发酵罐的结构系统及使用
实验十五 发酵罐的结构系统及使用方法
一、实验目的：
1．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、
蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。
2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤
3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤
4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法
二、实验原理：
1． 蒸汽系统：
三路进汽——空气管路、补料管路、罐体）
2．温度系统：
(1) 夹套升温：蒸汽通入夹套。
(2) 夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。
(3) 发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。
3．空气系统：
取气口→空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气
粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘
（贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。
（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离
(丝网分离器)：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5微米以上的微粒
其作用介质为铜丝网
(加温器)： 对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60%
总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。
分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。
种子罐或发酵罐
4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。
5．在线控制系统：热电偶（温度探关）、溶氧探头、pH探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。
6、进出料系统：进料口(接种口)、出料口(取样口)。
7．蒸汽过滤器：在蒸汽进入空气系统时应用，以免蒸汽中携带的杂质颗粒堵塞分过滤器微孔。
三、方法与步骤：
(一)原则：
1． 通蒸汽前先关闭所有阀门。
2．粗过滤器不空消也不实消，要定期处理，所以必须关闭通向粗过滤器的阀门。
3．活蒸汽，灭过头，即尾汽不能关死，要保证有活蒸汽放出，但不能太大，以免分压。
4．罐体排汽口排汽，并保持罐内正压。
5．空气过滤系统只空消，不实消，以免罐中物料冲入过滤器内。但空消一结束，即要通入无菌空气吹干管路并保压，避免染菌。
6．进蒸汽时顺着蒸汽管路开阀门，结束
时逆着进路关阀门，先开尾阀后开主阀，结束时先关主阀后关尾阀。
8．蒸汽一停，即由无菌空气充入保持罐内正压。
（二）空消：
先开启蒸汽发生器，自有蒸汽产生并排掉管路中冷凝水后，按以下步骤进行：
1．先关闭所有阀门，检查处是否关紧密封，打开罐上方排气口。
2．蒸汽先进空气系统，蒸汽→蒸汽过滤器→分过滤器，无论蒸汽走到哪一路得先放尾阀，放出冷凝水，排掉冷空气，待有蒸汽冲出后调小，打开主阀。
3．再进罐体：由主路进罐，然后通入取料管路，再入补料系统（两边）。
4．罐压升至0.12Mpa(此时控制系统中温度读数约为120℃左右)时开始计时，保温保压，30分钟。
保压方式：（1）调节主汽路进汽阀门控制进汽量；（2）调节排气口排气量大小或尾阀放汽量。
5．结束空消：（1）逆着蒸汽进路关，先关近罐阀。（2）同时准备好压缩空气确保蒸汽一停即充入无菌压缩空气以维持空气系统及罐内的正压。近罐空气阀的尾阀要一直微开启。
注意：空消前应检查夹套中是否残留了冷水，若有，影响罐体升温，须自夹套出水口将水放出。
（三）进料及升温
1、调大排气口排气量，至罐压掉零，开启进料口，加料。装上溶氧探头及pH探头。
2．夹套升温：
蒸汽由夹套蒸汽管路进入夹套进行升温（有表压可读出进入夹套的气压），温度可由控制面板上读出，升至90℃，关闭夹套蒸汽。
*升温目的：冷的物料和罐体中直接冲入蒸汽，极易产生大量冷凝水而使培养基中水分过大；另外，对淀粉质的物料，则直接通入蒸汽很容易使物料结球不溶，表面糊化结团，影响灭菌效果；升温还可以利于淀粉质原料液化。
*说明：(1)培养基配制时，考虑实消时会产生水分，因此，若考虑用7升的装液量(10升罐)，则加液量应为6升左右，其余物料按7升需量称量。装料系数一般为70%。（2）通蒸汽对夹套升温时，必须排空夹套内水(可用蒸汽冲出)，但可微开启出水口阀门适当减压，避免夹套内压力过大。
(四) 实消：
1．关闭气路入罐阀，主汽路进汽→补料口进汽（方法同空消）→罐压升至0.12Mpa（121℃），保压、保温30分钟→实消结束。
（五）冷却接种：
蒸汽关闭的同时，即通入压缩空气（罐压表头掉至0.05MPa时接入无菌空气）→夹套通入自来水冷却（下进水，上出水阀门，送水排水）→冷却至约32℃→接种（放大排气口出气量，至表头掉零，开启接种口，火圈接种）→接种后拧紧接种口，将排气阀调小，接上玻璃转子流量计，使流量计读数在8.0左右，同时保持罐压0.06Mpa→在控制系统中设定好发酵温度→保温保压发酵24
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（六）