生物發(fā)酵設(shè)備操作與維護(hù)技術(shù)規(guī)范一、引言生物發(fā)酵設(shè)備（如發(fā)酵罐、種子罐、滅菌系統(tǒng)等）是微生物發(fā)酵工藝的核心載體，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥、食品釀造、生物能源等領(lǐng)域。規(guī)范的操作與維護(hù)不僅能保障發(fā)酵過程穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量可控，還能延長設(shè)備使用壽命、降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。本文結(jié)合行業(yè)實(shí)踐與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從操作流程與維護(hù)體系兩方面梳理技術(shù)規(guī)范，為從業(yè)者提供實(shí)用參考。二、操作技術(shù)規(guī)范（一）設(shè)備啟動前準(zhǔn)備1.物理檢查目視檢查罐體外觀（無變形、腐蝕、裂紋）、管路連接（閥門開閉靈活、接口密封）、攪拌槳葉（固定牢固、無磨損變形）；密封件（O型圈、機(jī)械密封）需無老化、破損，必要時(shí)更換。2.系統(tǒng)功能驗(yàn)證電路系統(tǒng)：絕緣電阻測試（≥2MΩ），儀表（溫度、pH、溶氧傳感器）校準(zhǔn)（如pH電極用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液標(biāo)定）。滅菌系統(tǒng)：蒸汽發(fā)生器、滅菌鍋需驗(yàn)證溫度-壓力-時(shí)間匹配性（如121℃、0.1MPa下保持30min，確保滅菌徹底）。培養(yǎng)基準(zhǔn)備：按工藝配方配制，調(diào)節(jié)pH、黏度至工藝要求，過濾去除顆粒雜質(zhì)（避免堵塞泵閥或損傷菌體）。（二）運(yùn)行操作要點(diǎn)1.無菌操作管控接種前確保系統(tǒng)處于正壓保壓狀態(tài)（如0.05MPa），接種工具經(jīng)干熱/濕熱滅菌，操作人員嚴(yán)格遵循“無菌更衣-消毒手-火焰保護(hù)接種”流程，避免雜菌污染。2.攪拌與通氣控制攪拌啟動時(shí)從低速（如50rpm）逐步升至工藝值（≤300rpm），防止液擊損壞槳葉；通氣量隨菌體生長階段動態(tài)調(diào)整（如對數(shù)期提高溶氧，補(bǔ)料期匹配代謝需求），實(shí)時(shí)監(jiān)控通氣壓力（≤0.15MPa），防止管路堵塞或泄漏。3.補(bǔ)料與溫度調(diào)控補(bǔ)料前需確認(rèn)物料無菌（過濾除菌或高溫滅菌），補(bǔ)料速率通過蠕動泵/計(jì)量泵精確控制（誤差≤2%）；溫度通過夾套/盤管介質(zhì)循環(huán)調(diào)節(jié)，波動范圍≤±0.5℃，避免菌體代謝紊亂。（三）參數(shù)監(jiān)控與調(diào)整1.實(shí)時(shí)監(jiān)測每小時(shí)記錄溫度、pH、溶氧（DO）、罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速等參數(shù)，在線監(jiān)測系統(tǒng)需每周校準(zhǔn)傳感器（如DO電極用亞硫酸鈉溶液驗(yàn)證響應(yīng)值）。2.異常處置邏輯pH偏離（±0.2）：通過補(bǔ)加酸堿液微量、緩慢調(diào)整（如5%H?SO?或NaOH），避免劇烈波動。DO驟降：優(yōu)先檢查通氣系統(tǒng)（濾芯堵塞？管路泄漏？）、攪拌速度，再分析菌體代謝狀態(tài)（如過度耗氧），必要時(shí)補(bǔ)加消泡劑（用量≤0.1%，防止溶氧傳遞受阻）。（四）緊急情況處置1.染菌處理鏡檢/平板培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)雜菌后，立即終止發(fā)酵、排料，對罐體及管路進(jìn)行強(qiáng)化滅菌（130℃、0.15MPa下保持60min），排查污染源（空氣過濾器失效？密封不嚴(yán)？）并整改。2.停電/停氣應(yīng)對停電時(shí)關(guān)閉進(jìn)料/出料閥，若有備用電源則維持?jǐn)嚢?，無備用電源時(shí)手動盤車（防止槳葉抱死）；停氣時(shí)關(guān)閉通氣閥、維持罐壓，恢復(fù)后逐步重啟操作，避免參數(shù)突變。三、維護(hù)技術(shù)規(guī)范（一）日常維護(hù)（每班/每日）1.清潔與干燥發(fā)酵結(jié)束后，用80℃以上熱水沖洗罐體及管路（去除殘留培養(yǎng)基），定期用中性洗滌劑清洗（不銹鋼設(shè)備禁用含氯清潔劑），確保無積垢。2.潤滑與緊固攪拌軸軸承、傳動部件按說明書加注食品級潤滑脂（每月檢查油位）；每周緊固聯(lián)軸器、閥門螺栓，防止松動異響。3.儀表維護(hù)清潔傳感器探頭（如pH電極用無水乙醇擦拭），檢查接線端子（無松動、氧化），確保數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。（二）定期維護(hù)（季度/年度）1.機(jī)械部件檢修季度：檢查攪拌槳葉磨損（厚度≤設(shè)計(jì)值80%時(shí)更換），校準(zhǔn)攪拌轉(zhuǎn)速（誤差≤5%）。年度：罐體水壓試驗(yàn)（1.5倍工作壓力下保壓30min，檢測焊縫密封性）；更換閥門閥芯（磨損≥10%時(shí)）。2.滅菌與空氣系統(tǒng)維護(hù)每月：蒸汽發(fā)生器除垢（檸檬酸溶液循環(huán)清洗），空氣過濾器更換濾芯（壓差≥0.05MPa時(shí)）。年度：驗(yàn)證滅菌鍋溫度均勻性（冷點(diǎn)溫差≤1℃），檢查空氣管路氣密性（肥皂水檢漏）。（三）故障排查與維修1.診斷邏輯發(fā)酵異常時(shí)，先分析工藝參數(shù)（生長緩慢→查溫度/營養(yǎng)；產(chǎn)物合成停滯→查pH/溶氧），再排查設(shè)備（攪拌異響→查軸承/槳葉；DO異?！橥庀到y(tǒng)）。2.維修規(guī)范維修前斷電、泄壓、掛牌警示；與物料接觸的部件（如泵閥、罐體）需采用316L不銹鋼材質(zhì)；維修后需空罐滅菌（121℃、0.1MPa下30min）并做無菌試驗(yàn)，確認(rèn)無泄漏、參數(shù)穩(wěn)定后投產(chǎn)。（四）設(shè)備封存與啟封1.封存長期停用前，徹底清潔、干燥設(shè)備，管路內(nèi)通入氮?dú)猓ǚ乐寡趸?；罐體內(nèi)部涂防銹油，關(guān)閉所有閥門，貼“封存”標(biāo)簽。2.啟封啟用前拆除封存措施，清洗防銹油，重新校準(zhǔn)儀表，進(jìn)行空罐滅菌（121℃、0.1MPa下30min）和試運(yùn)轉(zhuǎn)（攪拌、通氣、控溫功能驗(yàn)證），確認(rèn)無異常后投入使用。四、結(jié)語生物發(fā)酵設(shè)備的操作與維護(hù)是系統(tǒng)性工程，需結(jié)合工藝需求、設(shè)備特性建立標(biāo)準(zhǔn)化流程。通過嚴(yán)格執(zhí)行啟動前檢查、運(yùn)行中監(jiān)控、日常/定期維護(hù)，可有效降低故障風(fēng)險(xiǎn)、保