广东工业大学环境科学与工程学院广东工业大学环境科学与工程学院广东工业大学环境科学与工程学院广东工业大学环境科学与工程学院 杨佐毅杨佐毅杨佐毅杨佐毅 yangzy2003@ 2010 yangzy2003@ 2010年年年年第二章第二章 设备与管道的清洗与杀菌设备与管道的清洗与杀菌 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 29/16/20242.1 生物工业加工设备与管道的卫生要求生物工业加工设备与管道的卫生要求2.2 常用清洗剂、清洗方法与设备常用清洗剂、清洗方法与设备 2.3 设备及管路的灭菌设备及管路的灭菌2.4 方便清洗消毒的设备及管路的设计方便清洗消毒的设备及管路的设计 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 39/16/20242.1 生物工业加工设备生物工业加工设备与管道的卫生要求与管道的卫生要求 染菌的危害：染菌的危害：1. 使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降能力的下降2. 杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降。
得率降低，产品质量下降3. 有些杂菌会分解产物，使生产失败有些杂菌会分解产物，使生产失败4. 杂菌大量繁殖后，会改变反应液的杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常值，使反应异常5. 如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 49/16/2024 防止染菌的措施：防止染菌的措施：Ø培养基灭菌培养基灭菌Ø通气发酵中进行空气过滤除菌通气发酵中进行空气过滤除菌Ø采用处于对数生长期，不含杂菌的种子液采用处于对数生长期，不含杂菌的种子液Ø注意接种室、设备及管路的灭菌注意接种室、设备及管路的灭菌Ø注意发酵中的无菌操作，例如流加物料、消注意发酵中的无菌操作，例如流加物料、消泡剂的灭菌泡剂的灭菌 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 59/16/2024设备与管道灭菌的意义设备与管道灭菌的意义Ø降低潜在的染菌可能降低潜在的染菌可能Ø满足法律法规对卫生条件的要求（食品和制药行满足法律法规对卫生条件的要求（食品和制药行业）业） 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 69/16/2024设备的污染与清洗设备的污染与清洗Ø培养基储罐：培养液富含糖、蛋白质等成分容易培养基储罐：培养液富含糖、蛋白质等成分容易引起结垢；硬水引起的结垢引起结垢；硬水引起的结垢Ø发酵罐易污染结垢：泡沫的影响，高黏度的真菌发酵罐易污染结垢：泡沫的影响，高黏度的真菌发酵和植物细胞培养，细胞容易附于反应器壁发酵和植物细胞培养，细胞容易附于反应器壁Ø分离纯化设备容易积累营养物质：板框过滤机、分离纯化设备容易积累营养物质：板框过滤机、微滤和超滤设备、色谱柱、输送管路等微滤和超滤设备、色谱柱、输送管路等Ø设备外部的清洗：及时清洗除去泄漏的营养物质设备外部的清洗：及时清洗除去泄漏的营养物质 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 79/16/20242.2 常用清洗剂、清洗方法及设备常用清洗剂、清洗方法及设备一、一、 生物工业常用清洗剂生物工业常用清洗剂 （（1）清洗剂：目前所有的清洗剂都是由）清洗剂：目前所有的清洗剂都是由酸或碱、表面活酸或碱、表面活性剂、磷酸盐或螯合剂性剂、磷酸盐或螯合剂混合而成混合而成 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 89/16/2024Ø一般一般酸的使用酸的使用比较少，只用于比较少，只用于溶解碳溶解碳酸盐积垢和某些金属盐积垢酸盐积垢和某些金属盐积垢Ø采用采用碱性蛋白酶碱性蛋白酶除蛋白质除蛋白质Ø最后的清洗步骤采用最后的清洗步骤采用去离子水去离子水 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 99/16/2024（（2）消毒杀菌剂）消毒杀菌剂 u 某些化学药剂能与微生物细胞物质发生反应某些化学药剂能与微生物细胞物质发生反应而具有杀菌作用。
如而具有杀菌作用如甲醛、氯（或次氯酸钠）甲醛、氯（或次氯酸钠）、二氧化氯、高锰酸钾、环氧乙烷、季铵盐、二氧化氯、高锰酸钾、环氧乙烷、季铵盐（如新洁尔灭）（如新洁尔灭）等3）特殊清洗试剂）特殊清洗试剂u色谱分离柱树脂的处理：容易被强碱洗涤剂色谱分离柱树脂的处理：容易被强碱洗涤剂破坏，可使用破坏，可使用6 M的氯化胍溶液的氯化胍溶液洗脱蛋白质洗脱蛋白质 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 109/16/2024 二、设备、管路、阀门等部件的清洗二、设备、管路、阀门等部件的清洗1 管件和阀门的清洗管件和阀门的清洗Ø人工清洗人工清洗ØCIP清洗清洗 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 119/16/2024Ø清洗过程中容器中液流速度清洗过程中容器中液流速度1.5 m/s；；20 minØ洗涤剂清洗时温度不可太高洗涤剂清洗时温度不可太高，，75℃℃为最高为最高Ø发酵反应结束后马上清洗发酵反应结束后马上清洗Ø设备清洗后干燥备用设备清洗后干燥备用 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 129/16/20242 罐的洗涤罐的洗涤Ø充满一定浓度的洗涤剂浸泡充满一定浓度的洗涤剂浸泡Ø采用水力喷射装置采用水力喷射装置ØpH和溶氧电极等传感器可拆卸下来另外洗涤和溶氧电极等传感器可拆卸下来另外洗涤Ø注意设备的热胀冷缩产生真空注意设备的热胀冷缩产生真空：例如加热洗：例如加热洗涤后转为冷洗会产生真空作用，装设真空卸涤后转为冷洗会产生真空作用，装设真空卸压装置压装置 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 139/16/20243 生物加工下游设备的清洗生物加工下游设备的清洗Ø采用采用CIP系统，洗涤剂和清水轮换洗涤系统，洗涤剂和清水轮换洗涤Ø采用去离子水采用去离子水Ø色谱柱：色谱柱：HPLC介质对高介质对高pH敏感，不耐受敏感，不耐受NaOH等碱性洗涤剂，用硅酸钠代替；在位清洗效果不等碱性洗涤剂，用硅酸钠代替；在位清洗效果不好时需要将填充基质拆卸下来清洗好时需要将填充基质拆卸下来清洗Ø设备的高径比是影响洗涤效果的重要参数设备的高径比是影响洗涤效果的重要参数 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 149/16/20244 辅助设备的清洗辅助设备的清洗 泵、过滤器、热交换器的清洗：泵、过滤器、热交换器的清洗：Ø空气过滤器：容易被发酵罐冒出的泡沫污染，空气过滤器：容易被发酵罐冒出的泡沫污染，必要时用人工清洗必要时用人工清洗Ø热交换器：适当提高介质的流速，防止培养基热交换器：适当提高介质的流速，防止培养基加热换热面上的结焦或焦化加热换热面上的结焦或焦化 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 159/16/20245 去热物质和内毒素去热物质和内毒素Ø采用采用0.1 M NaOH浸洗浸洗6 仪器清洁仪器清洁Ø甲醛熏蒸甲醛熏蒸 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 169/16/20243. CIP清洗系统及设备清洗系统及设备Ø所所谓谓CIP系系统统，，是是clean in place的的简简称称，，意即内部清洗系统。
意即内部清洗系统 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 179/16/2024ØCIP利用离心泵输送清洁液在物料管道和设备器利用离心泵输送清洁液在物料管道和设备器内进行强制循环，达到清洗目的而不需要对管道内进行强制循环，达到清洗目的而不需要对管道设备解体，提高设备利用率减少劳动强度设备解体，提高设备利用率减少劳动强度ØCIP清洗装置不仅能清洗机器，而且还能控制微清洗装置不仅能清洗机器，而且还能控制微生物繁殖，几乎被引进到所有的食品饮料及制药生物繁殖，几乎被引进到所有的食品饮料及制药等工厂，适用于制药厂物料管道和容器设备的就等工厂，适用于制药厂物料管道和容器设备的就地清洗，适用于食品类物料管道和设备的清洗地清洗，适用于食品类物料管道和设备的清洗 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 189/16/2024ØCIP清洗装置有以下优点：清洗装置有以下优点：⒈⒈能使生产计划合理化能使生产计划合理化及提高生产能力；及提高生产能力；⒉⒉与手洗相比较，不但没有因作与手洗相比较，不但没有因作业之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量；业之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量；⒊⒊能防止清洗作业中的危险，节省劳动力；能防止清洗作业中的危险，节省劳动力；⒋⒋可节可节省清洗剂、蒸汽、水及生产成本；省清洗剂、蒸汽、水及生产成本；⒌⒌能增加机器部能增加机器部件的使用年限；件的使用年限；⒍⒍CIP清洗装置分手动、半自动及清洗装置分手动、半自动及全自动三种可选方式。
全自动三种可选方式 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 199/16/2024Ø传统上洗涤剂传统上洗涤剂只使用一次只使用一次Ø若某设备只用若某设备只用于生产单一产于生产单一产品，则洗涤剂品，则洗涤剂可重复使用可重复使用 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 209/16/2024传统的一般清洗程序传统的一般清洗程序 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 219/16/2024啤酒罐啤酒罐CIP清洗系统清洗系统Ø啤啤酒酒发发酵酵罐罐的的容容量量正正在在逐逐步步增增大大，，这这类类发发酵酵罐罐大大部部分分安安装装在在室室外外，，原原来来的的清清洗洗方方法法已已不不适适用用，，必必须采用自动化的喷洗装置须采用自动化的喷洗装置ØCIP(Cleaning In Place) 清洗装置在被清洗的设清洗装置在被清洗的设备、容器及管路和洗涤液储罐间有循回导管形成备、容器及管路和洗涤液储罐间有循回导管形成闭路循环，进行完整彻底地清洗闭路循环，进行完整彻底地清洗CIP 清洗装置清洗装置可应用于糖化、发酵过滤及包装三个工序可应用于糖化、发酵过滤及包装三个工序。
生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 229/16/2024发酵罐发酵罐CIP 清洗工艺清洗工艺Ø经过一个生产循环周期（麦汁满罐、发酵、储存、经过一个生产循环周期（麦汁满罐、发酵、储存、滤酒）滤酒）,当发酵罐中发酵液过滤为清酒当发酵罐中发酵液过滤为清酒,空罐后即空罐后即进行进行CIP 清洗（选择酸洗或碱洗程序视设备情况清洗（选择酸洗或碱洗程序视设备情况而定）而定） 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 239/16/2024 清洗剂的要求：清洗剂的要求： ①①对麦汁、啤酒及酵母残渣有良好的溶解能力对麦汁、啤酒及酵母残渣有良好的溶解能力 ②②有良好的润湿能力，洗涤剂能到污垢中去迅速发有良好的润湿能力，洗涤剂能到污垢中去迅速发挥作用 ③③有良好的悬浮能力，能使疏松的污垢成为细颗粒，有良好的悬浮能力，能使疏松的污垢成为细颗粒，并使之成悬浮状态，不再沉滞于清洁物体表面并使之成悬浮状态，不再沉滞于清洁物体表面 ④④有良好的分散能力，能使不溶解的污垢粒子束缚有良好的分散能力，能使不溶解的污垢粒子束缚在悬浮体上，保持在溶液中。
在悬浮体上，保持在溶液中 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 249/16/2024 ⑤⑤有良好的钙溶解能力有良好的钙溶解能力,能把钙盐溶解到碱能把钙盐溶解到碱溶液中 ⑥⑥有良好的杀菌能力有良好的杀菌能力,使污垢中的洗涤剂溶液使污垢中的洗涤剂溶液和被清洗的设备无菌（如氢氧化钠）和被清洗的设备无菌（如氢氧化钠） ⑦⑦残留的洗涤剂与悬浮的污垢能被迅速冲洗残留的洗涤剂与悬浮的污垢能被迅速冲洗除去除去,不再重新污染不再重新污染 ⑧⑧对被清洗的设备不应产生腐蚀作用目前对被清洗的设备不应产生腐蚀作用目前国内常选用碱类：氢氧化钠；酸类：硝酸液；国内常选用碱类：氢氧化钠；酸类：硝酸液；80 ℃℃热水；清水热水；清水 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 259/16/2024酸洗程序酸洗程序碱洗程序碱洗程序 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 269/16/2024传统的一传统的一般清洗与般清洗与CIP 清洗清洗卫生指标卫生指标的比较的比较 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 279/16/2024 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 289/16/2024Ø 由于大罐建在室外，所由于大罐建在室外，所以以连接的管道要接的管道要长而且主管而且主管的管径必然要大，的管径必然要大， 一般一般为150 mm。
进行大型罐清洗工作的关键设备是喷嘴进行大型罐清洗工作的关键设备是喷嘴Ø 固定喷嘴固定喷嘴1，位于罐的上部，位于罐的上部;Ø 回转喷嘴回转喷嘴3，位于罐的下部位于罐的下部 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 299/16/2024Ø如果在大罐中加澄清剂，会在如果在大罐中加澄清剂，会在罐底形成沉渣层，故在罐的出罐底形成沉渣层，故在罐的出料处设一沉渣阻挡器料处设一沉渣阻挡器5Ø同同时时为为了了能能放放尽尽罐罐底底的的存存液液，，出料处应是一双重出口出料处应是一双重出口6 Ø沉沉于于罐罐底底的的沉沉渣渣固固形形物物具具有有一一定定的的经经济济价价值值，，应应该该回回收收，，所所以以在在洗洗罐罐时时要要尽尽可可能能少少用用水水冲冲出出沉沉渣渣，，以免稀释以免稀释 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 309/16/2024Ø啤酒进出站啤酒进出站13 ：是供嫩啤酒：是供嫩啤酒(麦汁麦汁)进入管、啤酒输出管进入管、啤酒输出管及清洗液返回管之间的联结，它位于罐出口底下，可用及清洗液返回管之间的联结，它位于罐出口底下，可用U形管在啤酒进出管与清洗液返回管之间进行任意联结。
形管在啤酒进出管与清洗液返回管之间进行任意联结 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 319/16/2024ØCIP循循环环单单位位设设在在酒酒库库内内，，包包括括微微型型开开关关7 (控控制制清清洗洗液液的的进进出出)、、控控制制盘盘8、、CIP供供应应泵泵9、、污水泵污水泵10 、水箱、水箱11 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 329/16/2024Ø控控制制盘盘8通通过过仪仪表表来来控控制制清清洗洗液液的的温温度度、、水水位位及及罐罐的的充充满与放空等程序满与放空等程序Ø清清洗洗液液进进出出阀阀和和通通气气管管4上上的的通通气气阀阀15的的控控制制与与CIP系系统统的的控控制制装装置置是是有有关关系系的的，，所所以以可可在在清清洗洗操操作作开开始始前前先将通气阀先将通气阀15开启 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 339/16/2024Ø 清洗液返回管线的位清洗液返回管线的位置是在通气管末端之下，置是在通气管末端之下，这样可以在这样可以在CIP清洗操作清洗操作时保证通气管时保证通气管4也能得到也能得到有效的清洗。
有效的清洗 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 349/16/2024Ø通通气气阀阀15位位置置应应在在罐罐内内的的清清洗洗液液的的液液位位之之上上，，可可防防止止清清洗洗后后由由于于罐罐的的冷冷却却而而造造成成真真空空，，因因为为它它可可以无阻地补入空气以无阻地补入空气Ø通气管通气管4下部还具有压力调节阀下部还具有压力调节阀14ØCIP消消洗洗工工作作程程序序是是自自动动控控制制进进行行的的，，从从控控制制盘盘8上上可可以以通通过过仪仪表表记记录下温度、压力及时间等参数录下温度、压力及时间等参数 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 359/16/2024清洗程序清洗程序(1)预预冲冲洗洗：：在在罐罐底底的的沉沉渣渣放放了了一一半半之之后后进进行行，，每每次次预预冲冲洗洗的的时时间间为为30秒秒，，进进行行10次次，，是是通通过过回回转转喷喷嘴嘴进进行行的的，，每每次次冲冲洗洗之之后后要要有有30秒秒的的排排泄泄时时间间，，主主要要排排去去底底部部的的沉渣2)在在箱箱底底被被冲冲干干净净后后，，用用足足量量的的水水充充入入CIP的的供供应应及及返返回回管管线线，，改改变变系系统统进进行行碱碱预预洗洗，，自自动动地地将将清清洗洗剂剂加加入入供供水水中中，，使使清清洗洗剂剂成成为为一一种种氯氯化化了了的的碱碱性性洗洗涤涤剂剂，，其其总总碱碱度度在在3000一一3300ppm之之间间，，用用这这种种碱碱液液循循环环16分分钟钟。
在在此此期期间间CIP供供应应泵泵吸吸引引端端注注入入蒸蒸汽汽，，使使清清洗洗液液温温度维持在度维持在32℃℃左右 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 369/16/2024(3)中中间间冲冲洗洗：：用用CIP循循环环单单位位的的水水罐罐来来的的清清水水进进行行4分分钟钟冲洗4)从从气气动动器器来来的的空空气气流流入入罐罐顶顶的的固固定定喷喷头头，，然然后后进进行行三三次次清清水水的的喷喷冲冲，，每每次次30秒秒，，从从罐罐顶顶沿沿罐罐的的四四周周冲冲洗洗下下来5)进进行行碱碱喷喷冲冲：：用用总总碱碱度度为为3500-4000ppm的的氯氯化化了了的的碱碱液液进进行行喷喷冲冲，，碱碱液液的的温温度度为为32℃℃左左右右，，喷喷冲冲循循环环15分钟 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 379/16/2024(6)用清水冲洗，将残留于罐表面及管线中的碱液冲洗干净用清水冲洗，将残留于罐表面及管线中的碱液冲洗干净7)最最后后用用酸酸性性水水冲冲洗洗循循环环，，以以中中和和残残留留的的碱碱性性，，放放走走洗洗水水，，使罐保持弱酸状况。
至此完成了全部清洗过程使罐保持弱酸状况至此完成了全部清洗过程 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 389/16/2024四、清洁程度的确认四、清洁程度的确认u目的：确保设备的卫生符合要求，防止目的：确保设备的卫生符合要求，防止交叉感染交叉感染Ø表面清洁程度的检验（表面清洁程度的检验（P409））Ø蛋白质污染物清洗的检验（蛋白质污染物清洗的检验（P410））Ø清洗后残留细胞的检验（清洗后残留细胞的检验（P410）） 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 399/16/20242.3 设备设备及管及管路的路的杀菌杀菌 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 409/16/20241 设备及管路的杀菌设备及管路的杀菌Ø蒸汽加热灭菌：蒸汽接触的所有表面均处于高温蒸蒸汽加热灭菌：蒸汽接触的所有表面均处于高温蒸汽的渗透之下，可将微生物细胞及其孢子全部杀死汽的渗透之下，可将微生物细胞及其孢子全部杀死Ø实验室培养基灭菌：实验室培养基灭菌：121℃(℃(表压表压0.1 0.1 MPaMPa) )，，15 min15 minØ小型发酵罐：小型发酵罐： 121℃℃，，45 min45 minØ大型发酵罐：大型发酵罐： 121℃℃，，1 h1 hØ灭菌时注意排除设备和管路中存留的空气，避免假灭菌时注意排除设备和管路中存留的空气，避免假压，可采用压，可采用５～５～0.２２ MPa的饱和蒸汽快速加热的饱和蒸汽快速加热 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 419/16/2024Ø阀门均应有利于清阀门均应有利于清洗、维护和灭菌洗、维护和灭菌Ø设备的各部分均可设备的各部分均可分开灭菌分开灭菌Ø管路应能彻底排除管路应能彻底排除冷凝水冷凝水Ø避免死角和缝隙避免死角和缝隙 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 429/16/20242. 发酵罐及容器的杀菌发酵罐及容器的杀菌Ø必须能承受必须能承受0.15 MPa饱和蒸汽的灭菌，确信设备的饱和蒸汽的灭菌，确信设备的所有部件均可耐受所有部件均可耐受130 ℃℃高温。
高温Ø加热夹套要满足耐压要求，必须有排水排气的设计加热夹套要满足耐压要求，必须有排水排气的设计Ø发酵罐及容器使用前必须经耐压和气密性实验发酵罐及容器使用前必须经耐压和气密性实验 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 439/16/2024（（1）气密性试验）气密性试验（（2）排除冷凝水，打开蒸汽阀）排除冷凝水，打开蒸汽阀（（3）打开排空气阀，排除发酵罐及容）打开排空气阀，排除发酵罐及容器原有空气器原有空气（（4）排气阀上连接空气过滤器）排气阀上连接空气过滤器（（5）压强上升到）压强上升到0.1 MPa0.1 MPa时开始计时时开始计时（（6 6）结束灭菌时先关排气阀，再关蒸）结束灭菌时先关排气阀，再关蒸汽进口阀，并打开无菌空气保压控汽进口阀，并打开无菌空气保压控制罐内压强在制罐内压强在0.1-0.15 MPa0.1-0.15 MPa发酵罐及容器蒸汽加热灭菌流程发酵罐及容器蒸汽加热灭菌流程 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 449/16/2024Ø打开蒸气阀门使罐内压打开蒸气阀门使罐内压力上升到力上升到Ø打开另一蒸汽阀门，蒸打开另一蒸汽阀门，蒸汽通过无菌空气阀门进汽通过无菌空气阀门进入罐内升压到入罐内升压到0.１１MPaØ整个灭菌过程中阀门同整个灭菌过程中阀门同时开启时开启空气分布器灭菌空气分布器灭菌BA 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 459/16/2024有浸没管路的杀菌有浸没管路的杀菌Ø蒸汽灭菌过程中蒸汽灭菌过程中蒸汽阀同时开启蒸汽阀同时开启AB 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 469/16/2024 搅拌密封装置的灭菌搅拌密封装置的灭菌Ø采用双端面机采用双端面机械密封械密封Ø在机械密封装在机械密封装置下部装设一置下部装设一个阀门，发酵个阀门，发酵罐蒸汽加热灭罐蒸汽加热灭菌时打开菌时打开Ø在整个发酵周在整个发酵周期用蒸汽保压期用蒸汽保压 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 479/16/20243. 空气过滤器的杀菌空气过滤器的杀菌Ø为避免过滤介质被冷凝水为避免过滤介质被冷凝水堵塞，进入空气过滤器的堵塞，进入空气过滤器的蒸汽必须是干蒸汽，并注蒸汽必须是干蒸汽，并注意冷凝水的排除。
意冷凝水的排除 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 489/16/20244. 管道和阀门的杀菌管道和阀门的杀菌Ø隔膜阀的灭菌隔膜阀的灭菌Ø管道要保持一定斜度（管道要保持一定斜度（﹥1/100 ），避免积聚冷凝水），避免积聚冷凝水Ø每个罐及其管道尽量分开灭菌，提高系统灭菌灵活性与安每个罐及其管道尽量分开灭菌，提高系统灭菌灵活性与安全性全性 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 499/16/2024冷凝水的排放冷凝水的排放u自由排放自由排放Ø冷凝水排放阀门稍微打开，冷凝水排放阀门稍微打开，在蒸汽驱动下将冷凝水排放在蒸汽驱动下将冷凝水排放u用汽水阀自动排放用汽水阀自动排放Ø专门用于排除设备和管路的专门用于排除设备和管路的蒸汽冷凝水蒸汽冷凝水u计算机自动控制排放计算机自动控制排放Ø计算机定期开闭排污阀计算机定期开闭排污阀 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 509/16/2024 灭菌程度的检验灭菌程度的检验u直接微生物培养法：肉汤培养基（牛肉膏直接微生物培养法：肉汤培养基（牛肉膏0.5%, NaCl 0.5%, 蛋白胨蛋白胨1%），培养），培养7～～10天天u间接监控法：确证所有被杀菌的设备、管路的每间接监控法：确证所有被杀菌的设备、管路的每处均有足够的蒸汽压强和必需的灭菌时间。
处均有足够的蒸汽压强和必需的灭菌时间Ø蒸汽温度监控：蒸汽温度监控：外壁温度高于外壁温度高于115℃℃（此时容器内（此时容器内的温度可达的温度可达121 ℃ 121 ℃ Ø压力表稍高于压力表稍高于0.1 0.1 MPaMPa 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 519/16/20246.4 方便清洗消毒的设备方便清洗消毒的设备及管路管件的设计及管路管件的设计1. 设备材料的选择及加工要求设备材料的选择及加工要求Ø材料不易腐蚀：采用耐酸、碱、盐的不锈钢材料不易腐蚀：采用耐酸、碱、盐的不锈钢Ø内表面光洁度要求：内焊缝需要机械打磨或抛光，内表面光洁度要求：内焊缝需要机械打磨或抛光，形成的纹路尽量沿垂直方向形成的纹路尽量沿垂直方向 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 529/16/20242. 设备与管路器件的设计与加工设备与管路器件的设计与加工Ø罐类容器的排料口均在罐的最低点罐类容器的排料口均在罐的最低点ØpH和溶氧电极等的保护夹套应向下，确保能排除和溶氧电极等的保护夹套应向下，确保能排除液体液体Ø管路应沿物料流动方向倾斜管路应沿物料流动方向倾斜1/100以上的斜度以上的斜度Ø阀门安装应不阻碍液体自由排出阀门安装应不阻碍液体自由排出Ø去离子水、清洁蒸汽系统等均需要周期性清洗去离子水、清洁蒸汽系统等均需要周期性清洗 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 539/16/2024发酵罐的基本条件发酵罐的基本条件 （（1））发发酵酵罐罐应应具具有有适适宜宜的的径径高高比比。
罐罐身身越越高高，，氧氧的的利利用用率率较高 （（2）发酵罐能承受一定的压力发酵罐能承受一定的压力 （（3）要保证发酵液必须的溶解氧要保证发酵液必须的溶解氧 （（4）发酵罐应具有足够的冷却面积发酵罐应具有足够的冷却面积 （（5））发发酵酵罐罐内内应应尽尽量量减减少少死死角角，，避避免免藏藏垢垢积积污污，，灭灭菌菌能能彻彻底，避免染菌底，避免染菌 （（6）搅拌器的轴封应严密，减少泄漏搅拌器的轴封应严密，减少泄漏 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 549/16/2024思考题：思考题：1 常用的消毒剂有哪些？常用的消毒剂有哪些？2 试述试述CIP清洗系统的原理及其优点清洗系统的原理及其优点3 试述方便清洗消毒的设备及管路管件的设试述方便清洗消毒的设备及管路管件的设计原则 生物工程设备及工厂设计生物工程设备及工厂设计 杨佐毅杨佐毅 2010年年 559/16/2024Thank you! 。