四. 发酵设备操作方法 1. 使用前
1) 检查所有阀门螺帽是否拧紧 2) 下位机电源接通
3) 打开总水源开关,打开蒸汽发生器电源 4) 空气压缩机电源待空消时再打开 2. 空气过滤系统的空消 1) 关闭“进水阀”
2) 打开“罐底总阀”、“夹层排污阀”和“罐底排污阀”,放净罐内水分 3) 关闭“进气总阀”,开“空气蒸汽阀”
4) 打开“一级过滤排污阀”、“二级过滤排污阀”、“三级过滤排污阀”
5) 打开“通风排气阀”和其上的“小阀”,这时观察压力表的指数,当压力升至0.1MPa时,控制进蒸汽或出气阀来维持压力20~30分钟 6) 打开空气压缩机电源
7) 空消结束后,先关“通风排气阀”和“小阀”,再关三个“过滤排污阀”和“空气蒸汽阀”
8) 保证压强不要降为零,打开“进气总阀”,三个“过滤排污阀”和“通风排气阀”用空气吹10分钟,吹干管内水分,而后关掉所有排气阀——三个“过滤排污阀”和“通风排气阀”,进行保压。(注:减压阀[也称油水分离器]顺时针压力大,逆时针压力小。) 3. 罐体空消
1) 关闭“罐底排污阀”
2) 打开“罐体蒸汽阀”、“罐底总阀”和“罐底蒸汽阀”
3) 打开“罐顶排气阀1”(注意要拔下塑料管)、“罐顶排气阀2”、“罐顶排气阀3” 4) 观察温度与表压,通过控制“罐体蒸汽阀”、“罐底蒸汽阀”或“灌顶排气阀”来控制压强维持在0.1MPa,30分钟
5) 结束罐体空消时,直接关闭“罐体蒸汽阀”、“罐底蒸汽阀”,其他不动。使压力降为零。
6) 加入pH探头和溶氧探头(注:pH探头需校正两点pH之后,再安装进去;溶氧探头隔一段时间校正100%) 7) 关“罐底总阀”
8) 自进料口向罐内倒入培养基(注:培养基配制时需考虑冷凝水的量)。 4. 罐体实消 A. 夹层预热12
1) 开“夹层排污阀”、“夹层进蒸汽阀” 2) 点击“生产”使搅拌开始
3) 观察罐内液体温度,待上升至90oC,关闭“夹层进蒸汽阀” B.实消
4) 开“罐体蒸汽阀”、“罐底蒸汽阀”和“罐底总阀”(注:罐底总阀不要开得过大,以免难以控制压强的大小。) 5) 打开“通风排气阀”上的“小阀”
6) 通过调节进或出气阀来维持压强在0.1MPa,30分钟
7) 实消结束后,先发“小阀”,再关“排气阀1、2、3”,同时关“罐体蒸汽阀”和“罐底蒸汽阀”。 5. 接种发酵
1) 点击“发酵”,打开“进水阀”,关“夹层排污阀”,此时自动降温至设定温度 2) 通气,开“通风排气阀”进行保压在0.05MPa左右
3) 待温度稳定后,开始接种,点击“停止”来停止搅拌,调节“通风排气阀”使压强降低到0.01MPa,开始接菌。
4) 接上排气塑料管,调节“流量控制阀”,在“发酵”状态下,点“生产”(注:此时罐压一般在0.05MPa,且出气也能达到要求)。 6. 排料
1) 点“停止”,并使下位机处于“灭菌状态”,保证所有仪器都不工作了,进行放料。
2) 关进气阀
3) 洗罐,擦干罐体
4) 拔掉下位机、蒸汽发生器和空气压缩机的电源 5) 关闭水源 五.要求:
1.掌握发酵罐的原理,能够独立完成发酵罐的操作,包括:空消和实消,掌握发酵罐的控制技术。
实验十二:反应器电极的使用
一 目的要求
分别了解pH电极和溶氧电极(DO)的结构和基本原理;掌握pH电极和溶氧电极的校正方法。 二 实验内容
pH和溶氧(DO)是发酵中重要的调控参数,它的准确与否直接影响发酵过程能否正确反映。每次上罐前都需要对pH电极和溶氧电极(DO)进行标定。所以十分有必要了解两种电极的正确标定方法。 三 主要仪器设备及试剂
pH电极 溶氧电极 标准缓冲液 无水亚硫酸钠 四 操作步骤 4.1 pH电极标定
根据发酵过程的pH变化的范围偏酸还是偏碱来选择缓冲液,如果发酵过程pH值大部分在6.0以下,则用6.86和4.00两点来标定。 4.1.1零点标定:通电30min后,将电极从缓冲液中取出,用蒸馏水冲洗干净,拿吸水纸吸干,然后插入6.86的零点缓冲液中,并将零点的值设为6.86,待显示基本稳定不变后,根据控制器的操作步骤,确认pH零点“标定开始”;等到pH值稳定后确认pH零点“标定结束”。此时测量值显示变为输入的零点值。 4.1.2斜率标定
将电极从6.86的零点缓冲液中取出,用蒸馏水冲洗干净,拿吸水纸吸干,然后插入4.00的零点缓冲液中,并将零点的值设为4.00,待显示基本稳定不变后,根据控制器的操作步骤,确认pH零点“标定开始”;等到pH值稳定后确认pH零点“标定结束”。此时测量值显示变为输入的斜率值。
4.1.3为了使标定更精确,可以再次标定零点和斜率。 4.2溶氧电极标定
溶氧电极零点不能在发酵状态下标定,只能在进行灭菌以前进行,斜率必须在灭菌后,当温度接近发酵温度,转速、罐压及空气流量等达到发酵工艺要求时进行标定。
溶氧电极零点缓冲液是无水亚硫酸钠。标定以前电极须浸泡于无水亚硫酸钠缓冲液中并已联机通电30min以上,并将标定画面中温度设为环境温度,电极插入缓冲液时,液落部位需完全浸没。
4.2.1零点标定:将电极拔出用蒸馏水冲洗干净,拿吸水纸吸干后,插入饱和的无水亚硫酸钠溶液中,并将F2零点值输入1%,待电极显示值
稳定不变后,一般测量值在5%以下都可以标零点。根据控制器的操作步骤,确认溶氧零点“标定开始”,则溶氧零点标定开始,等到溶氧值稳定后确认溶氧零点“标定结束”。此时测量值显示变为输入的零点值。
4.2.2斜率标定:溶氧斜率标定一般是在灭菌后,当温度稳定于发酵温度,转速、罐压及空气流量等达到发酵工艺要求时进行标定。输入斜率值100%,待显示稳定后,根据控制器的操作步骤,确认溶氧零点“标定开始”,则溶氧斜率标定开始,等到溶氧值稳定后确认溶氧零点“标定结束”。此时测量值显示变为输入的斜率值。发酵过程就以此溶氧值为基准,大于此值,表示发酵液含氧充分;低于此值,表示微生物生长耗氧量多。