实验一小型模拟发酵罐的演示试验
一、目的要求
了解小型发酵罐的基本结构并学习发酵罐的使用。
二、基本原理
发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室使用的小型发酵罐，其容积可从约1 L至数百升或稍大些。一般来说，10 L以下是用耐压玻璃制作罐体，10 L以上用不锈钢板或钢板制作罐体。发酵罐配备有控制器和各种电极，可以自动地调控试验所需要的培养条件，是微生物学、发酵工程、医药工业等科学研究所必需的设备。
各厂家生产的发酵罐会有所差别，但基本原理是相同的。现以上海理工大学出产的10L罐为例，说明小型发酵罐的结构。
三、各部分结构
三部分结构：罐体和控制箱，空气压缩机（空压站），蒸汽发生器（锅炉房），主要介绍罐体和控制箱。
罐体为一硬质玻璃圆筒，底和顶两端用不锈钢板及橡胶垫圈密封构成，容积为10 L，顶盖上有几个孔口(如图)，分别是加料及接种口、放置温度计口、补料口、放置DO(溶解氧)电极口、放置温度电极口、放置pH电极口、放置消泡电极口、放置取样管口、放置搅拌器及冷凝管口。
图发酵罐顶盖及各孔口
1．加料及接种口； 2.放置温度计口；3．补料口；4．放置D．O(溶解氧)电极口；5．放置温度电极口； 6．放置pH电极口；7．放置消泡电极口；8．放置取样管口；9．放置搅拌器及冷凝管口发酵罐放置在罐座上，还设有灭菌入口、升温和冷却装置等。
本罐可配置不同性能的控制器。控制器能完成最基本的功能，它由下列几部分构成：
(1)参数输入及显示装置，用以输入控制发酵条件的各种参数及显示发酵过程中罐内培养液的温度，pH、DO(溶氧)的测定数值。
(2) 电极校正装置用以校正pH电极和DO电极等。
(3)酸、碱泵用以向发酵罐加入酸液或碱液以调节培养液中的pH。
(4) 消泡剂加入泵用以向发酵罐加入消泡剂，以消除发酵过程中产生过多的泡沫。
(5) 报警灯及蜂音器按钮当发酵过程中，电路上发生故障，如显示
屏上显示温度或DO为闪动，即超出本机的测定值，则报警红灯亮并发出“嘀、嘀……”声。按此钮则“嘀嘀”声可消除，但只有当故障排除，红灯才熄灭。
(6) 自动或人工控制按钮用以决定本控制器是处在自动控制或人工控制状态。
(7) 电极连接导线：有三条连接导线，分别与pH、DO和AF(消泡)电极连接。
实验二冻干发酵剂菌种的制备
一、实验目的
1．了解微生物发酵菌种的几种保藏方法。
2．掌握食品用发酵剂菌种低温冷冻干燥的基本方法。
3．了解微生物发酵剂菌种低温冷冻干燥的优点。
二、实验原理
发酵剂菌种的保藏对生产起着至关重要的作用。目前发酵剂菌种的保藏形式主要有以下两种方法：液态发酵剂和固态发酵剂。固态发酵剂分为三种：喷雾干燥发酵剂、浓缩干燥发酵剂、低温冷冻干燥发酵剂。而低温冷冻干燥发酵剂是保藏发酵剂菌种的最有效的方法之一。
三、实验材料
1．菌种：嗜热乳酸杆菌
2．培养基：MRS培养基、脱脂乳
3．仪器设备：试管、滴管、离心机、安瓿瓶、低温冰箱、真空冷冻干燥机
四、实验方法与步骤
1．菌悬液的制备
在培养好的试管斜面培养物中加入2mL～3mL保护剂(一般为10％脱脂乳)，洗下细胞或孢子，制成菌悬液；若液体培养，则将培养好的液体培养物进行离心收集细胞或孢子，与等量保护剂混合，制
成菌种悬液。
2．分装安瓿瓶
用无菌毛细管或长滴管将菌种悬液加入安瓿瓶内。
3．预冻
预冻可在低温冰箱中进行，也可在附有冻结舱的冻干机中进行，预冻的温度范围在-25℃～-40℃。
4．真空升华干燥
安瓿瓶菌种预冻后放入冻干机真空箱内，进行真空升华干燥。5．真空封存与保藏
真空干燥后保持真空度6．7Pa以下，用火焰封存安瓿瓶口。置4℃～10℃避光保存。
五、注意事项
1．不同发酵剂菌种的冷却速度不同，比如酵母菌的合适冷却速度为3℃／min～10℃／min。
2．预冻的温度范围在-25℃～-40℃，若温度高于-25℃，则冻结不结实，影响升华干燥。一般采用-35℃预冻1h。
六、思考题
1．制备菌悬液过程中为什么要加入保护剂?
2．低温冷冻干燥保藏方法的优点?
实验三、四甜酒酿的制作品尝
1．实验目的
(1)通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理
(2)掌握甜酒酿的制作技术。
2．实验原理
以糯米(或大米)经甜酒药发酵制成的甜酒酿，是我国的传统发酵食品。我国酿酒工业中的小曲酒和黄酒生产中的淋饭酒在某种程度上就是由甜酒酿发展而来的。
甜酒酿是将糯米经过蒸煮糊化，利用酒药中的根霉和米曲霉等微生物将原料中糊化后的淀粉糖化，将蛋白质水解成氨基酸，然后酒药中的酵母菌利用糖化产物生长繁殖，并通过酵解途径将糖转化成酒精，从而赋予甜酒酿特有的香气、风味和丰富的营养。随着发酵时间延长，甜酒酿中的糖分逐渐转化成酒精，因而糖度下降．酒度提高，故适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键。
3．实验材料
3．1 材料
糯米、酒药。
3．2器具及其他用品
手提高压灭菌锅、滤布、塑料盒、不锈钢锅。
4．实验流程
酒药
洗米蒸饭淋水降温落缸搭窝发酵甜酒酿
5．实验步骤
5．1 洗米蒸饭
将糯米淘洗干净，用水浸泡过夜，捞起放于置有滤布的蒸屉上，于锅内蒸熟(约15-20min)，使饭“熟而不糊”。
5．2 淋水降温
用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭，使其降温至35℃左右，同时使饭粒松散。
5．3 落缸搭窝
将酒药均匀拌入饭内，并在洗干净的塑料盒内洒少许酒药，然后将饭松散放入塑料盒内，搭成凹形圆窝，面上洒少许酒药粉。盖上塑料盒盖。
5．4保温发酵
于30℃进行发酵，待发酵2 d后，当窝内甜液达饭堆2／3高度时，进行搅拌，再发酵1 d左右即可。
6．实验结果
(1)发酵期间每天观察、记录发酵现象。
(2)对产品进行感官评定，写出品尝体会。
7．思考题
(1)制作甜酒酿的关键操作是什么?
(2)发酵期间为什么要进行搅拌?
实验五、六酸奶发酵剂的制备及酸奶的酿制
一、实验目的
学习并掌握酸奶制作的基本原理和方法。
二、实验原理
酸奶是以牛奶等为原料，经乳酸菌发酵而成的一种具有较高营养价值和特殊风味的发酵乳制品，是具有一定保健作用的食品。其基本原理是通过乳酸菌发酵牛奶中的乳糖产生乳酸，乳酸使牛奶中酪蛋白(约占全乳的2．9％，占乳蛋白的85％)变性凝固而使整个奶液呈凝乳状态。同时，通过发酵还可形成酸奶特有的香味和风味(与形成乙醛、丁二酮等有关)。按凝固状态可将酸奶分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶，二者基本工艺过程相似，本实验主要学习凝固型酸奶的制作方法。
三、实验器材
1．活材料：
一般选用保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热链球菌(Strep． tococcus thermophilus)。也有使用嗜酸乳杆菌(L．acidophilus)和双歧乳杆菌如两歧双歧乳杆菌(Bifidobacterium bifidum)的，目前虽然有人认为它们保健作用更好，但由于不易培养和有特殊异味，尚未全面推广使用。本实验使用前两种菌以 1：1比例混合接种。
2．培养基：
菌种活化及扩大用培养基：10％脱脂乳液，pH自然。
发酵培养基：12％-13％全脂乳液加适当比例(如8％)的白砂糖，pH自然。
3．器材：
试管、烧杯、三角瓶、无菌吸管、酸奶瓶、温度计、玻璃棒、酒情灯、电炉、打浆机或均质机。
四、实验方法
1．工艺流程：
全脂乳粉、砂糖、水混合均匀预热(60-70℃) 均质(15-18MPa) 灭菌(85-90℃，5-8min) 冷却(43-45℃) 接种分装
封口菌种母发酵剂生产发酵剂
保温发酵(42-43℃，3-6h)
酸奶瓶清洗开水烫洗消毒
冷藏(2～5℃)
成品
2．菌种活化和培养：
（1)将脱脂乳液(要求乳粉或生新鲜牛乳不含抗生素)分装试管和三角瓶．装量：18mm×180mm试管：10mL／管；250mL三角瓶：150mL ／瓶。置于高压灭菌锅内115℃，15min灭菌。
（2)将冻干或液体保藏菌种接入脱脂乳试管中活化2～3次，至凝固良好时，转接于三角瓶中(做成母发酵剂)，接种量1％～2％左右。大规模生产时还需进行下一级扩大培养(即做生产发酵剂)，接种量
2％～3％。
（3)生产发酵剂培养需采用较大的容器，如不锈钢桶，灭菌则采用80℃、15min，连续两次。灭菌后牛乳应立即冷却待用。如1h内不使用，需储放在3～-5℃环境下。
（4)培养：保加利亚乳杆菌一般在42～45℃下培养12h，至牛乳凝固结实即可。
嗜热链球菌一般在37～42℃下培养12～14h，至牛乳凝固结实即可。
3．发酵培养基的消毒：
将乳粉、砂糖和水按比例混合均匀(实验室小规模制作可用打浆机打浆，使充分混匀，代替均质)，在不锈钢容器(或烧杯)中加热至85～90℃保持5～8min即可杀死病原菌和其它微生物。
4．接种：
将消毒后的牛乳迅速降温至45℃以下，接入发酵剂的量为原料乳量的1％～3％。采用混合菌株发酵时，总接种量不变，两菌株等量接种。
5．分装、封口、发酵：
接种后，分装于消毒过的酸奶瓶或其它容器中，加盖或封口后送培养箱或发酵室保温发酵3～6h。
6．冷却后熟：
经检查，酸奶已达到凝固状态(pH达4．2～4．3)时，取出置2～5℃条件下冷藏24h即得成品。
品尝自己制作的酸奶，判断其感官品质是否达到要求，若达不到要求，分析其原因。
五、实验作业
双岐杆菌的乳酸发酵途径与明串珠菌的乳酸发酵途径有什么不同?
仅供参考[整理] 安全管理文书 发酵罐安全检修及维护操作规程 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共8 页
发酵罐安全检修及维护操作规程 1．目的通过建立发酵罐安全检修及维护操作规程并严格执行，确保发酵罐安全检修及维护操作。2．适用范围本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。3．职责3．1生产部负责本规程的组织制定。3．2操作人员负责本规程的实施。4．内容4．1检修类别及间隔期4．1．1检修类别发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。4．1．2检修间隔期A．小修：每2个月进行一次。B．中修：每10个月进行一次。C．大修：每30个月进行一次。D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。4．2检修内容4．2．1小修A．检查紧固各部件连接螺栓。B．检查、调整机械密封端面的压力。C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。D．检查、检修转动部件的磨损件。E．检查、调整传动皮带的松紧度。F．检查附属的仪器仪表和电控装置。G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。4．2．2中修A．包括小修内容；B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件；C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件；D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承；E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件；F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点；G．检查、修理各仪表及控制装置；H．整体修补保温层及涂漆。4．2．3大修（包括中修内容）A．检查、修理减速装置，更换轴承；B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件；C．调 第 2 页共 8 页
操作规程编号：YTO-FS-PD456 发酵罐安全操作流程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
发酵罐安全操作流程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在0.4~0.7MPa之间，相对湿度应小于60%；再调节空气减压阀，使其出口压力在0.2~0.25MPa之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换，如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力0.15MPa保持 30min，如果出现压力下降，请用肥皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒
发酵罐的结构系统及使用.txt28 生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。实验十五发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1 ．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体） 2．温度系统： （1）夹套升温：蒸汽通入夹套。 （2）夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 （3）发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。 3．空气系统： 取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。 冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 （丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网 （加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。
发酵罐安全操作流程 Prepared on 24 November 2020
发酵罐安全操作流程 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在~之间，相对湿度应小于60%；再调节空 气减压阀，使其出口压力在~之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换， 如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力保持30min，如果出现压力下降，请用肥 皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒 1、首先关闭空气过滤器前的进蒸汽阀，缓慢卸掉空气过滤器内压力； 2、打开蒸汽过滤器下端的排污阀（排净冷凝水后微开），缓缓开启蒸汽 阀，排净管道内冷凝水后调整蒸汽阀大小，保证蒸汽压力以上； 3、打开空气过滤器下端的排污阀，慢慢打开过滤器前的蒸汽阀，待排尽冷 凝水后排污阀微开；
4、开启过滤器后的排气阀门，通过调整其与蒸汽阀的大小，维持压力~消毒 30min； 5、消毒结束调小排气阀与排污阀的开度，迅速关闭蒸汽阀同时打开进空气 阀（换气过程中保证压力不掉零），调整空气阀大小保持压力在~，以便吹干空气过滤器； 6、约20~30min过滤器吹干后（过滤器外壁温度降至常温，手试吹出的空气 干燥、细腻、滑润），关闭过滤器下端的排污阀及排气阀，保持正压； 三、罐空消 1、首先打开夹套下端的排水阀，排尽夹套中的水； 2、依次打开取样阀、蒸汽阀，排尽管道内冷凝水后将取样阀转为微开；稍 开罐排气阀，再缓慢开启罐底隔膜阀使蒸汽徐徐进入发酵罐； 3、在灭菌过程中时刻注意并控制罐压在~内，罐压的控制通过蒸汽阀和排气 阀来实现； 4、空消30~50min后，关闭蒸汽阀和罐底隔膜阀，关闭后压力会迅速下降， 为防止罐内产生负压，需将进空气阀打开，维持罐压~或者压力下降至零时将排气阀打开自然冷却；待温度降至80℃以下时排尽罐内冷凝水； 四、实消 1、将标定好的PH电极、溶氧电极等检测设备安装，检查确保安装到位，旋紧螺母； 2、关闭罐底隔膜阀，微通风、开低转速，按工艺要求将配制好的培养基加 入罐内，检查无漏加原料后将加料口螺母适度拧紧；
10L-在位灭菌发酵罐操作规程 一、灭菌（在位灭菌） 1、水箱中装入足够的蒸馏水； 2、检查罐线连接是否完好； 3、打开蒸汽发生器、至排气口有蒸汽冒出时关闭排汽口； 4、在蒸汽工作时，把培养基加入到发酵罐中，关紧各阀门； 5、用钟罩罩上发酵罐，并用螺母固定结实； 6、蒸汽发生器达到设定的压力时，打开通气阀门使蒸汽通入发酵罐的下部； 7、然后打开发酵罐上下的连接阀门，使蒸汽通入上部至钟罩顶有蒸汽冒出； 8、关闭钟罩顶的阀门，使温度上升； 9、调整蒸汽通入的速度，使温度以比较快的速度升至95℃； 10、用比较慢的速度升至120℃，并维持15min； 11、关闭通气阀，停止通入蒸汽，待钟罩内温度降至室温时，打开钟罩顶的阀门排汽； 12、汽排净后，拿下钟罩，把各罐线连接好。 二、发酵培养 1、在控制器上设定好发酵的温度pH、搅拌转速等参数； 2、连接好pH电极、温度电极，打开相应控制软件； 3、调整无菌空气的流量； 4、在酒精火焰的保护下，将菌种加入到发酵罐中； 5、打开冷却水，在控制器上按键开始发酵，控制系统自动记录数据。 三、发酵完毕 1、停止发酵，记录数据保存； 2、把发酵液排出进行后续处理，用水洗净发酵罐； 3、在计算机上记录的数据存盘，关闭控制器； 4、在计算机上处理记录的数据。 5L-玻璃发酵罐操作规程 一、发酵准备 1、检查各罐电路及罐体供水； 2、注入培养基，安装好pH电极、DO电极； 3、设定发酵条件； 4、pH电极零点和斜率进行标定，DO电极零点标定； 5、连接好公用罐线，并保证安全可靠； 6、过滤器胶管用弹簧夹夹紧，防止在消毒过程中培养基倒流进入空气过滤器； 7、用闷冒盖紧pH电极上端口，防止因电缆插口受潮导致电极故障； 8、溶氧电极上端口用吕铂纸包裹，防止因电缆插口受潮导致电极故障； 9、盖紧其它罐盖接口，移去排汽冷凝器冷却水进出口的水管； 10、离位实罐灭菌：玻璃罐体及各补料瓶盖好牛皮纸放入灭菌锅，灭菌过程温度升降要缓慢； 11、灭菌结束，尽快将罐体放回原位，并尽快通入空气。 12、培养基温度至发酵温度时，pH电极pH值进行修正，DO电极斜率标定零点。 二、发酵 1、接种：调节空气流量，旋松接种口，在火焰保护下进行接种，旋紧接种盖，移去火焰圈； 2、连接好各补料瓶、酸碱液及消泡剂瓶；
基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条 件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管 道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补 料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。
19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐 离心。
内部编号：AN-QP-HT158 版本/ 修改状态：01 / 00 The Procedures Or Steps Formulated T o Ensure The Safe And Effective Operation Of Daily Production, Which Must Be Followed By Relevant Personnel When Operating Equipment Or Handling Business, Are Usually Systematic Documents, Which Are The Operation Specifications Of Operators. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 发酵罐操作规程通用范本
发酵罐操作规程通用范本 使用指引：本操作规程文件可用于保证本部门的日常生产、工作能够安全、稳定、有效运转而制定的，相关人员在操作设备或办理业务时必须遵循的程序或步骤，通常为系统性的文件，是操作人员的操作规范。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。 1、进罐前准备工作：清洗发酵罐；电极标定；装好pH电极、溶氧电极；放出蒸汽发生器中的污水；贮水箱中加满水；培养基配制好后倒入发酵罐，调至适当体积及pH；打开搅拌；检查罐上各种盖帽，旋紧。 2 灭菌操作： 2.1打开蒸汽发生器，机器自动进水，水位达到要求后开始加热。 2.2 打开蒸汽发生器后面的球阀。 2.3 夹层进汽预热。打开夹层进汽阀门，打开夹层排汽阀门，夹层开始进汽预热。打开排气阀，排出冷空气。待温度上升至95-
目录 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)
第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)
发酵罐设计实例 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；
德国贝朗发酵罐 德国贝朗（Biostat B）为结构紧凑、罐体可高压灭菌、有数字检测和控制单元的台式发酵罐、基本设置有一般发酵过程所必需的所有探头和附件，其罐体工作体积分别为2立升、5立升或10立升，并有2立升和5立升气升式罐体可选择。 适用于科研和生产。它的主机部分和数字控制单元集于一箱体，以缩小占用的试验台操作面。标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、PH、溶氧、泡沫和液面水平。Biostat B还内设可编程序蠕动泵四台、图线记录仪六通道)联接系统、串行(RS232)打印端面和串行主计算机联接系统。若用于细胞培养，Biostat B可提供低剪切桨式搅拌器，旋转滤器(Spinfiler)和无气泡通气系统，以及中空纤维培养系统(强化元件)。 Biostat B随时可联接上可供选择的各种气体混和系统。体积尺寸(长×高×宽mm)：主机箱365×536×450，搅拌驱动装置(含支架)和罐体B2305×580×270/B5355×685×330/B10425×930×390。 美国NBS发酵罐 作为国际上著名的生物反应器生产厂家，NEW BRUNSWICK SCIENTIFIC CO., INC.是唯一能够向客户提供全面的微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养技术支持的公司，可向广大用户提供从实验室到中试和生产用的微生物、动物细胞、植物细胞培养的个系列发酵罐系统。公司本部拥有自己独立的细胞培养实验室和微生物发酵实验室，同时可向客户提供设备使用技术和培养技术的服务。 BioFlo 110型：是一种模块化的、组合式的高效微生物/细胞反应器，一台主控制器可以控制最多4套反应罐体同时工作，并可按实际需要提供微生物、动物细胞、植物细胞培养。罐体总体积范围：1.3L、3L、7.5L、14L、 BioFlo 310型：配置完善的标准型微生物/细胞反应器，可配备微生物反应罐体或细胞反应罐体，其控制系统相应的内置微生物培养和细胞培养二套不同的控制软件，合理的搅拌桨和罐体形状设计使得系统的传氧速率在350mMO2/L/Hr以上。对植物细胞培养，可配备相应的光照系统。罐体总体积范围：2.2L、5L、7.5L、14L BioFlo 410型：可在位灭菌微生物/细胞反应器，自带蒸汽发生装置，磁力驱动搅拌，不易染菌，升温/降温快速，适用于温度诱导型培养，大型彩色触摸控制屏，可显示各数据、及时值及趋势，并能模拟放大结果。罐体总体积范围：7L、14L、19.5L BioFlo 5000型：移动式中试微生物/细胞反应器，采用开放式框架结构，管道布局合理，维修简便，设计符合GMP标准。罐体总体积范围：40L、80L、120L BioFlo Pro型：工业用微生物/细胞反应器，是为满足工业生产要求而设计，符合GMP标准，结构简单合理，控制稳 定可靠，数据采集方便，PLC控制方式，扩展性强，其所有控制元件均采用工业通用配件，采购容易，更换维修方便，并可按照用户的使用要求定制。罐体总体积范围： 75L、150L、300L、500L、1000L、1500L 瑞士比欧发酵罐
第四章生物反应器（发酵罐） 发酵罐厌氧发酵罐（嫌气发酵罐） 好氧发酵罐（通风发酵罐） 第一节厌氧发酵罐 酒精、丙酮、丁醇、乳酸、啤酒等 酒精发酵罐（图1） 图1 酒精发酵罐 1 冷却水入口 2 取样口 3 压力表 4 CO2出口 5 喷淋水入口 6 料液及酒母入口 7 人孔 8 冷却水出口 9 温 度计10 喷淋水收集槽11 喷淋水出口12 发酵液及污水排出口一、形状罐体为圆柱形，底盖和顶盖为锥形或碟形 二、结构尺寸 D----罐的直径 H-----圆柱部分的高度 h1-----罐底高度 h2-----罐盖高度 推荐比例： H=1.1～1.5D h1=0.1 ～ 0.14D h2=0.05 ～ 0.1D 发酵罐全容积： V = πD2 (H+h1/3+h2/3) / 4 V = V0 / η V-----发酵罐的全容积 (m3) V0------进入发酵罐的发酵液量 (有效容积) (m3) η-------装液系数（一般取0.8～0.9） 据发酵罐的全容积V和H/D即可确定发酵罐的结构尺寸 三、配置 人孔、视镜、进料管、压力表和测量仪器的接口、CO2出口（回收管）、排料口和排污口、 取样口、温度计接口、冷却装置、洗涤装置 冷却装置：
中小型罐,多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却 (罐体底部四周有收集槽) 大型罐:罐内有冷却蛇管 (或与外壁喷淋相结合) 洗涤装置：水力喷射洗涤装置 （图2） 第二节 通风发酵罐 机械搅拌式、自吸式、气升式、高位筛板式等 味精、柠檬酸、抗生素、酶制剂、氨基酸、SCP 一、机械搅拌式发酵罐 （图3） 一）基本条件 1、适宜的径高比。 [高：直径约为2.5～4] 2、能承受一定的压力。[水压试验（1.5倍）] 3、搅拌通风装置要能使气泡分散细碎、气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧，提高O 2的利用率 。 4、应具有足够的冷却面积。[代谢产热] 5、发酵罐内应抛光，尽量减少死角。[避免积污、染菌] 6、轴封应严密，尽量减少泄漏。 二） 罐体的尺寸比例 H----柱体高(m) D----罐内径(m) d----搅拌器直径 S----两搅拌器的间距 图2 水力喷射洗涤装置 图3 机械搅拌发酵罐
发酵罐无菌试验 在生产抗生素过程中，为了能尽早发现染菌是否存在并对其进行恰当处理，保证正常生产，对菌种制备、种子罐、发酵罐的接种前后和培养过程中，必须要按照相应的工艺规程要求按时取样，进行发酵罐无菌试验。 发酵罐无菌试验是指培养液是否污染杂菌，可从三个方面进行分析：1、无菌试验，2、培养液的显微镜拉查，3、培养液的生化指标变化情况。其中无菌试验是判断染菌的主要依据。 现在采用的发酵罐无菌试验方法主要有肉汤培养法、双碟培养法、斜面培养法这三种。其中以酚红肉汤培养法和双碟培养法相结合起来，进行的发酵罐无菌试验用的较多。 发酵罐无菌试验1：肉汤培养法是指直接用装有酚红肉汤的无菌试管来取样，然后将无菌管放入37℃恒温室(箱)内培养。定时观察试管内肉汤培养基的颜色是否变化，同一时进行显微镜观察。 发酵罐无菌试验2：斜面培养法是指先用空白的无菌试管取样，然后在无菌条件下接种于斜面培养基上，置于37℃恒温室(箱)内培养。定时观察有无杂菌菌落生长。 发酵罐无菌试验3：双碟培养法是将种子罐样品先取入肉汤培养基中,然后在无菌条件下在双碟培养基上面划线，剩下的肉汤培养物在恒温室(箱)内培养6小时后再划线一次，发酵罐培养液直接取入空白无菌试管中，于37℃恒温室(箱)内培养6小时后在双碟培养基上划线。24小时内的双碟定时在灯光下检查有无杂菌生长。24小时~48小时的双碟1天检查一次，以防生长缓慢的杂菌漏检。正常生产过程中，种子罐和发酵罐每隔8小时取样一次，进行无菌检查。该方法经常用于单菌落挑选，可以从染有杂菌的培养液中经多次划线挑取单菌落进行分离培养，得到纯种的种子。 发酵罐无菌试验的结果一般需要8~12小时才能作出判断。为了缩短判断时间，有时向培养基中加入赤霉素、对氨基苯甲酸等生长激素可以促进杂菌的生长。
发酵罐操作流程 1 技术准备 发酵罐使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、循环水系统是否能正常工作。同时要检查管道是否通畅及废水废气管道的完好情况。 2 空消 在投料前，气路、料路、发酵罐罐体必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 2.1 空消步骤 打开蒸汽总开关----打开排冷凝水阀-------打开蒸汽过滤器开关------关闭预过滤器开关---打开空气精过滤器开关---打开进罐空气阀---打开空气排气阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开取料口进罐蒸汽阀---打开取样口排气----打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---打开接菌口和流量计出的排气阀。 2.2 空消注意事项 2.2.1 空气管路上有预过滤器和空气过滤器，预过滤器不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将预过滤器的阀门关闭。 2.2.2 空消时，应将罐上的接种口、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 0.13~0.15Mpa,空消时间为50分钟，夹层排水阀一直打开。 2.2.3 经常用手感受进蒸汽管道的畅通。 2.2.4 发酵罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉。 2.2.5空消结束后要通入无菌风吹干管路，并且管路和罐体要始终保持正压，以免杂菌的进入。 3 罐体实消 实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。空消结束后，罐体压力降至0.03Mpa,打开罐体下面出料口排水阀排冷凝水，待排完后，关紧出料口阀门。打开进料口，加入培养基，拧紧。 3.1 实消步骤 开启机械搅拌装置---打开蒸汽总开关---打开拍冷凝水阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开夹层蒸汽阀 ---打开排气口排罐体冷空气---夹层温度达到95℃时关闭夹层蒸汽阀---打开罐体上面进蒸汽阀---打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---罐体压力达到0.15Mpa时开始计时，通过调节蒸汽阀保压30分钟。
发酵罐安全操作规程 1．目的 通过建立发酵罐安全操作规程并严格执行，确保发酵罐安全运行。 2．适用范围 本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。 3．职责 3．1生产部负责本规程的组织制定。 3．2操作人员负责本规程的实施。 4．内容 4．1检修类别及间隔期 4．1．1 检修类别 发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。 4．1．2 检修间隔期 A．小修：每2个月进行一次。 B．中修：每10个月进行一次。 C．大修：每30个月进行一次。 D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。 4．2检修内容 4．2．1小修 A．检查紧固各部件连接螺栓。 B．检查、调整机械密封端面的压力。 C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。 D．检查、检修转动部件的磨损件。 E．检查、调整传动皮带的松紧度。 F．检查附属的仪器仪表和电控装置。 G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。
H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。 4．2．2中修 A．包括小修内容； B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件； C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件； D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承； E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件； F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点； G．检查、修理各仪表及控制装置； H．整体修补保温层及涂漆。 4．2．3大修（包括中修内容） A．检查、修理减速装置，更换轴承； B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件； C．调整罐体、减速装置、搅拌轴的位置偏差和间隔； D．换热系统和空气系统的管件试漏，更换腐蚀严重的管道、管件及阀门； E．检查、修理筒体、封头。 4．3检修前的准备 4．3．1技术准备 A．设备使用说明书，图纸、有关标准、检修记录； B．设备运行时间、缺陷、隐患、事故等状况记录。 4．3．2物资准备 A．检修用的材料、备件； B．检测仪器、拆装工具和起重设施； C．切断发酵罐电机总电源，并设有禁止启动的警示牌； D．清洗发酵罐，隔断与其它设备各连接管路，并悬挂标志牌； E．进罐前，应彻底将罐内气体排除，人员在罐内作业过程中，应不断换进新鲜空气，必要时检修人员应配带防毒呼吸器，罐外必须设人监护；
发酵罐溶氧速率测定实验 一、实验目的 了解机械搅拌通风式发酵罐的搅拌功率、搅拌转速及通风量三者之间的关系及其对溶氧速率的影响。学习测量液体中溶解氧的方法。 二、实验任务 1、测定不同风量、不同转速下的溶氧速率及功率消耗 2、研究风量、转速及功率消耗对溶氧速率的影响 三、实验装置 本实验装置的主要组成部分是一台小型机械搅拌通风式反应器（发酵罐），总容积5 L，装有两档六弯叶涡轮搅拌器。搅拌器可无级变速，这是通过调压变压器改变输入搅拌电机的电压实现的，其实际转速由转速数字显示仪配合光电转速传感器测量和显示，所消耗功率由电流表和电压表显示。 四、实验原理及方法 好气性微生物在深层液体中培养是利用溶解状态的氧，所以反应器的溶氧速率是标志该反应器性能的一个重要参数。通常，在恒定搅拌转速时，风量增大，溶氧速率应增大，风量一定时，搅拌转速的改变能改变气泡的分散度，亦即改变气-液两相接触界面和接触时间，液体中含气量的变化会引起液体密度的变化，从而使搅拌功率发生变化。 本实验是测取常压状态下，不同风量、不同转速时的溶氧速率及其功率消耗，具体步骤如下： 1、向反应器内注入3.5L自来水，在慢速搅拌下加入1.07g硫酸铜作催化剂，加入0.4g无水亚硫酸钠以除去水中的氧。 2、当溶氧值降至0％时，通入空气，保持低通风量一段时间，以确保无水亚硫酸钠反应完全。在溶氧值升至12%左右，调准所要求的风量及搅拌转速、记录此时的搅拌功率。
3、液体中溶氧值开始升高后，用秒表记录溶氧值升至20％、30％、40％、50％、60％所需要的时间。 4、当溶氧值大于60％后，停止通风，搅拌器维持低速搅拌，重新加入0.4g 无水亚硫酸钠去氧，然后重复2、3步骤，测取另一组数据。 五、实验结果(由溶氧浓度12％开始计时) 1、搅拌转速为100r/min时，其电流恒为0.13A，电压为15V，其他各项数据为：表一： 2、搅拌转速为150r/min时，其电流恒为0.13A，电压为20V，其他各项数据为：表二：
发酵罐基本操作流程 一.启动电脑 1.连接电源插座，打开电脑电源开关。 2.进入电脑操作界面，密码1155。 3.小罐为编号1,最大容积10L,装入液体最少5L,最多8L。 4.大罐为编号2,最大容积50L,装入液体最少20L,最多40L。 二.灭菌 1.使用前准备:必须对蒸汽发生器及空气压缩机进行排污,发酵罐所有阀门关闭,但最下面排水阀门打开（黑色直形搬到和管道平行）。 2.升温阶段:打开蒸汽发生器,等达到0.4MPa,打开进夹套蒸汽开关（红色园形）至最大，搅拌打开，温度到80度以后关闭搅拌，排水阀关小一点，打开进罐蒸汽阀门（红色园形），在灭菌过程中进气压力要始终高于罐后压力。在接近121度时把尾气排气阀（黑色园形）和排水阀（黑色直形）稍微开点，以振动低温蒸汽和夹套中的冷凝水，有利于升温。 3．保温阶段：若T>121度，先关进小夹套蒸汽开关和进罐蒸汽阀门（微调），若继续升温，打开排水阀（微调），确保温度维持在119-123度之间。 5.吹干过滤器: 关闭蒸汽发生器，关闭进夹套蒸汽阀门和进罐蒸汽阀门（红色园形），关闭气体进罐球阀（黑色园形）。打开过滤器后面的排水阀门（一黑一蓝两个圆形阀门）；找开空压机，打开进气阀（黑色直形）和气体流量计开关（黑色园形），等待两个白色胶管变凉（不
烫手，约5min）后，关闭一黑一蓝两个排水阀。 6. 降温阶段：打开空气进罐开关至最大，打开尾气阀至适当开度，使空气进罐。在控制面板上将加热开关关闭。打开总进水阀门（黑色直形）、出水阀和加热器进水阀（兰色直形），进行降温，温度低于90度时可适当开搅拌加速降温。 7．接种：温度降至需要温度时进行接种。关闭空气，点上火圈，在火焰保护下接种，接种完毕后将接种口盖灼烧灭菌后盖上。打开空气，将气体流量和罐压调至合适的值后开始发酵。 注意事项： 整个过程中防止烫伤！ 发酵过程中罐压不能掉零！ 操作过程比较复杂，生手一定要在有经验的人指导下进行操作！ 设置参数不能随便改动！ 空压机定期排水、蒸汽发生器每用完一批排污！
生物反应器课程设计 -----啤酒露天发酵罐设计 姓名：周若飞 班级：生工091 学号：3090402130
目录 一、啤酒发酵罐结构与动力学特征 1、啤酒的概述 2、啤酒发酵容器的演变 3、啤酒发酵罐的特点 4、露天圆锥发酵罐的结构 5、发酵罐发酵的动力学特征 二、露天发酵罐设计 1、啤酒发酵罐的化工设计计算 2、发酵罐热工设计计算 3、发酵罐附件的设计及选型 三、发酵罐的计算特性和规范 1、技术特性 2、发酵罐规范表 四、发酵罐设计图
一、啤酒发酵罐结构与动力学特征 1、啤酒的概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 2、发酵罐的发展史 第一阶段：1900年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单的温度和热交换仪器。 第二阶段：1900-1940年，出现了200m3的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。 第三阶段：1940-1960年，机械搅拌，通风，无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。
实验四发酵罐溶氧速率测定实验 一、实验目的 了解机械搅拌通风式发酵罐的搅拌功率、搅拌转速及通风量三者之间的关系及其对溶氧速率的影响。学习测量液体中溶解氧的方法。 二、实验任务 1、测定不同风量、不同转速下的溶氧速率及功率消耗 2、研究风量、转速及功率消耗对溶氧速率的影响 三、实验装置 本实验装置的主要组成部分是一台小型机械搅拌通风式反应器（发酵罐），总容积5 L，装有两档六弯叶涡轮搅拌器。搅拌器可无级变速，这是通过调压变压器改变输入搅拌电机的电压实现的，其实际转速由转速数字显示仪配合光电转速传感器测量和显示，所消耗功率由电流表和电压表显示。 四、实验原理及方法 好气性微生物在深层液体中培养是利用溶解状态的氧，所以反应器的溶氧速率是标志该反应器性能的一个重要参数。通常，在恒定搅拌转速时，风量增大，溶氧速率应增大，风量一定时，搅拌转速的改变能改变气泡的分散度，亦即改变气-液两相接触界面和接触时间，液体中含气量的变化会引起液体密度的变化，从而使搅拌功率发生变化。 本实验是测取常压状态下，不同风量、不同转速时的溶氧速率及其功率消耗，具体步骤如下： 1、向反应器内注入3.5L自来水，在慢速搅拌下加入1.07g硫酸铜作催化剂，加入0.4g无水亚硫酸钠以除去水中的氧。 2、当溶氧值降至0％时，通入空气，保持低通风量一段时间，以确保无水亚硫酸钠反应完全。在溶氧值升至12%左右，调准所要求的风量及搅拌转速、记录此时的搅拌功率。 3、液体中溶氧值开始升高后，用秒表记录溶氧值升至20％、30％、40％、50％、60％所需要的时间。 4、当溶氧值大于60％后，停止通风，搅拌器维持低速搅拌，重新加入0.4g 无
发酵操作规程（空气系统，种子罐，发酵罐）： 一,使用前的技术准备 1 . 上岗前的技术培训：发酵罐是机电一体化的高科技设备,因此; 操作人员上岗前必须进行技术培训,使他们熟悉整个系统的工作原理,管路, 阀门的操作程序,并对空压机,能正确操作使用.未经培训 的人员,不得单独上岗操作. 2. 设备使用之前, 应先检查电源是否正常, 空压机, 循环水系统是否能正常工作. 3. 检查系统上的阀门, 接头及紧固螺钉是否拧紧. 4. 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. 5. 溶氧仪, pH 仪, PLC 系统应根 据使用说明书进行检查, 校正. 6. 上岗人员对上述各项必须能熟练操作. 二,空消在投料前,气路,料路,发酵罐必须用蒸汽进行灭菌,消除所有死角的杂菌,保证系统处于无菌状态. 1. 空气管路的空消( 1 ) 空气管路上有除水减压阀,和除菌过滤器.除水减压阀不能用蒸汽灭菌,因此在空气管路通蒸 汽前,必须将通向除水减压阀的阀门KQF1 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40 分钟左右,压力０.1Mpa, 设 备初次使用或长期不用后启动时, 当最好采用间歇空消, 即第一次空消后, 暂定2～3小时再空消一次, 以便消除芽孢. (4) 经空消后的过滤器, 应通气吹干, 约30 分钟, 然后将气路阀门关闭. 2. 发酵 罐空消(1)发酵罐是将蒸汽直接通入罐内进行空消. (2) 空消时, 应将罐上的接种口, 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0.13～0.15Mpa. (3) 空消时间为30 分钟, 特殊情况下, 可采用间歇空消. ( 4) 空消结束后, 应将罐内冷凝水排掉. 注意: 1.发酵罐空消时, 应将夹套内的水放掉, 空消时最好 将夹套排水阀打开, 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. 三,实消:实消是当罐内加入培养基后,用蒸汽对培养基进行灭菌的过程. 1. 空消结束后, 首先需将pH, Do 电极校正好后装入罐体中的接头中, 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. 2. 一般培养基的配方量以罐体全容积７０—７５%左右，根据培养基的泡沫而定。考虑到冷凝水和接种量因素, 水量约为罐体全容积的50~60% 左右, 考加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, 实消先
发酵罐安全操作规 程
发酵罐安全操作规程 1．目的 经过建立发酵罐安全操作规程并严格执行，确保发酵罐安全运行。 2．适用范围 本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。 3．职责 3．1生产部负责本规程的组织制定。 3．2操作人员负责本规程的实施。 4．内容 4．1检修类别及间隔期 4．1．1检修类别 发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。 4．1．2检修间隔期 A．小修：每2个月进行一次。 B．中修：每10个月进行一次。 C．大修：每30个月进行一次。 D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。 4．2检修内容 4．2．1小修 A．检查紧固各部件连接螺栓。
B．检查、调整机械密封端面的压力。 C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。 D．检查、检修转动部件的磨损件。 E．检查、调整传动皮带的松紧度。 F．检查附属的仪器仪表和电控装置。 G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。 H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。 4．2．2中修 A．包括小修内容； B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件； C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件； D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承； E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件； F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点； G．检查、修理各仪表及控制装置； H．整体修补保温层及涂漆。 4．2．3大修（包括中修内容）
实验十一发酵罐的构造及操作 一、实验目的 1、了解发酵罐的结构和原理。 2、学习发酵罐的空消操作步骤。 二、实验原理 按照生物反应器的类型，发酵罐可分为三大类。（1）敞口式发酵：属于繁殖速度快的好氧发酵，例如酵母工业；（2）半密闭式发酵：如酵母菌等的发酵，大多数情况下属于不是很严格的厌氧发酵；（3）密闭式发酵：主要是好气性的液体深层培养，要求复杂，但无菌程度高。 发酵罐的主要部件包括以下几部分。罐体：主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好（防止菌体被污染）；罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；空气处理系统，用来供给菌体生长所需要的空气或氧气；蒸汽净化系统以供给发酵罐空消及实效所需蒸汽；罐体上有控制传感器，最常用的有pH电极和容氧电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化。此外有些发酵罐还配备有电气控制系统，用来显示和控制发酵条件等等。 三、实验材料 种子发酵罐
四、实验内容 1．型发酵系统的构造，以及各个部分的功能 （1）构造：发酵系统由三大组块构成：空气压缩机，蒸汽发生器，自控发酵罐体 （2）空气压缩机：用来供给菌体生长所需要的空气或氧气蒸汽发生器：供给发酵罐空消及实效所需蒸汽 罐体：主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好（防止菌体被污染）；罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；罐体上还有控制传感器，最常用的有pH电极和容氧电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化。 2．发酵罐空消的流程和具体操作步骤 （1）空消流程： （2）具体操作步骤： 3．发酵罐空消时的注意事项 （1）升温过程中所有的控制按钮必须处于关闭状态或单片机处于关机状态，否则自动冷却水会自动开启，影响升温，也浪费蒸汽。（2）在灭菌过程中，应时刻注意罐压，并控制在0.11～0.12MPa之间，请勿超压 （3）当蒸汽阀关闭后，发酵罐内的压力会迅速下降，为防止发酵罐
第六章 发酵过程作业参考答案 1、简述补料分批发酵的定义及优缺点、分类。（20分） 答：补料分批发酵又称半连续发酵或培养，是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。（4分）补料分批发酵与传统分批发酵相比，其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点：1）可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧的矛盾。2)避免培养基积累有毒代谢物。3）与连续发酵相比，补料分批发酵不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题，其应用范围十分广泛，包括抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有机酸、及高聚物等、4）在发酵的不同时间不断补加一定的养料，可以延长微生物对数期的持续时间，增加生物量的积累和静止期代谢产物的积累。（8分）补料分批发酵可以分为两种类型：a: 单一补料分批发酵：在开始时投入一定量的基础培养基，到发酵过程的适当时期，开始连续补加碳源和(或)氮源和(或)其他必须基质，直到发酵液体积达到发酵罐最大工作容积后停止补料，将发酵液一次全部放出。这种操作方式称为单一补料分批发酵，由于受发酵罐工作容积的限制，发酵周期只能控制在较短的范围内。（4分）b 重复补料分批发酵：重复补料分批发酵是在单一补料分批发酵的基础上，每隔一定时间按一定比例放出一部分发酵液，使发酵液体积始终不超过发酵罐的最大工作容积，从而可以延长发酵周期，直至发酵产率明现下降，才最终将发酵液全部放出．这种操作方式既保留了单一补料分批发酵的优点，又避免了它的缺点。（4分） 2、通过哪些手段可提高发酵过程的溶氧量并分析比较各种措施的效果。（３０分） 答：(1) 提高KL a KL a 与其中的主要影响因素的函数关系可以使用下式表示： 对于牛顿型流体发酵液， KL a 的关联式可简单表示为： （２分） ①搅拌效率对KL a 的影响：一般情况下，高转速可有效地提高 KL a ，但太大或搅拌器的类型不当也会损伤菌丝，或产生漩涡，反而降低混合效果。对于高粘度的流体，转速、器型的影响会更明显。 ②气体流速对KL a 的影响：由上式得知：提高WS ，即提高通气量Q ，也可以有效的提高KL a 。研究表明，当通气量Q 较低时，随着通气量Q 的增加，WS 空气表观线速度也会增加。但Q 过大时，搅拌器不能有效地将空气气泡充分分散，而在大量气体中空转，形成所谓的“过载”现象 。会导致Pw/V 会随着Q 的增加而下降，即单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下降。 ③设备参数的影响：式中的α、β与发酵罐的大小、形状、搅拌器的类型等因素有关。Bartholomew 研究指出，9L 的发酵罐的α为0.95；0.5m3的发酵罐，α变为0.67；而27~57m3的发酵罐的α变为0.5。搅拌器的类型不同，α、β值的大小也不相同，对于α值，弯叶>平叶>箭叶；对 ),,,,,,,(g D W N d f K L s L a σρη=βαs w L W V P K K a )(=