福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院生物技術(shù)制藥課程實(shí)習(xí)報(bào)告姓名：柯雅瑜學(xué)號：102251002065成績：指導(dǎo)老師：陳宇熹實(shí)習(xí)地點(diǎn)：福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院制藥工程系校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地實(shí)習(xí)時(shí)間：2013.6.28～7.91目的與意義通過實(shí)地觀察，了解機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，各裝置的配備安裝及功能。2課程實(shí)習(xí)內(nèi)容2.1全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐（500L）2.1.1全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐原理發(fā)酵罐為菌體生長、繁殖提供所需的營養(yǎng)和環(huán)境條件，使菌種繁殖，以獲得足夠數(shù)量的菌體，以便接種到發(fā)酵罐中。發(fā)酵罐的培養(yǎng)基原則上采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米漿、磷酸鹽等，如果是需氧菌，同時(shí)還需供給足夠的無菌空氣，并不斷攪拌，使菌（絲）體在培養(yǎng)液中均勻分布，獲得相同的培養(yǎng)條件。發(fā)酵罐的作用主要是使孢子發(fā)芽，生長繁殖成菌（絲）體，接入發(fā)酵罐能迅速生長，達(dá)到一定的菌體量，以利于產(chǎn)物的合成。機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐主體包括罐身、攪拌器、\o"軸封"軸封、消泡器、中間軸承，空氣分布器、擋板、冷卻裝置、人孔等，配套裝置：各工藝參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)、空氣除菌系統(tǒng)、蒸汽熱力系統(tǒng)等。發(fā)酵罐主體各裝置依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范達(dá)到各自設(shè)置的作用。全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐利用機(jī)械攪拌攪拌物料產(chǎn)生軸向和徑向流動(dòng)，從而使罐內(nèi)物料混合良好，液體中的固形物保持懸浮狀態(tài)，有利于固體和營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，便于營養(yǎng)吸收；另一方面，可以打碎氣泡，增加氣液接觸面積，提高氣液間的傳質(zhì)速率，加強(qiáng)氧的傳遞效果及消除泡沫。同時(shí)通入無菌空氣維持菌體氧氣需要，滿足好氧菌的生長發(fā)酵。需要進(jìn)行混合的物料按配方比例進(jìn)入不銹鋼攪拌罐，粉體進(jìn)料方式通常選用螺旋輸送機(jī)，液體進(jìn)料則選配各種化工用泵。物料在漿式或框式攪拌器的作用下作圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生離心力，上部漿葉將物料往下壓/下部漿葉將物料往上拋，另附加折流擋板的效力，可讓介質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)充分混合。2.1.2全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐外形圖見附錄2.1.3采用全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐補(bǔ)料分批發(fā)酵工藝流程圖見附錄2.1.4全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐發(fā)酵工藝操作過程(一)空氣過濾器消毒1、空氣過濾器消毒：關(guān)閉A12關(guān)閉A12稍開A13稍開S11微開A13調(diào)S11維持壓力0.1~0.12MPa打開A14微開A15維持壓力0.1~0.12MPa開始計(jì)時(shí)滅菌30~50min依次關(guān)閉A15、A13、S11打開A11、A12微開A13打開A11、A12微開A13慢開A15吹干空氣過濾器20min依次關(guān)閉A15、A13（二）空消：1、固定好罐蓋螺栓。將接種口，補(bǔ)料口，電極插孔堵塞等緊固。2、檢查發(fā)酵罐的所有閥門是否都是關(guān)閉的，若是關(guān)閉的，①排出夾套中殘留的冷卻水，操作如下：打開D11打開D11稍開S13排出夾套中殘留的冷卻水關(guān)閉S13，保持D11開著②排出發(fā)酵罐罐底的積水，操作如下：打開P12、P11打開P12、P11排出發(fā)酵罐罐底的積水關(guān)閉P11、P12③“三路”滅菌前，先打開A17關(guān)閉A14開S12關(guān)閉A14開S12稍開A15排出管路中冷凝水微開A15稍開A16通過進(jìn)氣管向罐中通蒸汽2）取樣管滅菌：打開S14、P12打開S14、P12排盡蒸汽管中的冷凝水微開P12，滅菌30min關(guān)閉P12、S143）發(fā)酵罐罐底滅菌打開S14打開S14稍開P12排出蒸汽管路冷凝水微開P12稍開P11使蒸汽通過放料管進(jìn)入罐內(nèi)調(diào)節(jié)閥門P11，A16，A17的開度，使罐內(nèi)壓穩(wěn)定在0.1~~0.12MPa之間當(dāng)PLC溫度為95℃時(shí)A17關(guān)小，維持罐內(nèi)壓在0.1~~0.12MPa之間，最高不超過0.15MPa。溫度達(dá)到120℃，開始計(jì)時(shí)滅菌30~50min，保持D11開著④計(jì)時(shí)滅菌結(jié)束后關(guān)閉A15、A16、S12關(guān)閉A15、A16、S12打開A14稍開A16向罐內(nèi)通空氣關(guān)閉S14、P12慢慢打開P12排盡罐內(nèi)冷凝水關(guān)閉P11、P12降溫過程中，適時(shí)調(diào)節(jié)A16的開度，使灌頂出氣口壓力表Y11數(shù)值維持在0.03~0.05MPa之間（三）實(shí)消：1、關(guān)閉空氣進(jìn)罐閥門A16，開大罐頂放氣閥A17，卸去罐內(nèi)壓力，取出電極安裝孔內(nèi)的孔塞。注意：此時(shí)罐內(nèi)必須沒有壓力。將標(biāo)定好的pH、DO電極安裝到罐體電極插孔內(nèi)，用螺母固定好后與控制系統(tǒng)相連。2、按工藝要求配制培養(yǎng)基母液。關(guān)閉閥門P11、P12，將配好的培養(yǎng)基母液加入罐內(nèi)，補(bǔ)水。開啟機(jī)封冷卻系統(tǒng)，開啟控制系統(tǒng)電源。3、升溫：打開閥門D11，稍開S13，將夾套內(nèi)殘水排空，并對發(fā)酵液預(yù)熱，溫度達(dá)到90℃時(shí)關(guān)閉S13。1）檢查P1是否已經(jīng)完全閉合開S14、P12開S14、P12排出凝結(jié)水微開P12稍開P11向罐內(nèi)通蒸汽加速升溫2）關(guān)閉A14關(guān)閉A14開S12微開A15稍開A16向罐內(nèi)通蒸汽，并對空氣管路滅菌4、罐溫到達(dá)滅菌溫度后，適當(dāng)關(guān)小P11、A16的開度。調(diào)節(jié)S13、D11、A17使罐壓保持在0.1~0.12MPa。計(jì)時(shí)滅菌30~50min5、計(jì)時(shí)結(jié)束后關(guān)閉S13，關(guān)閉P11，P12，S14，關(guān)閉A16，A15，S12，打開A14，開始自然降溫減壓，調(diào)A16維持罐內(nèi)壓在0.03~0.05MPa之間，10min后，向夾套通循環(huán)水加速冷卻，操作如下：開W14，H14開W14，H14開S12，W12稍開W13關(guān)閉D11，PLC設(shè)置溫度，控制儀“運(yùn)行”狀態(tài)下，設(shè)置“加熱”、“冷卻”為自動(dòng)。50℃時(shí)開冷卻水機(jī)組，溫度為15℃時(shí)關(guān)閉自來水。溫度降到50℃以下接種6、打開W2，在PLC設(shè)置水箱溫度40℃進(jìn)行水箱預(yù)熱。(四)接種1、將無污染的搖瓶種子在超凈臺上盡量合并后備用，準(zhǔn)備好打火機(jī)、75%酒精棉、95%酒精、棉花、鉗子、接種口扳手2、用酒精棉擦洗灌頂接種口，并在接種口四周圍上棉花，倒上適量的95%酒精。接種者的雙手也要用酒精棉擦洗3、調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥A16的開度，減少進(jìn)氣量。使罐內(nèi)壓力維持在0.01MPa以下，點(diǎn)燃接種口四周的酒精棉。用專用扳手?jǐn)Q下接種口螺母，并將其放入預(yù)先準(zhǔn)備的盛有75%酒精的培養(yǎng)皿中。4、在火焰上拔下種子瓶瓶塞，在火焰上灼燒瓶口，迅速將菌種倒入罐內(nèi)。5、蓋上接種口螺母，擰緊，熄滅火焰，并用75%酒精棉將接種口四周清理干凈。2.1.4全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐操作注意事項(xiàng)補(bǔ)料時(shí)，酸，堿液濃度不能過高。操作過程必須無菌。在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常注意蒸汽壓力的變化，對進(jìn)氣閥適時(shí)調(diào)整。停止使用后，注意對夾套內(nèi)放完余水。如每次使用后，對罐內(nèi)進(jìn)行清洗，保持清潔。消毒時(shí)，流經(jīng)空氣過濾器的蒸汽壓力不得超過0.12MPa，使蒸汽流量也不能太大，否則會(huì)損壞空氣過濾器濾芯，使其失去過濾能力。要控制好閥門A15的開度使之有少量的蒸汽流出即可。吹干空氣過濾器是，A15應(yīng)慢慢打開，使空氣流量逐漸上升，防止損壞空氣過濾器濾芯。發(fā)酵罐罐蓋密封螺栓應(yīng)對稱擰，螺栓和各接口螺母鬧靠即可，不要擰得過緊，防止損壞螺栓和橡膠密封圈。在空消一定要排盡夾套內(nèi)存水，并保持D11打開狀態(tài)?？障耙欢ㄒ蜗挛矚饫淠軆啥塑浌埽懦龃嫠?，否則在空消過程中有過多回流冷凝水，并且滅菌不徹底。空消過程中壓力最高不得超過0.15MPa，超壓可能會(huì)損壞設(shè)備并出現(xiàn)危險(xiǎn)。同時(shí)D11應(yīng)一直處于開啟狀態(tài)。空消過程中，P12要慢慢打開，防止罐內(nèi)熱水噴出造成燙傷，各進(jìn)罐蒸汽閥門和罐頂出氣閥關(guān)閉后，罐壓將會(huì)快速下降，必須打開空氣進(jìn)罐出罐閥門向罐中通空氣，以保證罐內(nèi)正壓。并調(diào)節(jié)其開度，使罐壓維持在0.03-0.05MPa之間。初次使用發(fā)酵罐應(yīng)適當(dāng)減少配料時(shí)加入水的量，待明確實(shí)消過程增加的冷凝水量后再調(diào)整配料體積。發(fā)酵液升溫的時(shí)間應(yīng)控制在40min左右，如果升溫時(shí)間太短發(fā)酵罐頂部溫度有可能達(dá)不到滅菌溫度，造成滅菌不徹底。在降溫過程中必須注意罐頂壓力表的示數(shù)，適當(dāng)開啟空氣進(jìn)罐閥門A16，使罐壓保持在0.03-0.05MPa之間，不得過低，否則極易吸入外界空氣造成發(fā)酵染菌。開啟冷卻水閥門之后注意壓力表示數(shù)，不要超過夾套最高工作壓力。在接種時(shí)，A16不能關(guān)閉，否則有可能又外界空氣進(jìn)入罐內(nèi)引起污染。3實(shí)習(xí)小結(jié)與心得 實(shí)訓(xùn)主題：全自動(dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐的認(rèn)識和使用。指導(dǎo)老師是陳宇熹老師。通過實(shí)地考察，我們了解到了機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成，各個(gè)裝置安裝及功能，了解工業(yè)生產(chǎn)中所使用的發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)和原理，學(xué)習(xí)掌握發(fā)酵的使用，及在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)微生物的方法，同時(shí)了解工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵的操作步驟及生產(chǎn)過程中的注意事項(xiàng)。操作時(shí)，老師提醒我們?nèi)詣?dòng)機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐操作時(shí)應(yīng)該時(shí)刻記?。?）補(bǔ)料時(shí)，酸，堿液濃度不能過高。操作過程必須無菌。（2）在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常注意蒸汽壓力的變化，對進(jìn)氣閥適時(shí)調(diào)整。（3）停止使用后，注意對夾套內(nèi)放完余水。（4）如每次使用后，對罐內(nèi)進(jìn)行清洗，保持清潔等。操作時(shí)要注意的問題繁多，但又必須牢記，以防發(fā)生安全問題。教學(xué)過程中，陳老師先是簡單地提及機(jī)械的原理，后面再詳細(xì)說明機(jī)械的使用。操作時(shí)候要特別注意壓力。老師講到有一天，一個(gè)研究生做發(fā)酵實(shí)驗(yàn)時(shí)候，睡過去了。結(jié)果晚上廠房斷電了，機(jī)械內(nèi)部成負(fù)壓，十分危險(xiǎn)。幸好他及時(shí)醒了，把機(jī)械開了。老師講到用發(fā)酵罐發(fā)酵往往持續(xù)兩天以上，真菌類則要持續(xù)三到四天，所以要多人輪流作業(yè)，才可以保證安全和發(fā)酵質(zhì)量。這讓我們深刻認(rèn)識到工科生的辛苦和自己以后工作的艱辛。工科是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來的學(xué)科。典型學(xué)科有土木建筑、公路橋梁、機(jī)械、水利、電工、汽車、電子與信息、熱能核能、材料、儀器儀表、環(huán)境工程、