[发明专利]固液分别灭菌工艺

说明书

技术领域

本发明涉及微生物制药、食品等行业的发酵工艺，特别涉及一种固液分别灭菌工艺。

背景技术

在为生物制药和食品等行业中，发酵工艺是必不可少的过程。在发酵工艺中，通常都要对加入原料进行高温杀菌预处理，以保证无关菌种或有害菌种对发酵工艺造成干扰和破坏。目前使用的是固液混合灭菌工艺，就是固体材料8％、水94％混合均匀后用高压蒸汽130℃左右灭菌30min，再冷却到38℃后接种发酵。这个加热过程耗能多、时间长、灭菌设备容易结垢、不容维护，大量的热能无法回收，不符合现在提倡的低碳要求。

发明内容

为弥补上述不足，本发明提供一种固液分别灭菌工艺。

本发明固液分离灭菌工艺，其灭菌过程包括：

1)将耐热的固体材料(9％)通过灭菌上料机进行灭菌(150℃、持续6秒)；

2)自来水经过二级RO过滤和一级EDI过滤；

3)将不耐热的固体材料及液体材料(约1％)与过滤水水混合后，在换热板中采用UHT超高温瞬时灭菌(145℃、持续5秒)；

4)将灭菌后的固态材料和液态材料定量送入罐中混合，接种发酵；

5)进入大罐培养。

所述工艺过程采用集散控制系统控制。

所述集散控制系统包括：直控级控制站、监控级计算机系统、数据通信系统和管理计算机，其中直控级控制站安装在反应器上，连接反应器上的变送器和执行器，直控级控制站通过现场总线连接监控级计算机，监控级计算机通过局域网连接数据通信系统和管理级计算机。

所述集散控制系统包括：固体材料灭菌及装罐的智能控制、水灭菌的智能控制、水灭菌的人机界面、发酵罐灭菌及发酵过程的控制。

所述直控级控制站采用PLC控制器为核心。

本发明固液分离灭菌工艺的优越性在于：

1、采用“固液分别灭菌工艺”；

2、固体材料通过超高温灭菌上料机(专利产品)进行瞬时灭菌(150℃、持续4秒)，灭菌后材料落入罐中，余热用于补偿罐内水温的不足而被全部利用，热回收率高达95％左右；固体材料通过超高温瞬时灭菌上料机进行灭菌并输送入发酵中，物料出口时温度在150℃左右，无需降温直接落入罐内，热量用于补偿罐内水温的不足，因此热回收率同样可达90％左右，并成功地避免了固体材料在长时间高温状态下蛋白质和还原糖发生褐变、影响质量。

3、纯水采用UHT超高温瞬时灭菌(145℃、持续5秒)，灭菌后定量送入罐内，与罐内的固体材料混合，接种发酵。UHT灭菌过程中对水的加热和冷却均在换热器中进行，热回收率高达90％左右；

4、对发酵用的水采用两级RO和一级EDI过滤，三道过滤并用，三道过滤并用，使进入瞬时灭菌设备的水达到超纯水标准(电阻率在17MΩ.CM)，完全符合微生物生长的要求，同时灭菌设备不易结垢、容易维护、寿命延长。

5、采用集散控制系统，自动化程度高，控制精确。

6、灭菌过程能耗降低77％、时间缩短50％，并能节约用工人数50％；10吨发酵罐年燃料费减少20.7万元、人工费减少10万元，新工艺推广后，全国每年可节省电力6.5亿度(合4亿元)。

附图说明

图1是本发明固液分离灭菌工艺的工艺路线图；

图2是原灭菌工艺路线图；

图3是本发明固液分离灭菌工艺用集散控制系统框图。

具体实施方式

1、水过滤的原理

过滤种类  除盐率％  电导率         电阻率

纯水                0.055μs/cm    18.2MΩ.cm

原水                0～20mS/cm     0.05MΩ.cm

                    0～200μ

一级RO    95                       5KΩ.cm

                    S/cm

二级RO    99        0～20μS/cm    0.05KΩ.cm

                    0～0.1μ

EDI       99.99                    10MΩ.cm

                    s/cm

采用二级反渗透预处理+EDI制作超纯水，其电阻率一般可达到17MΩ.CM以上

多介质过滤