生物工程设备： 第十四章 设备和管道的清洗与杀菌.ppt

3、容器的排料系统蒸汽杀菌罐和容器的排料口设在最低点，首先能彻底干净排出料液，同时便于清洗、排污及灭菌。罐排料管蒸汽灭菌管路配置如图。罐内通气灭菌过程时，阀门A、C和F开启，阀门B、D和F关闭。此管路配置既可保证罐能正常通气加热杀菌又能使阀门A、B和C经受彻底的通气杀菌，杂菌要侵入，必须经过两个阀座才能进入罐中，这样的配管有利于罐系统的无菌保证。第十四章设备和管道的清洗与杀菌第一节设备与管道的清洗与杀菌的目的和意义一、工业污垢的来源生产原料介质和产品冷却介质微生物腐蚀产物…二、工业污垢的危害影响生产的正常运行：严重结垢、生产设备利用率低或富含营养物质的发酵液的残留导致杂菌污染。杂菌消耗大量消耗营养基质和产物，使生产效率和收率下降。杂菌污染及其代谢产物会改变发酵液的物化及流变特性，妨碍产物的分离纯化。杂菌直接以产物为基质，造成产物生成量锐减而导致发酵失败。增加生产成本三、设备和管道清洗的目的维持正常生产，延长设备寿命提高生产能力，改善产品质量减少能耗，降低生产成本较少生产事故，利于身体健康改善设备外观，净化、美化环境第二节常用清洗方法与设备一、常用清洗剂工业用清洗剂绝大多数都是水溶液，生物工业及食品、制药等行业所用溶剂水水质要求较高。1．清洗剂理想的清洗剂应能溶解或分解有机物，分散固型物，具漂洗和多价螯合作用，而且还有一定的杀菌作用。但是至今仍未有一种单一的洗涤剂具有上述的所有性质，所以目前的清洗剂都是由碱或酸、表面活性剂、磷酸盐或螯合剂等复配而成。（1）碱和酸，烧碱溶液是很好的蛋白质和脂肪洗涤剂。硅酸钠是良好的水溶液分散剂，对积垢的分散十分有效。另外，磷酸三钠因为有良好的分散性和乳化性，使用也较普遍。（2）表面活性剂，为了有效发挥洗涤剂的作用，需添加表面活性剂以减小污垢的表面张力，使污垢物更易去除。表面活性剂可分成阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等类型。表13-1列举了一些用于清洗罐或管道的清洗剂配方。典型洗涤剂溶液配方应用场合罐CIP清洗系统用管道清洗用应用场合罐CIP清洗系统用管道清洗用0.1mol/LNaOH4.0硅酸钠0.4磷酸三钠0.2碳酸钠1.2表面活性剂0.1硫酸钠1.2三聚磷酸钠1.02．消毒杀菌剂最常用的化学消毒剂是次氯酸钠，近几年，二氧化氯逐渐取代次氯酸钠。虽然，次氯酸溶液对许多金属包括不锈钢都有腐蚀作用，但在PH=8.0～10.5的溶液中，及较低的温度下，用50～200mg/L的氯浓度并尽量缩短与设备的接触时间，可使腐蚀作用降到最小。3．特殊清洗试剂在某些场合，需要把与有机物表面紧密结合的蛋白质分离洗脱出来，例如色谱分离柱树脂的处理。这些树脂易被烧碱等破坏。二、设备、管路、阀门等管件的清洗传统的设备清洗方法是将设备拆卸后进行人工或半机械法清洗。这种方法劳动强度大，效率低。现代化生产已普遍采用CIP清洗系统（在位清洗），使清洗过程达到自动化或半自动化。但有些特殊设备还需用人工清洗。1．管件和阀门下表是典型的管件清洗操作程序。管件清洗的操作程序操作步骤清洗时间/min温度℃操作步骤清洗时间/min温度℃1．清水漂洗5～10常温4．消毒剂处理15～20常温2．洗涤剂洗涤15～20常温～75℃5．清水漂洗5～10常温3．清水漂洗5～10常温2．罐的洗涤对于小型罐，常用的方法是在罐内放入洗涤剂浸泡。对于大型罐，通常是在罐顶以一定的速度喷洒洗涤剂，通常使用的两类喷射洗涤设备为球形静止喷洒器和旋转式喷射器。球形静止喷洒器结构较简单，价格较低，可提供连续的表面喷射，即使有一两个喷孔被堵塞，对喷洗操作影响不大，还可自我清洗，但喷射压力不高，喷射距离有限，所以对器壁的冲洗主要是冲洗作用而非喷射冲击作用。3．生物加工下游过程设备的清洗色谱分离柱的清洗有其特殊性。通常，填充的PHLC介质对碱较敏感，不能耐受NaOH等碱性洗涤剂，这时可用硅酸钠代替。若色谱系统使用的是软性介质，则只能在低压力和流速下进行清洗。某些情况下（如在位冲洗）不能提供充足的清洗度时，应将填充基质卸下来再用洗涤剂浸泡洗涤。对错流的微滤或超滤系统常使用CIP系统清洗。4．辅助设备的清洗辅助设备（泵、过滤器、热交换器）的清洗是比较简单的，但也必须注意：（1）空气过滤器和液体过滤装置不易清洗干净，必要时需用人工进行清洗。（2）无论何种热交换设备，若是用于培养基的加热或冷却，换热面上的结垢或焦化是很难避免的，也不易清洗。适当提高介质流速