1. 材(cai)料選擇(ze)與預處理(li)
- 材(cai)質(zhi)選用(yong)
- 在(zai)構建生物發酵(jiao)罐攪(jiao)拌裝置時(shi)，優(you)先(xian)選用(yong)耐腐蝕(shi)性能良好的材料(liao)。不(bu)銹鋼是常見(jian)的選擇(ze)，如304和316L不銹鋼(gang)。316L不(bu)銹鋼(gang)含有(you)鉬元素，使(shi)其在(zai)含氯(lv)等(deng)腐蝕(shi)性環(huan)境下(xia)具(ju)有(you)更好(hao)的耐腐蝕(shi)性，適(shi)合用(yong)於(yu)發酵(jiao)過程中(zhong)可能(neng)產生酸性或(huo)含有(you)鹽分的發酵(jiao)液(ye)環(huan)境。對於(yu)壹(yi)些(xie)極(ji)-端(duan)的發酵(jiao)條件，如高酸性、高鹽分或(huo)高溫(wen)環(huan)境，還(hai)可以考慮使(shi)用鈦合(he)金或(huo)鎳(nie)基(ji)合金等(deng)高級(ji)耐腐蝕(shi)材(cai)料(liao)。
- 表(biao)面預處(chu)理(li)
- 在(zai)安(an)裝使(shi)用前，對攪(jiao)拌裝置的金屬(shu)部件進(jin)行表面預處(chu)理(li)。例如，通過機(ji)械打(da)磨(mo)的方(fang)式去除金屬(shu)表面的氧化(hua)皮(pi)、鐵(tie)銹(xiu)和加(jia)工(gong)毛(mao)刺等(deng)，使(shi)表面光滑平(ping)整。光滑的表面可以減少(shao)汙(wu)垢和微生物的附(fu)著，降低(di)腐蝕(shi)的可能(neng)性。同時(shi)，還(hai)可以采用(yong)化(hua)學鈍(dun)化處理(li)，如使(shi)用硝(xiao)酸等(deng)溶(rong)液(ye)對不銹鋼表(biao)面進行(xing)鈍(dun)化(hua)，形(xing)成(cheng)壹(yi)層(ceng)致密(mi)的氧化(hua)膜(mo)，增(zeng)強(qiang)其(qi)耐腐蝕(shi)性。
2. 發酵(jiao)工(gong)藝參(can)數控制(zhi)
- pH值穩定
- 嚴格控制(zhi)發酵(jiao)液(ye)的pH值，因為pH值是影(ying)響(xiang)金屬(shu)腐蝕(shi)的關(guan)鍵因素之壹(yi)。不(bu)同的微生物發酵(jiao)需要特(te)定的pH範圍(wei)，例如，檸檬酸發酵(jiao)的pH值壹(yi)般(ban)控制(zhi)在(zai)3.5 - 4.5，而(er)酵(jiao)母發酵(jiao)生產酒(jiu)精的pH值通常在(zai)4.0 - 6.0。通過在(zai)線(xian)pH監(jian)測(ce)系(xi)統和自(zi)動加(jia)酸/堿(jian)裝置，將(jiang)pH值穩定在(zai)合(he)適(shi)的範圍(wei)內(nei)，避(bi)免(mian)pH值波動過大(da)導(dao)致的腐蝕(shi)。如果pH值過高或(huo)過(guo)低(di)，可能(neng)會破壞金屬(shu)表面的鈍化(hua)膜(mo)，加(jia)速腐蝕(shi)過(guo)程。
- 溫(wen)度管理(li)
- 控制(zhi)發酵(jiao)罐內(nei)的溫(wen)度對預防腐蝕(shi)也(ye)很(hen)重要。溫(wen)度變(bian)化會影(ying)響(xiang)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)速率(lv)，包(bao)括(kuo)腐蝕(shi)反(fan)應(ying)。合(he)適(shi)的發酵(jiao)溫(wen)度不僅有(you)利於(yu)微(wei)生物生長，還(hai)能減(jian)少(shao)腐蝕(shi)。例如，在(zai)抗(kang)生素發酵(jiao)中，溫(wen)度壹(yi)般(ban)控制(zhi)在(zai)25 - 30℃。利用(yong)溫(wen)度控制(zhi)系(xi)統，如冷卻(que)夾(jia)套或(huo)蛇(she)管冷(leng)卻(que)器(qi)，來(lai)維持穩(wen)定的溫(wen)度，防止溫(wen)度過高引(yin)起的加(jia)速腐蝕(shi)現象(xiang)。同時(shi)，溫(wen)度過高可能(neng)導(dao)致發酵(jiao)液(ye)中的某些(xie)成(cheng)分分解(jie)，產生腐蝕(shi)性物質(zhi)。
- 溶(rong)氧控制(zhi)
- 對於(yu)好(hao)氧發酵(jiao)，溶(rong)氧水(shui)平(ping)需要精確(que)控制(zhi)。過(guo)高的溶(rong)氧可能(neng)會導(dao)致金屬(shu)表面的氧化(hua)反(fan)應加(jia)劇，從而引(yin)發腐蝕(shi)。通過調(tiao)節(jie)空氣流(liu)量(liang)、攪(jiao)拌速度和氣體(ti)分布(bu)器的設計，使(shi)發酵(jiao)液(ye)中的溶(rong)氧量(liang)保持(chi)在(zai)合(he)適(shi)的水(shui)平(ping)。例如，在(zai)微(wei)生物細(xi)胞培養發酵(jiao)中，根(gen)據細(xi)胞的生長階(jie)段(duan)，溶(rong)氧量(liang)可控制(zhi)在(zai)20% - 50%飽和度之間。在(zai)發酵(jiao)過程中(zhong)，還(hai)可以采用(yong)溶(rong)氧電(dian)極(ji)進行(xing)實時(shi)監(jian)測(ce)，以確保溶(rong)氧處(chu)於(yu)最(zui)佳(jia)範圍(wei)。
3. 攪(jiao)拌裝置操(cao)作優(you)化(hua)
- 攪(jiao)拌速度調(tiao)整
- 合理(li)調(tiao)整攪(jiao)拌速度，避(bi)免(mian)過度攪(jiao)拌。攪(jiao)拌速度過快會增(zeng)加(jia)攪(jiao)拌槳(jiang)與發酵(jiao)液(ye)之間的剪(jian)切(qie)力，可能(neng)破壞金屬(shu)表面的保護(hu)膜(mo)，如不銹(xiu)鋼(gang)表面的鈍化(hua)膜(mo)。根(gen)據發酵(jiao)工(gong)藝和微生物特性，選擇(ze)合適(shi)的攪(jiao)拌速度。壹(yi)般(ban)來說(shuo)，在(zai)滿(man)足發酵(jiao)液(ye)混合(he)均(jun)勻、營(ying)養物(wu)質(zhi)和氧氣均(jun)勻分布(bu)的前提(ti)下，應(ying)盡(jin)量采用(yong)較(jiao)低(di)的攪(jiao)拌速度。例如，在(zai)壹(yi)些(xie)酶制(zhi)劑發酵(jiao)過程中(zhong)，攪(jiao)拌速度控制(zhi)在(zai)60 - 100轉(zhuan)/分鐘即(ji)可。
- 防(fang)止(zhi)空轉(zhuan)和幹摩(mo)擦(ca)
- 確(que)保攪(jiao)拌裝置在(zai)運(yun)行過(guo)程中(zhong)不(bu)會出(chu)現空轉(zhuan)和幹摩(mo)擦(ca)現象(xiang)。在(zai)啟(qi)動和停(ting)止(zhi)攪(jiao)拌裝置時(shi)，要保證(zheng)發酵(jiao)罐內(nei)有(you)足夠的發酵(jiao)液(ye)覆(fu)蓋(gai)攪(jiao)拌槳(jiang)。空轉(zhuan)或(huo)幹摩(mo)擦(ca)會產生高熱(re)量，使(shi)金屬(shu)表面溫(wen)度急劇升高，破壞表面防護(hu)層(ceng)，同時(shi)還(hai)會加(jia)速金屬(shu)的磨(mo)損和腐蝕(shi)。可以通過安(an)裝液(ye)位(wei)傳(chuan)感(gan)器(qi)，與(yu)攪(jiao)拌裝置的控制(zhi)系(xi)統聯鎖(suo)，當(dang)液(ye)位(wei)低(di)於(yu)安(an)全值時(shi)，自(zi)動停(ting)止(zhi)攪(jiao)拌裝置。
4. 日(ri)常維護(hu)與檢查(zha)
- 清(qing)潔維護(hu)
- 每次發酵(jiao)結束(shu)後(hou)，對攪(jiao)拌裝置進(jin)行徹(che)-底(di)清(qing)潔。首(shou)先，用(yong)清水(shui)沖(chong)洗(xi)攪(jiao)拌裝置，去除發酵(jiao)液(ye)殘留(liu)。然後(hou)，根(gen)據發酵(jiao)液(ye)的性質(zhi)，選擇(ze)合適(shi)的化學(xue)清(qing)洗(xi)劑進行(xing)清(qing)洗(xi)。例如，對於(yu)含有(you)蛋白質(zhi)和油(you)脂(zhi)的發酵(jiao)液(ye)，可以使(shi)用含有(you)酶和表面活(huo)性劑的清洗(xi)劑。清洗(xi)後(hou)，再用清水(shui)沖(chong)洗(xi)幹凈，確保無(wu)清(qing)洗(xi)劑殘留(liu)。定期(qi)(如每月(yue)壹(yi)次(ci))對攪(jiao)拌裝置進(jin)行深(shen)度清潔，包括(kuo)拆卸(xie)容(rong)易(yi)清(qing)洗(xi)的部件，如攪(jiao)拌槳(jiang)葉(ye)，進(jin)行(xing)單獨(du)清洗(xi)。
- 腐蝕(shi)檢(jian)查(zha)
- 定期(qi)(如每3 - 6個月(yue))檢查攪(jiao)拌裝置的腐蝕(shi)情(qing)況(kuang)。采用(yong)外(wai)觀檢查(zha)、壁厚(hou)測(ce)量和無損檢(jian)測等方(fang)法。外(wai)觀檢查(zha)可以發現明(ming)顯的銹斑(ban)、點蝕(shi)和磨(mo)損等(deng)情況(kuang)。使(shi)用超聲波測(ce)厚(hou)儀(yi)測量攪(jiao)拌裝置關(guan)鍵部位(wei)(如攪(jiao)拌槳(jiang)葉(ye)和攪(jiao)拌軸)的壁厚(hou)，與(yu)原始(shi)壁厚(hou)進(jin)行對比(bi)，判(pan)斷(duan)腐蝕(shi)程度。對於(yu)懷疑有(you)內(nei)部(bu)缺(que)陷(xian)的部件，可以采用(yong)無(wu)損檢(jian)測方(fang)法，如磁粉(fen)探傷(shang)或(huo)液(ye)體(ti)滲(shen)透(tou)探傷(shang)，檢查(zha)是否(fou)存在(zai)裂(lie)紋等隱(yin)藏(zang)的腐蝕(shi)隱(yin)患(huan)。
- 防護(hu)塗層(ceng)修(xiu)復與(yu)更新(xin)
- 如果攪(jiao)拌裝置采用(yong)了(le)防護(hu)塗層(ceng)，定期(qi)檢查塗層(ceng)的完(wan)整性。壹(yi)旦(dan)發現塗(tu)層(ceng)有(you)剝落(luo)、破損等(deng)情況(kuang)，及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)修(xiu)復。對於(yu)壹(yi)些(xie)長期(qi)使(shi)用的防護(hu)塗層(ceng)，根(gen)據其使(shi)用壽命和實際磨(mo)損情(qing)況(kuang)，適(shi)時(shi)進(jin)行(xing)更新(xin)。例如，陶瓷(ci)塗(tu)層(ceng)壹(yi)般(ban)具有(you)較長的使(shi)用壽命，但如果在(zai)使(shi)用過(guo)程中(zhong)出(chu)現局(ju)部損壞(huai)，應及(ji)時(shi)采用(yong)專(zhuan)業(ye)的修(xiu)補材料進(jin)行修(xiu)復，防(fang)止腐蝕(shi)進(jin)壹(yi)步(bu)發展。
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