發(fā)酵罐染菌的原因

   抗生素生產(chǎn)一般采用純種發(fā)酵，在生產(chǎn)中出現(xiàn)染菌問(wèn)題是不可輕視的。輕度染菌會(huì)影響到本批發(fā)酵產(chǎn)品的單位和收率，還可能會(huì)為下批生產(chǎn)埋下繼續(xù)染菌的禍根，嚴(yán)重的染菌除嚴(yán)重影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量外，極可能造成生產(chǎn)不能有序進(jìn)行或無(wú)法進(jìn)行。尤其是發(fā)酵罐處在發(fā)酵的最末階段，其染菌直接影響到產(chǎn)品優(yōu)劣和得率，染菌的途徑也很多，筆者在深入一線實(shí)踐的過(guò)程中總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于預(yù)防發(fā)酵罐染菌有一定的幫助。下面結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)對(duì)抗生素發(fā)酵罐染菌原因從物料、設(shè)備、蒸汽(空氣)和人為因素等方面作以分析。

　　1、物料因素造成發(fā)酵罐染菌

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

　　若購(gòu)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(yǎng)基進(jìn)入發(fā)酵罐在滅菌時(shí)很難被完全“煮熟”，這也是染菌可能性之一，對(duì)此應(yīng)在打料泵后裝置篩板過(guò)濾器來(lái)解決。筆者在實(shí)踐中還發(fā)現(xiàn)有因物料發(fā)霉而造成染菌的情況，這樣即使該批發(fā)酵液運(yùn)轉(zhuǎn)下去也會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　1.2 培養(yǎng)基中豆油對(duì)消毒質(zhì)量的影響 抗生素發(fā)酵常將食用豆油作為碳源和消泡劑，其用量較大(約占培養(yǎng)基總體積的26.7%)，當(dāng)進(jìn)行消毒時(shí)會(huì)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(dá)到徹底滅菌目的。

　　1.3 原料產(chǎn)地不同的影響穩(wěn)定原料產(chǎn)地是抗生素生產(chǎn)所必須的，不同的產(chǎn)地，其原料的優(yōu)劣、主要成分含量、pH值及粒度等指標(biāo)都是不同的。頻繁變換原料產(chǎn)地，會(huì)造成消毒困難(如豆油產(chǎn)地變更會(huì)造成培養(yǎng)基消后泡沫過(guò)大，極可能造成冒頂逃液染菌)，同時(shí)原料產(chǎn)地的變更會(huì)影響發(fā)酵水平。

　　2、設(shè)備因素造成發(fā)酵罐染菌

　　結(jié)構(gòu)符合生產(chǎn)工藝要求，制作精細(xì)的發(fā)酵罐是保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的前提，及時(shí)檢修是保證生產(chǎn)順利、有序進(jìn)行的必要措施。

　　2.1 罐內(nèi)設(shè)備對(duì)消毒的影響 發(fā)酵罐內(nèi)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(fā)酵罐罐內(nèi)狀態(tài)的必須因素。

　　2.1.1罐內(nèi)部件因素造成染菌在實(shí)踐當(dāng)中多次遇到罐內(nèi)部件出現(xiàn)脫落、受損而使消毒工作不能順利進(jìn)行的情況;瓦套緊固、放置不當(dāng)造成死角而使罐內(nèi)消毒后有雜菌;蛇管出現(xiàn)滲漏;罐底加強(qiáng)板焊縫裂開(kāi)出現(xiàn)死角而染菌;軸封不嚴(yán);空氣環(huán)流管上的小氣孔被堵使其內(nèi)部存在殘料而導(dǎo)致染菌等情況。

　　2.1.2 罐內(nèi)管路因素造成染茵發(fā)酵罐內(nèi)管道走向、分布是否合理會(huì)影響消毒質(zhì)量，管徑的選擇有嚴(yán)格要求的，這些因素應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮。在生產(chǎn)中要特別注意罐內(nèi)管道是否受損，如由于消毒時(shí)進(jìn)汽過(guò)猛而

　　造成焊縫開(kāi)裂，長(zhǎng)期使用罐內(nèi)管道易出現(xiàn)電化腐蝕而穿孔，應(yīng)認(rèn)真檢查、及時(shí)補(bǔ)救，以免對(duì)設(shè)備造成更大的損壞和進(jìn)一步影響發(fā)酵水平。

　　2.2罐體外設(shè)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(fā)酵液的，對(duì)其檢修必須認(rèn)真仔細(xì)，一般這類閥門因承壓關(guān)系易出現(xiàn)泄漏或料液倒流而結(jié)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(shí)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(huì)有積料，而這些積料在下次管道消毒時(shí)會(huì)積于移種二道閥，也可能會(huì)使移種管路抗生素閥堵塞而造成管道消毒不徹底，從而導(dǎo)致發(fā)酵罐染菌，故而移種管路要定期進(jìn)行檢修，保證其“無(wú)菌性”。

　　3、蒸汽(空氣)因素導(dǎo)致發(fā)酵罐染菌

　　蒸汽和無(wú)菌空氣是抗生素發(fā)酵生產(chǎn)中的必需品，其質(zhì)量對(duì)于發(fā)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(fā)酵生產(chǎn)的命脈，泰樂(lè)菌素采用純種發(fā)酵對(duì)蒸汽質(zhì)量的要求更高。

　　3.1.1 蒸汽類型對(duì)消毒的影響 蒸汽主要有3種，即飽和蒸汽、不飽和蒸汽和過(guò)飽和蒸汽。飽和蒸汽指蒸汽溫度和壓力達(dá)到熱力學(xué)平衡，蒸汽當(dāng)中最后一滴水恰好完全轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)。其熱量較高，潛熱較大，具有較強(qiáng)的穿透能力，是生產(chǎn)中理想的蒸汽狀態(tài);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(guò)飽和蒸汽即飽和蒸汽溫度繼續(xù)升高形成(壓力不變時(shí))，它雖有高于飽和蒸汽的溫度但穿透力很差。所以蒸汽的優(yōu)劣是滅菌的關(guān)鍵之一，如果生產(chǎn)企業(yè)所用熱電廠蒸汽一直不穩(wěn)定，時(shí)有過(guò)熱和不飽和情況產(chǎn)生，會(huì)造成消毒工作不能正常進(jìn)行，滅菌效果不佳，染菌機(jī)會(huì)倍增。

　　3.1.2擁有合理的蒸汽管線設(shè)計(jì)蒸汽管路時(shí)要充分考慮其走向和連接是否影響蒸汽質(zhì)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(xué)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(qiáng)滅菌效果。

　　3.2空氣因素的影響無(wú)菌空氣既能維持罐內(nèi)壓強(qiáng)，又為好氧菌提供溶氧。

　　3.2.1理想的空壓機(jī) 以前采用的油潤(rùn)滑空壓機(jī)，其壓縮產(chǎn)生的高溫使?jié)櫥蛶丝諝鈱?duì)過(guò)濾器造成污染，嚴(yán)重者進(jìn)入發(fā)酵罐造成染菌，同時(shí)由于壓縮效果不佳常有水帶入管道，油水會(huì)使過(guò)濾器效能降低染菌率很高。鑒于此，我們選用水潤(rùn)滑的往復(fù)式空壓機(jī)，其二次壓縮的功能可保證空氣無(wú)菌，同時(shí)降溫中采用露點(diǎn)排水能有效減少水分含量，為發(fā)酵帶來(lái)好處。

　　3.2.2 空氣管路的清潔鑄鐵管道帶銹嚴(yán)重地?fù)p害了各級(jí)過(guò)濾器膜芯，使公司在經(jīng)濟(jì)上受損，使發(fā)酵水平受限，染菌由此而多。自空壓機(jī)至總過(guò)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(lái)鐵屑。

　　4、人為因素的影響

　　抗生素生產(chǎn)從設(shè)計(jì)到產(chǎn)品始終都離不開(kāi)人，人為因素在染菌上占有一定的比重，所以在科學(xué)的生產(chǎn)工藝條件下規(guī)范人員的操作，制定合理的崗位操作規(guī)程并嚴(yán)格執(zhí)行，是保證生產(chǎn)的必要措施。其前提是增強(qiáng)員工

　　的責(zé)任心，消毒工作要求員工百密不疏、精心細(xì)致地操作，做到責(zé)任心與技能并重。比如，在升溫不到100℃時(shí)控制排汽閥進(jìn)行升壓，是造成假壓的因素之一，因?yàn)?a href="http://www.chenyuhang.net/fajiaoguan/" target="_self">發(fā)酵罐內(nèi)的不凝氣體未被完全排出，這樣事實(shí)上的保溫保壓過(guò)程是不會(huì)徹底殺死雜菌的，反而增加了染菌幾率;檢修靠罐閥時(shí)不精心造成泄露而染菌;保壓期間沒(méi)有密切注意罐壓與總汽壓變化，造成培養(yǎng)基倒流而未采取相應(yīng)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(qiáng)的責(zé)任心，這樣才能盡可能地降低染菌機(jī)會(huì)。

　　5、解決染菌的途徑

　　5.1 物料方面 物料應(yīng)存放于干燥通風(fēng)之處，嚴(yán)格控制庫(kù)內(nèi)溫度、濕度避免受潮變質(zhì)，同時(shí)應(yīng)有足夠的空間存放物料，并且做到“先入先出”，免于長(zhǎng)期密集堆壓而結(jié)塊、發(fā)熱變壞;把控來(lái)料質(zhì)量，穩(wěn)定產(chǎn)地，級(jí)別要合乎標(biāo)準(zhǔn)。

　　堅(jiān)持合理的投料次序即在占預(yù)配體積2/3的常溫飲用水中依次投入無(wú)機(jī)鹽類和其它固體料，投完料再加入飲用水到規(guī)定體積，充分?jǐn)嚢?嚴(yán)禁熱水投料，防止結(jié)塊，造成滅菌不徹底)。控制合適的打料體積，打料體積過(guò)小，裝料系數(shù)底，發(fā)酵總億下降;打料體積過(guò)大，易出現(xiàn)泡沫頂罐引起跑料、染菌，造成損失。

　　5.2 設(shè)備方面罐內(nèi)清洗仔細(xì)，不能有殘料，避免其結(jié)成焦化物，而埋下染菌禍根。

　　嚴(yán)密檢查罐內(nèi)部件的密封性、緊固性，防止檢修不到位造成的生產(chǎn)事件，應(yīng)仔細(xì)檢查蛇管是否有滲漏，避免嚴(yán)重染菌。

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

　　及時(shí)清除罐內(nèi)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(bǔ)料系統(tǒng)進(jìn)排汽不到的死角。

　　定期做好罐體與靠罐部件、自控補(bǔ)料系統(tǒng)和移種管路的嚴(yán)密性檢查工作，可以保證實(shí)罐滅菌、移種及補(bǔ)料過(guò)程的無(wú)菌性，也為純種發(fā)酵過(guò)程增加安全系數(shù)。

　　5.3 空氣(蒸汽)方面

　　5.3.1 空氣系統(tǒng)定期檢查、清掃、更換預(yù)過(guò)濾器，中高效過(guò)濾器芯，輔以相應(yīng)的檢測(cè)手段，使之始終保持性能良好穩(wěn)定;對(duì)高效過(guò)濾器進(jìn)行高溫滅菌頻次不宜過(guò)高;更換各級(jí)過(guò)濾器芯應(yīng)集中完成，以減少空氣壓力、流量不穩(wěn)定造成的染菌機(jī)會(huì);考慮氣候因素，各級(jí)過(guò)濾器和空氣管道上的排氣閥應(yīng)保持暢通，以免積水而滋生雜菌。

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

　　6、結(jié)語(yǔ)

　　染菌的途徑和原因是多方面的，諸如當(dāng)?shù)貧夂蜃兓?dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量，設(shè)備條件，設(shè)計(jì)系統(tǒng)因素，工藝條件，人員職業(yè)素質(zhì)等等，抗生素工作者還需尋求更多的途徑來(lái)達(dá)到避免染菌的目的。據(jù)統(tǒng)計(jì)引起發(fā)酵罐染菌的因素及其所占比重見(jiàn)表1。

　　分析染菌原因也可從以下方面判斷：從染菌時(shí)間分析，發(fā)酵早期染菌可能原因有種子帶菌、培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、移種操作不當(dāng)、空氣帶菌等;發(fā)酵后期染菌可能原因有補(bǔ)料時(shí)污染、設(shè)備滲漏、操作問(wèn)題等。從菌型上分析，若染芽孢桿菌，可能是培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底、空氣帶菌引起。從染菌規(guī)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(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，若個(gè)別罐連續(xù)染菌一般是設(shè)備問(wèn)題。

　　總而言之克服染菌是一項(xiàng)長(zhǎng)期而復(fù)雜的工作，要求生產(chǎn)人員既有相應(yīng)的理論知識(shí)，掌握滅菌的原理，又有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，較強(qiáng)的分析和解決問(wèn)題的能力，同時(shí)要多關(guān)注細(xì)節(jié)，加以重視才能有效的遏制抗生素生產(chǎn)中的染菌問(wèn)題。

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