抗生素发酵系统工艺配管设计

3 　无菌空气系统
抗生素发酵生产所用菌种一般为好氧菌,只有保证培养液中一定的溶解氧,菌种才能正常的生长及有效的生产,因此,无菌空气的连续供应是十分必要的。无菌空气一般由空压站供给已除油除水的压缩空气,至发酵厂房压力约0. 2MPa 。压缩空气经车间总过滤器初滤后进入车间,分别经预过滤及精过滤(过滤精度0. 01μm) 进入种子罐、发酵罐。对于由厂区空压站集中供气的发酵车间,由于空气经长距离输送温度降低,相对湿度增大,而总空气过滤器及预过滤器的过滤介质一般均为亲水性滤材,空气中湿度过大会使过滤效率降低,因此,在进车间总过滤器前一般需加设套管加热装置,使空气温度升高至适当温度再进入车间过滤系统。车间内每一级种子罐和发酵罐的空气管路均为独立主管(由车间主管引出的次主管) ,然后分别经无菌过滤后进入单台设备。补料系统用无菌空气一般不与种子罐或发酵罐共用次主管系统,亦由车间主管接出次主管经无菌过滤后至补料设备。考虑到补料系统的运作基本是连续的,设计时应根据生产要求的灭菌频次及补料种类、补料操作特点决定补料用空气过滤器系统的数量。
4 　灭菌蒸汽系统
灭菌处理过的培养基和无菌压缩空气是发酵生产的两大基本要素,而蒸汽灭菌系统则是整个生产无杂菌化的有力保障。饱和蒸汽主要用于工艺设备和管路系统(包括空气过滤器) 的灭菌及物料(包括培养基和发酵过程补料) 灭菌。作为灭菌用蒸汽,其接入设备和管路的基本原则就是要使设备及管路在灭菌过程中不留死角,且排气顺畅。况且,由于发酵生产是连续的,而灭菌操作是间歇性的,配管设计时一定要保证灭菌操作时致影响其它设备的正常生产。空气过滤系统由于预过滤器耐温、耐湿性能不足,蒸汽灭菌配置时,一般只对无菌空气精过滤器进行灭菌,而与预过滤器设阀门隔开。
5 　阀门选用
发酵系统所用阀门除自控系统外,公用工程管路的手动阀门一般宜选用隔膜阀。这是由于其它类型的阀门阀体较大,阀较重,加重了管路负担,而隔膜阀阀体小,重量轻,操作方便,易于维护。空气阀门在进入总空气过滤器前可选用蝶阀。在过滤器系统及过滤器后宜选用阀体较短的改进的球阀或带有排泄口的抗生素阀。蒸汽阀门建议选用柱塞阀或密封效果较好的抗生素阀。工艺物料阀门除补料自控系统一般选用自控隔膜阀外,其它阀门一般选用改进的短式(仿意大利) 球阀或抗生素阀。所谓抗生素阀,是国内一些厂商根据抗生素发酵行业的生产特点,在截止阀的基础上进行技术改造:增加排泄孔、增强密封性能、减少内部积料、消除消毒死角等以满足发酵生产蒸汽灭菌和放料需要。不过,目前该类阀门尚无统一的国家或行业标准,甚至连代号都不统一,这给设计选用带来一些不便。由于生产的连续性及要满足管路灭菌要求,一般公用系统(冷却水、蒸汽、空气) 分支管路根部设置截止阀,以便于故障处理,而工艺物料放料及移种管路一般设置双阀以利设备和管路分别灭菌操作。
管道设计以满足生产工艺要求为基本原则,本文只是针对抗生素发酵管路系统设计谈一些自己的设计思路和体会。