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從四大方面分析發酵罐染菌的原因

來源:杭州惠合機械設備有限公司  發布日期:2017-06-06  點擊次數:2291

  抗生素生產一般采用純種發酵,在生產中出現染菌問題是不可輕視的。輕度染菌會影響到本批發酵產品的單位和收率,還可能會為下批生產埋下繼續染菌的禍根,嚴重的染菌除嚴重影響產品產量和質量外,極可能造成生產不能有序進行或無法進行。尤其是發酵罐處在發酵的最末階段,其染菌直接影響到產品優劣和得率,染菌的途徑也很多,筆者在深入一線實踐的過程中總結了一些經驗,對于預防發酵罐染菌有一定的幫助。下面結合實際生產對抗生素發酵罐染菌原因從物料、設備、蒸汽(空氣)和人為因素等方面作以分析。

發酵罐

發酵罐

  1、物料因素造成發酵罐染菌

  1.1 物料在存放中變性 由于庫房條件所限,物料在存放中會受到擠壓、受潮而結塊,這些塊狀固體物在消毒當中蒸汽難以穿透,從而有可能染菌。

  若購入的物料粒度太大(如玉米粉中摻雜有較多玉米粒)這樣的培養基進入發酵罐在滅菌時很難被完全“煮熟”,這也是染菌可能性之一,對此應在打料泵后裝置篩板過濾器來解決。筆者在實踐中還發現有因物料發霉而造成染菌的情況,這樣即使該批發酵液運轉下去也會影響產品質量。

  1.2 培養基中豆油對消毒質量的影響 抗生素發酵常將食用豆油作為碳源和消泡劑,其用量較大(約占培養基總體積的26.7%),當進行消毒時會在雜菌菌落周圍形成一層油膜而起到屏障作用,難以消透,這就需要有較高的溫度和壓力將其破碎以達到徹底滅菌目的。

  1.3 原料產地不同的影響穩定原料產地是抗生素生產所必須的,不同的產地,其原料的優劣、主要成分含量、pH值及粒度等指標都是不同的。頻繁變換原料產地,會造成消毒困難(如豆油產地變更會造成培養基消后泡沫過大,極可能造成冒頂逃液染菌),同時原料產地的變更會影響發酵水平。

  2、設備因素造成發酵罐染菌

  結構符合生產工藝要求,制作精細的發酵罐是保證生產正常運行的前提,及時檢修是保證生產順利、有序進行的必要措施。

  2.1 罐內設備對消毒的影響 發酵罐內擋板、蛇管、支架等部件的合理尺寸,合理安裝,攪拌槳類型的合理選用是保證發酵罐罐內狀態的必須因素。

  2.1.1罐內部件因素造成染菌在實踐當中多次遇到罐內部件出現脫落、受損而使消毒工作不能順利進行的情況;瓦套緊固、放置不當造成死角而使罐內消毒后有雜菌;蛇管出現滲漏;罐底加強板焊縫裂開出現死角而染菌;軸封不嚴;空氣環流管上的小氣孔被堵使其內部存在殘料而導致染菌等情況。

  2.1.2 罐內管路因素造成染茵發酵罐內管道走向、分布是否合理會影響消毒質量,管徑的選擇有嚴格要求的,這些因素應在設計時充分考慮。在生產中要特別注意罐內管道是否受損,如由于消毒時進汽過猛而

  造成焊縫開裂,長期使用罐內管道易出現電化腐蝕而穿孔,應認真檢查、及時補救,以免對設備造成更大的損壞和進一步影響發酵水平。

  2.2罐體外設備因素造成染菌

  2.2.1 靠罐閥門的影響 靠罐閥門是直接接觸發酵液的,對其檢修必須認真仔細,一般這類閥門因承壓關系易出現泄漏或料液倒流而結垢、墊片受損程度大、緊固螺帽脫落及密封圈破損等情況,而這些情況若不及時解決極可能造成染菌。

  2.2.2 移種管路因素的影響移種管路由于使用頻繁,其中會有積料,而這些積料在下次管道消毒時會積于移種二道閥,也可能會使移種管路抗生素閥堵塞而造成管道消毒不徹底,從而導致發酵罐染菌,故而移種管路要定期進行檢修,保證其“無菌性”。

  3、蒸汽(空氣)因素導致發酵罐染菌

  蒸汽和無菌空氣是抗生素發酵生產中的必需品,其質量對于發酵水平起著決定性的作用。

  3.1 蒸汽因素造成染菌蒸汽是抗生素發酵生產的命脈,泰樂菌素采用純種發酵對蒸汽質量的要求更高。

  3.1.1 蒸汽類型對消毒的影響 蒸汽主要有3種,即飽和蒸汽、不飽和蒸汽和過飽和蒸汽。飽和蒸汽指蒸汽溫度和壓力達到熱力學平衡,蒸汽當中最后一滴水恰好完全轉變為氣態。其熱量較高,潛熱較大,具有較強的穿透能力,是生產中理想的蒸汽狀態;不飽和蒸汽即飽和蒸汽中帶有水分,常由于輸送中能量損失而形成,熱量較低,穿透力差;過飽和蒸汽即飽和蒸汽溫度繼續升高形成(壓力不變時),它雖有高于飽和蒸汽的溫度但穿透力很差。所以蒸汽的優劣是滅菌的關鍵之一,如果生產企業所用熱電廠蒸汽一直不穩定,時有過熱和不飽和情況產生,會造成消毒工作不能正常進行,滅菌效果不佳,染菌機會倍增。

  3.1.2擁有合理的蒸汽管線設計蒸汽管路時要充分考慮其走向和連接是否影響蒸汽質量,一般可遵循如下原則:(1) 安裝合理,不留多余甩頭,減少死角;(2)考慮停閉蒸汽的安全性,如冷水管路、空氣管路和蒸汽支管的連接等;(3)蒸汽總管和支架上盡量少裝閥門;(4)做好蒸汽管路的清理工作。合理、科學的管路分布能夠最大程度地降低蒸汽損耗,盡量保證滅菌用汽的飽和性,增強滅菌效果。

  3.2空氣因素的影響無菌空氣既能維持罐內壓強,又為好氧菌提供溶氧。

  3.2.1理想的空壓機 以前采用的油潤滑空壓機,其壓縮產生的高溫使潤滑油帶人空氣對過濾器造成污染,嚴重者進入發酵罐造成染菌,同時由于壓縮效果不佳常有水帶入管道,油水會使過濾器效能降低染菌率很高。鑒于此,我們選用水潤滑的往復式空壓機,其二次壓縮的功能可保證空氣無菌,同時降溫中采用露點排水能有效減少水分含量,為發酵帶來好處。

  3.2.2 空氣管路的清潔鑄鐵管道帶銹嚴重地損害了各級過濾器膜芯,使公司在經濟上受損,使發酵水平受限,染菌由此而多。自空壓機至總過濾器宜采用拋光性能好的不銹鋼管道,這樣能避免由鑄鐵管道中帶來鐵屑。

  4、人為因素的影響

  抗生素生產從設計到產品始終都離不開人,人為因素在染菌上占有一定的比重,所以在科學的生產工藝條件下規范人員的操作,制定合理的崗位操作規程并嚴格執行,是保證生產的必要措施。其前提是增強員工

  的責任心,消毒工作要求員工百密不疏、精心細致地操作,做到責任心與技能并重。比如,在升溫不到100℃時控制排汽閥進行升壓,是造成假壓的因素之一,因為罐內的不凝氣體未被完全排出,這樣事實上的保溫保壓過程是不會徹底殺死雜菌的,反而增加了染菌幾率;檢修靠罐閥時不精心造成泄露而染菌;保壓期間沒有密切注意罐壓與總汽壓變化,造成培養基倒流而未采取相應措施造成滅菌不徹底等等,所以高超的技能背后還要有很強的責任心,這樣才能盡可能地降低染菌機會。

  5、解決染菌的途徑

  5.1 物料方面 物料應存放于干燥通風之處,嚴格控制庫內溫度、濕度避免受潮變質,同時應有足夠的空間存放物料,并且做到“先入先出”,免于長期密集堆壓而結塊、發熱變壞;把控來料質量,穩定產地,級別要合乎標準。

  堅持合理的投料次序即在占預配體積2/3的常溫飲用水中依次投入無機鹽類和其它固體料,投完料再加入飲用水到規定體積,充分攪拌(嚴禁熱水投料,防止結塊,造成滅菌不徹底)?刂坪线m的打料體積,打料體積過小,裝料系數底,發酵總億下降;打料體積過大,易出現泡沫頂罐引起跑料、染菌,造成損失。

  5.2 設備方面罐內清洗仔細,不能有殘料,避免其結成焦化物,而埋下染菌禍根。

  嚴密檢查罐內部件的密封性、緊固性,防止檢修不到位造成的生產事件,應仔細檢查蛇管是否有滲漏,避免嚴重染菌。

  檢查各支管、法蘭、閥門(尤其是靠罐閥門)的嚴密度及通暢情況;檢查閥座、閥芯有無焦化物和料液存在,若有應及時徹底清除,避免雜菌滋生,引起染菌。

  及時清除罐內檔板背后、攪拌軸底瓦支架、蛇管靠罐壁面及其支架底部等死角;罐外自控補料系統進排汽不到的死角。

  定期做好罐體與靠罐部件、自控補料系統和移種管路的嚴密性檢查工作,可以保證實罐滅菌、移種及補料過程的無菌性,也為純種發酵過程增加安全系數。

  5.3 空氣(蒸汽)方面

  5.3.1 空氣系統定期檢查、清掃、更換預過濾器,中高效過濾器芯,輔以相應的檢測手段,使之始終保持性能良好穩定;對高效過濾器進行高溫滅菌頻次不宜過高;更換各級過濾器芯應集中完成,以減少空氣壓力、流量不穩定造成的染菌機會;考慮氣候因素,各級過濾器和空氣管道上的排氣閥應保持暢通,以免積水而滋生雜菌。

  5.3.2 蒸汽質量的保證抗生素實罐滅菌要求總蒸汽壓力不得低于0.400 Mpa,移種管路滅菌時末端壓力不得低于0.250 Mpa。實罐滅菌要求各路進汽依據管道尺寸、蒸汽壓力盡量做到平衡,避免進汽不均,罐內局部溫度不同而影響滅菌效果。要根據不同的蒸汽類型,總結不同的滅菌方法,使培養基得到良好的滅菌。

  6、結語

  染菌的途徑和原因是多方面的,諸如當地氣候變化,當地空氣質量,設備條件,設計系統因素,工藝條件,人員職業素質等等,抗生素工作者還需尋求更多的途徑來達到避免染菌的目的。據統計引起發酵罐染菌的因素及其所占比重見表1。

  分析染菌原因也可從以下方面判斷:從染菌時間分析,發酵早期染菌可能原因有種子帶菌、培養基或設備滅菌不徹底、移種操作不當、空氣帶菌等;發酵后期染菌可能原因有補料時污染、設備滲漏、操作問題等。從菌型上分析,若染芽孢桿菌,可能是培養基或設備滅菌不徹底、空氣帶菌引起。從染菌規模上分析,若大面積染菌,且所染的是同一種雜菌,一般是空氣系統出現問題,若個別罐連續染菌一般是設備問題。

  總而言之克服染菌是一項長期而復雜的工作,要求生產人員既有相應的理論知識,掌握滅菌的原理,又有豐富的實踐經驗,較強的分析和解決問題的能力,同時要多關注細節,加以重視才能有效的遏制抗生素生產中的染菌問題。

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