灌液的体积也可以通过操作者对计算机中自动发酵罐的参数设置进行控制。根据使用说明书的指导和对不同罐体的试验，经过不断地改进，将灭菌发酵后的体积控制到了1L左右。这一结果是通过对管道口的控制实现的，主要因为灌液体积的增加主要是在各管道口进行蒸汽灭菌时产生的，说明书中一般要求在灌液温度达到100oC时就打开排气管道、冷凝管道、送种口、送气口等，可以改进为温度到达120oC左右时再打开管道口，这样减少了灌液体积增加的时间，自然体积膨胀率就会减少。
　　
　　3 自动发酵罐的维护体会
　　自动发酵罐的价格较高，一般来说国内的自动发酵罐单个价格都在一万元以上，一个完整的自动发酵罐系统造价在几十万甚至上百万，而且不良的维护会降低自动发酵罐的使用效率和寿命，因此对自动发酵罐的维护工作也相当重要。总体来说，BIOTECH-20JS自动发酵罐不管是在使用过程还是日常的维护工作都需要一个适温、干燥的环境。对待日常的维护保养，有如下一些建议。
　　3.1 控制使用频率
　　考虑到自动发酵罐的使用寿命，绝对禁止超负荷使用，在运转时灌液的投入量要控制在罐体能够承受的范围内；平常自动发酵罐的使用频率也不应太高，最好控制在每周使用不超过4次；对于阀门开关使用率、仪表测量范围、马达输出功率及搅拌桨转速都应控制在一定范围内，不能经常保持在最大范围运转，一般保持在运转能承受的最大范围的80%以内。
　　3.2 定期检查和更换
　　每年定期检查一次配套仪表，确保自动发酵罐的正常使用；避免外部环境潮湿所造成的锈蚀；定期检查压力表和安全阀，出现故障及时修理或更换；配套使用仪器等电气设备都要保持干燥，避免与水、汽接触，选择一个良好的放置环境。定期更换减速器，以延长寿命；定期更换频繁开关的阀门，保证其在使用时通畅；对于自动发酵罐的计算机自控系统，出现问题一般找专业的工程维修师来进行维护，自行维护的话很有可能对这些精密仪器造成损害；溶解电极的电解液每三个月左右进行一次更换，因为放置不用的电极其电解液会逐渐在空气中消耗，使用效率也会下降。
　　3.3 日常清洗
　　发酵罐体使用之后都要及时进行清洗，清除罐体内及各个管道中的杂物和水体，打开罐体盖子使其通气并拧松盖子上的螺丝，防止罐体盖子密封圈变形，降低密封性能；如果自动发酵罐近期内不会使用，要对罐体进行清空，不能有外来物质残留；清洗仪器最后使用专业的软毛刷，保证清洗质量，并避免硬器对罐体表面的损伤，严禁使用苛性碱来清洗，会对罐体及附属的碳钢设备造成腐蚀；
　　4 结束语
　　自动发酵罐在我国生物和医药等行业的应用越来越广泛，使用和维护的效率却还有待改进。不管是使用还是维护过程，都要用心保持器整洁，认真做好检查工作。本文讨论的只是BIOTECH-20JS自动发酵罐这一种类型的产品，其他的产品使用方法可能会有细微差别，要根据具体仪器具体应对。在使用维护过程中，还有一个重要因素不容忽视，就是一个好的操作和维护人员，熟练负责的操作人员对自动发酵罐的性能都很了解，面对问题很够很快反应，找到解决办法。
　　参考文献：
　　[1]