一种发酵小试用高效无菌空气系统的制作方法

：
1.本实用新型涉及微生物发酵技术领域，尤其涉及一种发酵小试用高效无菌空气系统。


背景技术：

2.在微生物发酵领域，一般可以分为需氧发酵、兼氧发酵和厌氧发酵3种培养方式。其中需氧微生物的培养，在微生物发酵中占绝大多数，其必须不断将无菌空气通入发酵罐内，以满足微生物生理代谢对氧的需求。在将空气输送进发酵罐之前需进行严格除菌，发酵类型不同，对空气无菌程度的要求也不同。如抗生素等多数品种发酵，耗氧量大，无菌程度要求十分严格，以确保生产在纯种培养状态下进行，无菌空气质量需达到以下几点：1.连续提供一定流量的压缩空气；2.空气的压强(表压)为0.2～0.4mpa；3.进入过滤器之前，空气相对湿度小于70％，以防止空气过滤介质受潮；4.进入发酵罐的空气温度可以比培养温度高10～30℃；5.压缩空气的洁净度达到100级。获取无菌空气的方法有多种，但在工业生产中最常用的是采用介质过滤除菌制备大量无菌空气。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种发酵小试用高效无菌空气系统，包括无油空压机、冷冻干燥机、旋风储罐、束管加热器、粗滤器、流量计、预滤器、精滤器、压力表、蒸汽进阀、蒸汽出阀、截止阀、小排截止阀和进罐蒸汽阀；
4.所述无油空压机与冷冻干燥机通过管道连接，所述冷冻干燥机通过管道以侧切方式进入旋风储罐中部，所述旋风储罐顶部通过管道与束管加热器顶部相连接，所述束管加热器底部通过设有第三截止阀的管道连接至粗滤器，所述粗滤器后通过三通管道分为两条管路，一条与第一流量计相连接，另一条与第二流量计相连接；
5.所述第一流量计、第五一截止阀、第一预滤器、第一精滤器、第一零一截止阀、第一发酵罐依次连接，所述第五一截止阀和第一预滤器之间的管路上还对接有第六一蒸汽进阀，所述第一精滤器和第一零一截止阀之间的管路上还对接有第九一蒸汽出阀，所述第一零一截止阀和第一发酵罐之间的管路上还对接有第一进罐蒸汽阀；
6.所述第二流量计、第五二截止阀、第二预滤器、第二精滤器、第一零二截止阀、第二发酵罐依次连接，所述第五二截止阀和第二预滤器之间的管路上还对接有第六二蒸汽进阀，所述第二精滤器和第一零二截止阀之间的管路上还对接有第九二蒸汽出阀，所述第一零二截止阀和第二发酵罐之间的管路上还对接有第二进罐蒸汽阀；
7.所述旋风储罐、粗滤器、第一预滤器、第二预滤器、第一精滤器、第二精滤器均连接有压力表，所述束管加热器下端连接有第一蒸汽进阀，上端连接有第二蒸汽出阀，所述束管加热器和第三截止阀之间的管道上还连接有数显温度计。
8.优选的，所述旋风储罐底部连接有疏水阀。
9.优选的，所述粗滤器底部连接有第四小排截止阀。
10.优选的，所述第一预滤器底部连接有第七一小排截止阀，所述第二预滤器底部连接有第七二小排截止阀。
11.优选的，所述第一精滤器底部连接有第八一小排截止阀，所述第二精滤器底部连接有第八二小排截止阀。
12.本实用新型有益效果：本实用新型可制备大量高质量无菌空气，无菌空气充足、输出平稳无脉动、空气压强稳定、相对湿度小、无菌洁净度高，且操作简单、维修配件易购买。
附图说明：
13.为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。
14.图1为本实用新型整体结构示意图。
15.图中：1
‑
无油空压机；2
‑
冷冻干燥机；3
‑
旋风储罐；4
‑
束管加热器；5
‑
粗滤器；6
‑1‑
第一预滤器；6
‑2‑
第二预滤器；7
‑1‑
第一精滤器；7
‑2‑
第二精滤器；8
‑1‑
第一压力表；8
‑2‑
第二压力表；8
‑3‑1‑
第三一压力表；8
‑3‑2‑
第三二压力表；8
‑4‑1‑
第四一压力表；8
‑4‑2‑
第四二压力表；9
‑
数显温度计；10
‑
疏水阀；11
‑1‑
第一蒸汽进阀；11
‑2‑
第二蒸汽出阀；11
‑3‑
第三截止阀；11
‑4‑
第四小排截止阀；11
‑5‑1‑
第五一截止阀；11
‑5‑2‑
第五二截止阀；11
‑6‑1‑
第六一蒸汽进阀；11
‑6‑2‑
第六二蒸汽进阀；11
‑7‑1‑
第七一小排截止阀；11
‑7‑2‑
第七二小排截止阀；11
‑8‑1‑
第八一小排截止阀；11
‑8‑2‑
第八二小排截止阀；11
‑9‑1‑
第九一蒸汽出阀；11
‑9‑2‑
第九二蒸汽出阀；11
‑
10
‑1‑
第一零一截止阀；11
‑
10
‑2‑
第一零二截止阀；11
‑
11
‑1‑
第一进罐蒸汽阀；11
‑
11
‑2‑
第二进罐蒸汽阀；12
‑1‑
第一流量计；12
‑2‑
第二流量计。
具体实施方式：
16.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
17.如图1所示，本实用新型的一种发酵小试用高效无菌空气系统，主要是在原有空压系统上进行了改造升级，增加了冷冻干燥机2、旋风储罐3、束管加热器4和数显温度计9。改造后的高效空压系统主要由无油空压机1采集空气，然后经冷冻干燥机2除去水分降低空气湿度(以防空气过滤器介质受潮)，再经过旋风储罐3达到气液分离和存储大量压缩空气(旋风储罐主要起到了消除压缩空气的脉动作用，使输出的压缩空气更加平稳且输出流量大)，后经束管加热器4把压缩空气加热维持在一定温度范围内，最后经粗滤器4(安装有3支聚四氟乙烯材质、1.0um过滤精度的空气滤芯)、第一预滤器6
‑
1，第二预滤器6
‑
2(安装有1支聚四氟乙烯材质、0.04um过滤精度的空气滤芯)和第一精滤器7
‑
1，第二精滤器7
‑
2(安装有1支聚四氟乙烯材质、0.01um过滤精度的空气滤芯)过滤除菌后方能进入发酵罐内。
18.本实用新型具体包括无油空压机1、冷冻干燥机2、旋风储罐3、束管加热器4、粗滤器5、流量计、预滤器、精滤器、压力表、蒸汽进阀、蒸汽出阀、截止阀、小排截止阀和进罐蒸汽阀；
19.所述无油空压机1与冷冻干燥机2通过管道连接，所述冷冻干燥机2通过管道以侧切方式进入旋风储罐3中部，所述旋风储罐3顶部通过管道与束管加热器4顶部相连接，所述
束管加热器4底部通过设有第三截止阀11
‑
3的管道连接至粗滤器5，所述粗滤器5后通过三通管道分为两条管路，一条与第一流量计12
‑
1相连接，另一条与第二流量计12
‑
2相连接；
20.所述第一流量计12
‑
1、第五一截止阀11
‑5‑
1、第一预滤器6
‑
1、第一精滤器7
‑
1、第一零一截止阀11
‑
10
‑
1、第一发酵罐依次连接，所述第五一截止阀11
‑5‑
1和第一预滤器6
‑
1之间的管路上还对接有第六一蒸汽进阀11
‑6‑
1，所述第一精滤器7
‑
1和第一零一截止阀11
‑
10
‑
1之间的管路上还对接有第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1，所述第一零一截止阀11
‑
10
‑
1和第一发酵罐之间的管路上还对接有第一进罐蒸汽阀11
‑
11
‑
1；
21.所述第二流量计12
‑
2、第五二截止阀11
‑5‑
2、第二预滤器6
‑
2、第二精滤器7
‑
2、第一零二截止阀11
‑
10
‑
2、第二发酵罐依次连接，所述第五二截止阀11
‑5‑
2和第二预滤器6
‑
2之间的管路上还对接有第六二蒸汽进阀11
‑6‑
2，所述第二精滤器7
‑
2和第一零二截止阀11
‑
10
‑
2之间的管路上还对接有第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2，所述第一零二截止阀11
‑
10
‑
2和第二发酵罐之间的管路上还对接有第二进罐蒸汽阀11
‑
11
‑
2；
22.所述旋风储罐3、粗滤器5、第一预滤器6
‑
1、第二预滤器6
‑
2、第一精滤器7
‑
1、第二精滤器7
‑
2均连接有压力表，所述束管加热器4下端连接有第一蒸汽进阀11
‑
1，上端连接有第二蒸汽出阀11
‑
2，所述束管加热器4和第三截止阀11
‑
3之间的管道上还连接有数显温度计9。
23.具体的，旋风储罐3底部连接有疏水阀10，粗滤器5底部连接有第四小排截止阀11
‑
4，第一预滤器6
‑
1底部连接有第七一小排截止阀11
‑7‑
1，所述第二预滤器6
‑
2底部连接有第七二小排截止阀11
‑7‑
2，第一精滤器7
‑
1底部连接有第八一小排截止阀11
‑8‑
1，第二精滤器7
‑
2底部连接有第八二小排截止阀11
‑8‑
2。
24.具体的，旋风储罐3连接第一压力表8
‑
1，粗滤器5连接第二压力表8
‑
2，第一预滤器6
‑
1连接第三一压力表8
‑3‑
1，第二预滤器6
‑
2连接第三二压力表8
‑3‑
2，第一精滤器7
‑
1连接第四一压力表8
‑4‑
1，第二精滤器7
‑
2均连接有第四二压力表8
‑4‑
2。
25.其工作原理：
26.1、空气滤芯安装：在空气系统启动前需把粗滤器5的3支聚四氟乙烯1.0um的空气滤芯安装上、第一预滤器6
‑
1和第二预滤器6
‑
2的各1支聚四氟乙烯0.04um的空气滤芯安装上，第一精滤器7
‑
1和第二精滤器7
‑
2的各1支聚四氟乙烯0.01um的空气滤芯安装上；
27.2、空气滤芯灭菌：在空气滤芯安装好后只需对第一预滤器6
‑
1和第二预滤器6
‑
2和第一精滤器7
‑
1和第二精滤器7
‑
2的空气滤芯进行灭菌处理。首先关闭第五一截止阀11
‑5‑
1，第五二截止阀11
‑5‑
2、第一零一截止阀11
‑
10
‑
1，第一零二截止阀11
‑
10
‑
2，其次打开小排第七一小排截止阀11
‑7‑
1，第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1，第八二小排截止阀11
‑8‑
2和第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1，第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2，然后开启第六一蒸汽进阀11
‑6‑
1，第六二蒸汽进阀11
‑6‑
2，最后调节第六一蒸汽进阀11
‑6‑
1、第六二蒸汽进阀11
‑6‑
2、第七一小排截止阀11
‑7‑
1、第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1、第八二小排截止阀11
‑8‑
2、第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1，第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2阀门开度，使第三一压力表8
‑3‑
1、第三二压力表8
‑3‑
2、第四一压力表8
‑4‑
1和第四二压力表8
‑4‑
2维持在0.11～0.12mpa，保持压力灭菌处理30～60分钟；
28.3、空气系统启动：在空气滤芯灭菌处理时间快结束前5分钟，依次开启无油空压机1、开启冷冻干燥机2、打开第三截止阀11
‑
3、打开第四小排截止阀11
‑
4并调节第四小排截止
阀11
‑
4使粗滤器5上的第二压力表8
‑
2维持0.2～0.4mpa的压力；
29.4、空气升温加热：启动无油空压机1后就会不断输出压缩空气，经冷冻干燥机2降温干燥除去水分，减小了压缩空气相对湿度，再经旋风储罐3出来的压缩空气温度相对比较低些(一般20～30℃)，所以需对压缩空气进行升温加热，这时只需打开第一蒸汽进阀11
‑
1和第二蒸汽出阀11
‑
2，并调节第一蒸汽进阀11
‑
1的开度使数显温度计9维持在40～60℃即可；
30.5、吹干、保压空气滤芯：在预滤器和精滤器的滤芯灭菌好后，依次把第七一小排截止阀11
‑7‑
1、第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1、第八二小排截止阀11
‑8‑
2、第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1和第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2开度调小，然后关闭第六一蒸汽进阀11
‑6‑
1，第六二蒸汽进阀11
‑6‑
2后马上缓慢开启第五一截止阀11
‑5‑
1，第五二截止阀11
‑5‑
2，调节截止阀第五一截止阀11
‑5‑
1、第五二截止阀11
‑5‑
2、第七一小排截止阀11
‑7‑
1、第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1、第八二小排截止阀11
‑8‑
2、第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1和第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2阀门开度，使第三一压力表8
‑3‑
1、第三二压力表8
‑3‑
2、第四一压力表8
‑4‑
1和第四二压力表8
‑4‑
2维持在0.05～0.10mpa，保持通风吹干30～60分钟；
31.6、无菌空气使用：在吹干、保压空气滤芯后依次关闭第四小排截止阀11
‑
4、第七一小排截止阀11
‑7‑
1、第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1、第八二小排截止阀11
‑8‑
2、第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1和第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2，然后开启第一零一截止阀11
‑
10
‑
1和第一零二截止阀11
‑
10
‑
2让无菌空气分别进入第一发酵罐和第二发酵罐，这样就可以正常使用了，如果暂时不使用无菌空气也只需关闭第一零一截止阀11
‑
10
‑
1，第一零二截止阀11
‑
10
‑
2即可；
32.7、关闭无菌空气系统：在长时间不使用无菌空气或维修系统时，只需依次关闭无油空压机1、冷冻干燥机2、束管加热器3的第一蒸汽进阀11
‑
1、打开第四小排截止阀11
‑
4、第七一小排截止阀11
‑7‑
1、第七二小排截止阀11
‑7‑
2、第八一小排截止阀11
‑8‑
1、第八二小排截止阀11
‑8‑
2、第九一蒸汽出阀11
‑9‑
1和第九二蒸汽出阀11
‑9‑
2，排空管路里存留的压缩空气，使第一压力表8
‑
1、第一压力表8
‑
2、第三一压力表8
‑3‑
1、第三二压力表8
‑3‑
2、第四一压力表8
‑4‑
1和第四二压力表8
‑4‑
2压力掉为零即可；
33.8、系统维护：系统维护主要在空气滤芯的更换，正常在滤芯连续使用3～6个月需进行换新，以保持无菌空气的无菌洁净度。
34.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。