下面筆者談下藥廠設(shè)計之培養(yǎng)基與發(fā)酵設(shè)備的滅菌操作。發(fā)酵培養(yǎng)基與發(fā)酵設(shè)備的滅菌一般采用濕熱滅菌,即直接用蒸汽滅菌。蒸汽在冷凝時釋放出大量濕熱,并具有強大的穿透力,且在高溫及水分存在的條件下,微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)極易凝固而引起微生物的死亡。故濕熱滅菌具有經(jīng)濟和快速的特點,廣泛應(yīng)用于培養(yǎng)基和設(shè)備的滅菌。
根據(jù)滅菌方式不同,培養(yǎng)基滅菌分為實罐滅菌(實消或分批滅菌)和連續(xù)滅菌(連消)兩種。發(fā)酵設(shè)備的滅菌可采用實罐滅菌、空罐滅菌。
生產(chǎn)實踐證明,滅菌溫度較高而時間較短,要比溫度較低而時間較長好。例如對同樣的培養(yǎng)基進(jìn)行126~132℃、5~7min的連續(xù)滅菌,其所得的培養(yǎng)基質(zhì)量要比一般采用120℃、30min的實罐滅菌好,可以獲得較高的發(fā)酵水平。但連續(xù)滅菌的不足之處是需要設(shè)備較多,操作麻煩,染菌的機會也相應(yīng)增多。
采用實罐滅菌時,由于需要在罐內(nèi)加熱和冷卻培養(yǎng)基,這段時間發(fā)酵罐不能用于發(fā)酵。故實罐滅菌中進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)的時間要比連續(xù)滅菌少,即發(fā)酵設(shè)備的利用率較低,且使用蒸汽比較集中,這是它的缺點。但實罐滅菌的操作比較簡便,染菌機會少,而且當(dāng)采用較低的冷卻水溫和較大的冷卻面積時,并不影響培養(yǎng)基質(zhì)量,所以設(shè)計中多采用實罐滅菌。根據(jù)實際使用經(jīng)驗,在實罐滅菌的基礎(chǔ)上,設(shè)計時可以采用加大配料罐體積和臺數(shù)或增加預(yù)熱罐,即讓大部分料液在進(jìn)發(fā)酵罐之前即預(yù)熱到50~60℃,減少在發(fā)酵罐內(nèi)的加熱時間,從而提高設(shè)備的利用率。
(1)藥廠設(shè)計之實罐(分批)滅菌
發(fā)酵罐上一般裝有空氣進(jìn)口管、排氣管、接種管、補料管、調(diào)節(jié)pH值的酸堿管、取樣管及控制培養(yǎng)基溫度的降溫水管道(降溫水管道與罐內(nèi)不通)。
實罐滅菌是將培養(yǎng)基在配料罐中配好后,通過專用管道輸入清潔的發(fā)酵罐中,然后開始滅菌。發(fā)酵罐滅菌時先將各排氣(汽)閥打開,將蒸汽引夾套或蛇管進(jìn)行預(yù)熱,待罐溫升到80~90℃,將排氣閥逐漸關(guān)小。接著將蒸汽從進(jìn)氣口、排料口、取樣口等直接通入罐中(如有沖視鏡管則也一同進(jìn)汽)升溫、升壓。目前,多數(shù)生產(chǎn)廠家采用不預(yù)熱、直接進(jìn)蒸汽,逐漸提高罐溫、罐壓,待罐溫上升到118~120℃、罐壓維持在0.09~0.1MPa(表壓)后,保溫30min。滅菌過程中要間斷或連續(xù)開動攪拌,以利泡沫破裂。
(2)藥廠設(shè)計之空罐滅菌
空罐滅菌是先從罐頂通入蒸汽,將罐內(nèi)所有空氣從底部排出,用蒸汽保壓30min后,壓出罐內(nèi)冷凝水,然后關(guān)緊排氣閥,繼續(xù)悶罐滅菌30min,保持罐壓不變。
(3)藥廠設(shè)計之連續(xù)滅菌
連續(xù)滅菌前應(yīng)先對發(fā)酵罐加熱器、維持設(shè)備、冷卻設(shè)備進(jìn)行(空罐)滅菌,然后才對培養(yǎng)基進(jìn)行連續(xù)滅菌。
(4)藥廠設(shè)計之種子罐滅菌
從取樣管、空氣管等將蒸汽引人罐內(nèi),將接種口帽放松1~2圈。預(yù)熱30~50min,當(dāng)罐溫、罐壓升至保溫規(guī)定范圍時,保溫30min在保溫過程中轉(zhuǎn)動接種口帽3~4次,使蒸汽從接種口帽的不同方向噴出,并隨時調(diào)整空氣管蒸汽閥和罐排氣閥的開度,以保證滅菌溫度和壓力。
(5)發(fā)酵罐附屬設(shè)備、空氣過濾器及管路的滅菌
發(fā)酵罐附屬設(shè)備包括補料罐、計量罐和油(消沫劑)罐等。補料罐的滅菌溫度視物料性質(zhì)而定,如糖水罐的罐頂表壓為0.1MPa,保溫30min。油(消沫劑)罐表壓為0.15~0.18MPa,保溫60min。以上設(shè)備一般可采用實消或空罐滅菌的方式。