发酵罐实验

2011级发酵工程大实验

实验报告

日期：2014年10月2日

思考题：

1、发酵设备通常由几个系统组成？

答:发酵设备通常由灭菌系统，温控系统，发酵系统和空气动力系统组成

2、发酵罐操作过程中最危险的阶段是什么？应如何应对？

答：（1）发酵罐、蒸汽发生器、空气压缩机均属压力容器。操作时须小心谨慎。尤以灭菌（空消、实消）最危险。灭菌时须全程看守，不得离人。

（2）发酵、空消、实消前所有盖板螺丝，探头、补料口螺丝须全部拧紧。将发酵罐、蒸汽发生器进水龙头打开。

（3）发酵前，先将空压机打开，待空压机压力达到0.6MPa时，开发酵罐电源。如果灭菌，须将蒸汽发生器、空压机全部打开后，再接通发酵罐电源。

（4）发酵过程中，发酵罐过压时(≥0.15MPa) ：

a.将进气流量设定为0，若仍不能控制，则将空压机关闭。 b.取消DO-转速关联控制，晚上无人值班时须取消DO-转速关联控制。

（5）发酵过程中，罐压必须为正压，通常为0.02-0.05MPa

3、发酵过程中，罐压为什么要求正压？

答：发酵过程中罐压要求正压是为了防止外面带菌空气进入罐内引起污染，并防止轴封掉下小颗粒引起污染。而且一定压强会有利于氧气溶解，增加溶氧。罐压的另一个作用是缓冲，防止动力突然故障造成

空气倒流，保持罐压可以使动力故障的瞬间不会空气倒流。

4、空气压缩机在发酵过程中的作用及开启、关闭时间。

答：空气压缩机在空消、实消、发酵、取样过程中，均须打开。 功效主要为：1.保持罐压。2.提供氧气。 3.为气动阀提供动力。 4.吹干空气过滤器。 空气压缩机出口处工作压力必须达到0.6MPa才能维持发酵罐的正常工作。在发酵、灭菌前打开，在放罐结束后才能关闭。发酵过程中，发酵罐过压时(≥0.15MPa)，若进气流量设定为0，仍不能控制罐压，则须将空压机关闭

5、蒸汽发生器的作用，使用时应注意什么问题？

答：在蒸汽发生器的使用中，应该注意：

（1）蒸汽发生器在空消、实消、取样时使用。 蒸汽发生器为压力容器，须谨慎操作。灭菌（空消、实消）及取样时，必须全程看守，不得离人。

（2）使用时，打开蒸汽发生器的进水龙头，关闭排污阀，打开蒸汽排出阀，打开发酵罐蒸汽进入总阀 。

（3）开蒸汽发生器电源→开机 。会出现缺水报警声，水泵运转补水，达到预定水位时，停止报警，水泵停止补水。

（4）密切注意蒸汽发生器的水位变化，若出现故障不进水，水位下降至刻度线下时，应立即关机、关电源。

（5）蒸汽发生器加热时，暂时关闭蒸汽阀门，待压力到达工作压力时，缓开蒸汽阀门，正常使用蒸汽。

（6）使用完毕，关机、关电源。若长时间不用，则应关闭进水龙头，

并待蒸汽发生器冷却后，将水箱中的水排空。

（7）蒸汽发生器通常在灭菌或取样前20-30min开始工作，蒸汽发生器的工作压力为0.4-0.7MPa。

6、空罐灭菌的作用，如何着手空罐消毒？

答：（1）空消通常在实消（实际装料灭菌）前或在发酵结束清洗完发酵罐后进行。指对罐体、管道、阀门、过滤器等的灭菌消毒。

（2）空消前打开蒸汽发生器、空压机，将pH、DO电极拔出，用堵帽螺丝塞住并拧紧。其余盖板螺丝、补料口螺丝须全部拧紧。发酵罐视镜窗口装上防护板。

（3）空消前须将夹套中的水排空，发酵罐装入约5L水（将温度电极探头淹过即可）。

（4）开启发酵罐电源，登陆系统，点击“启动”，进入灭菌控制→灭菌参数设定。

空罐灭菌转速设定0rpm

搅拌停止温度设定0℃

灭菌稳定温度设定121℃

灭菌时间设定10～30min，一般为20min

灭菌完成罐压设定为0.05MPa

灭菌完成后温度设定37℃

灭菌完成后流量设定30.0L/min

点击“开始”，即可自动根据灭菌参数来灭菌。

（5）空消时，当罐体温度达到70℃时，开启底阀、放料阀通蒸汽，

对底阀、放料阀灭菌消毒。

（6）空罐灭菌全程须有人看管，如有报警，立即处置、报告。灭菌罐压≤0.15MPa。

（7）空消结束后，按序关闭蒸汽发生器、发酵罐、空压机

7、实消时，为什么不允许蒸汽通过底阀进入发酵罐？

答：因为蒸汽的温度高于121℃，从底阀进入发酵罐，蒸汽会使培养基变质

8、上罐发酵实验的目的是什么？

答：上罐发酵的目的是为了获得发酵产物，和在发酵过程中pH，DO，生长量，糖残基含量等数据的动态曲线图

9、发酵罐过压时，应采取哪些措施？

答：发酵过程中，发酵罐过压时(≥0.15MPa) 可采取以下措施：

（1）将进气流量设定为0，若仍不能控制，则将空压机关闭。

（2）取消DO-转速关联控制，晚上无人值班时须取消DO-转速关联控制

10、简述上罐发酵工作的组织流程。

答：上罐发酵工作的组织流程主要有：

（1）罐体清洗：对罐体、搅拌桨、各管路清洗疏通。

（2）空罐消毒：空消兼保压试验。121℃，20min，罐压≤0.15MPa。

（3）实际装料灭菌（实消）：实消前，将校正好的pH、DO电极装入发酵罐，灭菌后，需对pH、DO电极在线校正。此过程还需对机封轴、取样阀、放料阀、Ⅱ级空气过滤器、尾气过滤器灭菌。 121℃，30min

（阀门、过滤器为20min），罐压≤0.15MPa。

（4）发酵培养：罐压维持0.02-0.03MPa。记录罐温、搅拌速度、通气量、罐压、pH、DO、泡沫变化、发酵液粘稠度、发酵液颜色等数据。每隔12hr取样一次。根据所记录的数据，绘制pH、DO、生物量、酶活、残糖量对发酵时间的动态曲线图。

（5）放罐及后续工艺处理阶段：放罐完毕，取下pH、DO电极，清洗干净后，装入电极保护液套中保存。发酵液进入后续处理工艺。

（6）罐体清洗：关闭蒸汽发生器、停止搅拌，及时将发酵罐、搅拌桨等清洗干净，防止微生物污染、扩散。

发酵工程大实验上课体会：

这次实验，相对之前的实验，需要的时间相对较短，但我学到了很多东西，首先，通过听老师的讲解和对发酵罐操作说明书的阅读，我对发酵罐的基本组成和工作原理有了一个初步的认识，老师讲解的很到位，使我知道了发酵罐实验的很多细节操作和注重点，之后的发酵罐小组实验操作，我也随老师操作了发酵罐空消实验，亲自理解并体会了实验的操作过程，对此次实验有了很深的理解。

另外，从老师的讲解和资料中，了解到了许多发酵工业生产的知识及其与实验室发酵的不同。懂得了安全是生产的重中之重，也懂得了成本控制及工艺流程优化的重要性。

此次实验，培养了我的动手能力和独立思考的能力，对发酵罐的构造有了更为细致的了解， 感谢老师的耐心讲解和实验的详细指导，

使我收获了很多！