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            發酵罐排除設備染菌隱患

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                在發酵罐及其附屬設備(空氣凈化系統,溫度、壓力流量等控制系統及相應的管道閥門)中,哪一個環節出現問題都可能造成發酵失敗。因此,企業首先應樹立“預防為主”的觀念,從設備入手杜絕可能引起發酵染菌的各種隱患。

              ■保證發酵罐密封性

              發酵罐是發酵生產的主要設備。在使用之前,需要對發酵罐進行認真檢查,如檢查其攪拌系統轉動有無異常,機械密封是否嚴密,罐內的螺絲是否松動,罐內的管道有無堵塞,夾層或罐內盤管是否泄漏,以及罐體連接閥門是否嚴密等。

              目前,機械密封在發酵罐上得到廣泛應用,其取代了以前攪拌軸的填料密封形式,但是如果安裝精度不高或選用的機械密封系統不合適,仍然會發生軸封泄露,造成染菌。因此,在安裝攪拌軸時要注意對中。據了解,新疆某發酵車間采用拉桿固定可調的中間軸承,通過調整中間軸承位置來減少攪拌軸的擺動,并采用多彈簧平衡型機械密封,利用不同方向的彈簧彈力抵消攪拌軸的部分偏移,有效地實現了密封。

              ■去除視鏡沖洗管道

              為了便于觀察發酵罐內的發酵情況,在大型發酵罐內一般都設置了沖洗視鏡的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就無法完全保證冷凝水的無菌,因此應該去除沖洗視鏡的蒸汽管道,減少染菌隱患。如果因罐內霧氣大看不清楚,可以采用更高亮度的視鏡燈。

              ■PVDF膜凈化效果可靠

              傳統的空氣凈化系統使用活性炭、棉花、超細玻璃纖維紙作為過濾芯,其過濾效果差,且操作復雜。目前,國內的膜過濾技術已比較成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折疊微孔濾膜濾芯不僅過濾精度高,且流量大。使用時技術人員只要注意對過濾器前壓縮空氣進行除濕脫油,并按規范對過濾器進行滅菌,即可保證空氣無菌。另外,由于PVDF膜對壓縮空氣中的水分不敏感,膜本身的疏水性強,因此可解決以往當空氣濕度過大時棉花過濾器等不能使用的問題。新疆某發酵車間對10噸發酵罐采用PVDF過濾器的凈化效果進行了考察。技術人員在過濾器后掛了一個測樣瓶,測樣瓶用滅菌后不接種的LB通用細菌培養基,連續通入過濾后的壓縮空氣以監測過濾器效果(只要LB通用細菌培養基保持清澈,就說明過濾器運行正常)。結果表明,該車間10噸發酵罐的過濾器在連續使用3個月后,測樣瓶鏡檢表明LB細菌培養基無菌,因此微孔濾膜(PVDF)的凈化效果是可靠的。

              ■定期檢測監控系統

              對發酵培養基進行徹底的滅菌處理是利用高溫過飽和蒸汽使各種細菌、真菌蛋白質凝固而死亡。在醫藥工業滅菌中,對預熱時間、蒸汽閥門的開度、滅菌溫度、滅菌壓力和泡沫控制等都有嚴格要求,其中任何一個環節出現問題都很容易導致染菌。一般工業上滅菌溫度在110℃,滅菌壓力在0.5兆帕以上,而保證滅菌溫度和壓力的準確依賴于各種溫度探頭、壓力傳感器等監控系統。因此,定期對這類探頭、傳感器等進行檢測十分重要。另外,隨著發酵罐體積增大,相同罐壓對應的罐溫有所降低,因此當發現溫度與壓力的相關性發生變化時,應以溫度為準。

              ■閥門宜采用軟密封

              閥門是在發酵設備中使用最多的附屬設備,其中使用最多的是截止閥。閥門對介質的密封性可分為4級,即公稱級、低漏級、蒸汽級和原子級。公稱級與低漏級密封適用于關閉要求不嚴密的閥門,例如用于控制流量的閥門。蒸汽級密封適用于蒸汽和大部分其他工業用閥門的閥座、閥桿和閥體連接部的密封。原子級密封適用于介質密封性要求極高的場合,如宇宙飛船和原子能動力設備等。由于發酵工業中使用高溫蒸汽對發酵設備進行滅菌,因此閥門對介質的密封性要求是蒸汽級密封。

              由于在發酵過程中閥門開啟頻繁,經常受介質腐蝕、沖刷和氣蝕的損害,因此對于閥門副結構,即閥座與關閉件互相接觸進行關閉的部分的選擇較為關鍵。閥門副結構的密封分為軟密封和硬密封兩種。硬密封的密封副結構是靠閥座與關閉件互相擠壓發生微小彈塑性變形而形成一條閉合的圓形密封接觸線。雖然這類閥門在應用初期密封效果良好,但是發酵閥門開啟比較頻繁,容易磨損先前形成的接觸線,或者由于管道不清潔而使密封面產生壓痕而損壞。而硬密封的密封副結構彈性變形量很小,形成新的密封接觸線很困難,因此長期使用可能導致閥門泄漏,使發酵失敗。軟密封的閥門關閉件一般采用軟質墊片,利用墊片較大的彈塑性形變形成較寬的環形密封接觸帶,以添塞密封面上的不平、消除間隙形成密封。其加工精度一般要求不高,如有特殊要求,閥體材料可采用不銹鋼,軟密封關閉件用可更換的聚四氟乙烯墊片,這樣可通過經常更換聚四氟乙烯墊片來保證閥門的密封性。

              ■重視閥門上密封檢查

              如果截止閥的閥桿和閥體內孔的加工質量不好,或因長期使用導致磨損而使填料與閥桿的配合間隙增大,都會導致介質由閥桿處泄漏,這種現象被稱為閥門“上密封泄露”。然而,在發酵生產中,閥門的上密封檢查經常被忽視。2003年,閥門的上密封泄漏事故就曾使新疆某蟲草發酵車間連續1個月染菌倒罐,企業經濟損失很大。因此,對發酵用的閥門不僅要重視密封副結構的泄漏,更要重視上密封泄漏。

              在發酵生產中,由于發酵工藝的要求,一些閥門并不是按流體流向安裝的,如在一些發酵罐中,取樣閥門是靠近發酵罐的第一閥門,為了在取樣前對該閥門進行滅菌,閥門的安裝和發酵液流向是相反的,這樣才能在取樣閥底部加裝一個小的附加閥門使蒸汽流通。該取樣閥的上密封結構的密封要求非常高,否則發酵液可能滲入該取樣閥的上密封結構中甚至從上密封結構中泄漏,從而造成發酵染菌。

              目前,國產截止閥多為多層填料結構,且填料結構中還附加了硬質隔環,或密封環上部具有碟形彈簧,從而提高了密封力自調節的能力,改善了密封性能。如發生上密封泄漏,而改動國產閥門的上密封結構比較困難,可以通過更換填料種類來解決泄漏問題。例如,用目前新型膨脹聚四氟乙烯密封填料替代常規的石棉和膨脹石墨填料,其耐磨、耐腐蝕,密封效果很好。最主要的是空氣系統和罐內死角,其次才是種子、操作和設備系統。如果是芽孢的話多可能是死角,大面積的多為空氣系統。你可以跟蹤無菌檢驗,看染菌時間及菌型關系,最好把種子制備到發酵罐都有無菌跟蹤。


            無菌操作。

            種子不能有雜菌。

            空氣過濾器要保質。

            注意泡沫不要太多。

            保證空氣系統的無菌程度;

            罐體的密閉性,尤其是一些死角要特別注意;

            如果要移種,也要保證管路的無菌程度以及死角;

            要保證種子的正常,沒有染菌,無變異;

            如果有中期補料,補料系統一定要保證以無菌。


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