实验室发酵罐的结构和操作技巧

一、任务目标

（1）熟悉实验室发酵罐的结构，掌握发酵罐的操作。

（2）通过操作发酵罐，增加对发酵罐各个部件功能的认识和理解。

二、材料器具

1. 材料

培养基，pH标准缓冲液，消泡剂等。

2. 主要仪器设备

发酵罐，空压机，蒸汽发生器等。

三、任务实施

1. 使用前准备

（1）设备使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、蒸汽发生器、循环水系统是否能正常工作。

（2）检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。

（3）开动空压机，用0.15MPa压力，检查发酵罐、过滤器、管路、阀门的密封性能是否良好，有无泄漏。

2. 空消

（1）空气管路空消

①空气管路上有除水减压阀、转子流量计和除菌过滤器。除水减压阀、转子流量计不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将通向除水减压阀的阀门关死，使蒸汽通过蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。

②空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。

③空消时间应持续30min左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，暂停3～5h再空消一次，以便消除芽孢。

④经空消后的过滤器，通气吹干，约20～30min，将气路阀门关闭。

（2）发酵罐空消 将蒸汽直接通入罐内进行空消。

①空消时，将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为0.11～0.13MPa，温度121℃。

②空消时间为30～40min，特殊情况下，可采用间歇空消。

③空消结束后，将罐内冷凝水排掉。

3. 实消灭菌

（1）空消结束后，首先需将pH电极校正好后装入罐体的接口中，然后将配好的培养基从加料口加入罐内，此时夹套内应无冷却水。(www.xing528.com)

（2）培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量以罐体全容积的70%左右计算（泡沫多的培养基为65%左右，泡沫少的培养基可达75%～80%），考虑到冷凝水和接种量因素，加水量约为罐体全容积的50%～60%左右，加水量的多少与培养基温度和蒸汽压力等因素有关，需在实践中摸索。

（3）为了减少蒸汽冷凝水，实消灭菌先利用夹套通蒸汽对培养基进行预热，保持夹套压力≤0.1MPa，待培养基温度到达90℃后，关闭夹套蒸汽，改为直接向罐内通入蒸汽。

（4）当罐压升至0.11MPa，温度升到121～123℃时，控制蒸汽阀门开度，保持罐压不变，30min后停止供汽。

（5）打开冷却水的进排阀门，在夹套内通水冷却。

（6）当罐压下降到0.05MPa时，打开进气阀门，通入无菌空气，维持罐压0.05MPa。

（7）当温度下降到90℃时，打开搅拌，加速冷却。

（8）待温度降到比发酵温度高10℃时，发酵罐开始自动控温。

4. 接种、培养、取样

（1）采用火焰保护接种，接种后罐压保持在0.05MPa，空气流量调好后，进行溶氧电极一点校正，默认此时溶氧为100%，然后进行培养。

（2）发酵温度根据工艺要求而定，通过调节循环水的温度来控制发酵温度；溶氧量的大小主要通过调节进气量、转速来实现；pH调节是由控制系统通过执行机构（蠕动泵）自动加酸碱来实现。

（3）在发酵中途要取样检查时，可通过取样口取样。取样前，取样管路阀门需用蒸汽灭菌，取样结束后蒸汽灭菌取样管道阀门。

5. 出料、清洗

利用罐压将发酵液从出料管道排出，根据发酵液的浓度，罐压可控制在0.05～0.1MPa。出料后取出溶氧、pH电极，进行清洗保养。出料结束后，立即放水清洗发酵罐及料路管道阀门，并开动空压机，向发酵罐供气搅拌，将管路中的发酵液冲洗干净。

四、注意事项

（1）发酵罐空消时，应将夹套内的水放掉，空消时将夹套排污阀打开，以防夹套水排不净。

（2）空消时，溶氧、pH电极应取出，可以延长其使用寿命。

（3）在夹套通水冷却时，罐压会急剧下降，当罐内压力降至0.05MPa时，微微开启进气阀，并保持罐压为0.05MPa（一定不能使罐压降至0），直到罐温降至接种温度。

五、结果处理

续表

六、任务考核

（1）灭菌操作前准备工作到位。（30分）

（2）灭菌操作熟练，正确、无差错。（50分）

（3）培养、取样、清洗操作是否正确。（20分）