CN101732742A - 酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法，包括如下步骤：1)向发酵罐中泵入碱液，所泵碱液能完全浸泡罐底的空气分布管，将碱液通过罐内清洗喷头对发酵罐罐壁和罐顶进行清洗；2)关闭发酵罐人孔和排气管，然后开启蒸汽阀门，通过空气分布管，将罐内碱液加热，开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌。该方法在保持发酵罐的消毒灭菌效果的同时，显著降低了能耗，与传统的CIP加空消流程、单独CIP流程相比，在蒸汽消耗上能够节约约2吨蒸汽/吨产品，每吨产品成本下降约400元。

Description

酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法

技术领域

本发明涉及生物发酵罐的消毒灭菌技术，具体涉及一种酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法。

背景技术

生物发酵罐的灭罐技术是生物发酵行业的一种基础应用技术，与实验室使用的培养灭菌技术相比，具有灭菌难度更大、方法可选择面窄、化工能耗消耗大、受设备结构影响大等特点。

现有各种类型的生物发酵罐的灭罐技术一般是根据产品微生物控制的标准和要求的不同，国际上通行采用就地清洗(CIP清洗)、蒸汽空消、带压实消或其中的两种或三种混合使用的方式。关键工艺控制参数为CIP清洗的流程和时间、蒸汽灭菌的温度和时间等。具体的流程设计各公司普遍是根据自身的设备特点和历史经验微生物验证数据，设计适合自身需求的灭罐流程。

现有技术中的“CIP清洗带空消”是将发酵罐在95℃以上热水清洗10分钟后再用95℃以上的2％碱液循环清洗50分钟，然后通入蒸汽常压空消1小时，空消保证罐内温度100℃。该方法蒸汽消耗大，能源浪费严重。

“单纯CIP清洗”是将发酵罐在95℃以上热水清洗10分钟后再用95℃以上的2％碱液循环清洗1.5小时。该方法蒸汽消耗小，CIP运行过程中能源消耗较大，CIP清洗泵必须长时间运行，且必须保证清洗喷头的状态，否则灭菌效果将大打折扣。

申请号为200710014212.5的专利申请公开了一种发酵罐消毒灭菌方法，属于消毒灭菌技术领域，是在发酵液连消的情况下，改变过去发酵罐每批碱液循环清洗(95℃～105℃、20～30分钟)与蒸汽消毒(120℃～125℃、0.18～0.22MPa、35～45分钟)并用的做法，每批次只进行碱液循环清洗，每隔3-5个批次后进行一次蒸汽消毒(120℃～125℃、0.18～0.22MPa、35～45分钟)的新方式。该方法带压灭菌效果有保证，但对设备结构强度要求高，会大大提高设备造价，经济上不划算，使用上成本高。

鼓泡式发酵罐是国际专业酵母大公司普遍采用的一种通风发酵设备，该发酵罐通过高压头的罗茨鼓风机供风，使带压空气从发酵罐底的空气分布管的小风孔内喷出，供给酵母发酵必需的氧气并使发酵液翻动。该类型发酵罐具有结构简单、制造成本低；罐子容积可以做的比较大，能涵盖从几十立方到几百个立方，可以提供很大的供风强度范围，满足工业化酵母生产发酵过程中的高溶氧需求等突出优点并且这种结构的发酵罐除罐底的空气分布管及外置的循环管道外，罐体内无其他大的卫生死角，清洗和灭菌相对比较方便。

因酵母发酵用鼓泡式发酵罐体积巨大，一般有几百立方，所以整个消毒灭菌控制难度较大，现有技术针对其的消毒灭菌方法(CIP清洗带空消和CIP清洗)存在耗能高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法，在确保消毒效果的同时具有节能降耗的优点。

为实现本发明的发明目的，提供的技术方案如下：

一种酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法，其包括如下步骤：

1)、向发酵罐中泵入碱液，所泵碱液能完全浸泡罐底的空气分布管，将碱液通过罐内清洗喷头对发酵罐罐壁和罐顶进行清洗；

2)、关闭发酵罐人孔和排气管，然后开启蒸汽阀门，通过空气分布管，将罐内碱液加热，开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌。

其中，步骤1)中发酵罐中泵入碱液的量占发酵罐有效容积的15％-20％，碱液温度在90℃以上，碱液浓度2％-3％。

其中，在步骤1)之后还包含微开发酵罐底的放料阀少量排碱的步骤，排碱量在1-2L，排污消除罐底卫生死角。

其中，步骤2)中罐内碱液加热至95℃以上；开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌的时间不少于20分钟。

其中，步骤2)在开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌的过程中，发酵罐保持封闭的状态，微开蒸汽阀门维持碱液温度在95℃以上，保持罐内正压，人孔处有少量蒸汽溢出即可，无需高压灭菌，保持罐内充满蒸汽的同时能对罐壁和罐顶进行强化灭菌。

本发明的酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法和现有技术的CIP单独清洗的区别是在对发酵罐进行简单的喷碱清洗罐壁后，不再开启CIP泵循环清洗，而是直接进入碱煮灭罐环节，关闭发酵罐人孔和排气管，然后开启蒸汽阀门，通过空气分布管，将罐内碱液加热，开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌。

单纯的CIP清洗，在长时间循环清洗的过程中，碱液的温度会下降的很低，再次使用前需要花较长时间再次加热，而本发明通过空气分布管加热碱液，则在消毒灭菌的同时维持了碱的温度，避免了再次使用前的再次单独加热，合理利用了能源。

再有，在空气分布管的狭小空间内，蒸汽通入到碱液当中，会产生很大的机械剪切和冲击力，可以对顽固污垢产生较好的冲刷效果，这一点比单纯CIP和空消的连续单调的洗刷力度要好的多，可以起到更好的去除效果。

另外，工业用热电厂集中供热蒸汽一般含水量是比较低的，单纯用这种蒸汽灭罐只是直接利用了蒸汽流动过程中的传导热，而蒸汽通过空气分布管加热碱液之后再溢出的话，蒸汽含水量会大大提高，这样再次冲击到发酵罐壁后，很容易冷凝下来，在直接热传导的同时，水蒸汽冷凝的过程会释放出大量的潜热，从而可以提升灭罐效果。

本方法经生产部门实际使用，在保持发酵罐的消毒灭菌效果的同时，显著降低了能耗，与传统的CIP力空消流程、单独CIP流程相比，在蒸汽消耗上能够节约约2吨蒸汽/吨产品，每吨产品成本下降约400元。

具体实施方式

以下通过实施例详细介绍本发明。

实施例一：

该实施例的消毒灭菌流程为：泵碱清洗→排污消除罐底死角→碱煮灭罐→碱回收，具体工艺控制细节如下：

1、泵碱清洗步骤：在发酵罐内发酵液分离处理结束，罐子空出交给发酵岗位后，由清洗人员打开到发酵罐内清洗喷淋管线的阀门，然后开启碱泵泵碱进行发酵罐顶和罐壁的清洗。工艺控制泵碱体积20立方(发酵罐有效容积100立方)，碱液浓度2％，碱液温度≥90℃(因泵碱清洗过程中碱液温度会有所下降，故碱液储罐控制温度90-95℃)。整个泵碱清洗时间约10分钟，达到要求的体积，清洗结束后停止泵碱，然后微开发酵罐底的放料阀，少量排碱1-2L以消除罐底的卫生死角。

2、碱煮灭罐步骤：泵碱清洗结束后，由发酵操作工负责关闭去清洗喷淋管线的阀门，关闭发酵罐人孔和排气管，然后打开通向空气分布管的蒸汽阀门，通入蒸汽加热发酵罐内的碱液，开始进行碱煮灭菌。此时灭菌的重点是鼓泡式发酵罐最大卫生死角：空气分布管，蒸汽直接通到空气分布管内的碱液中，既加热了碱液，合理利用了能源，同时提高温度也强化了碱液灭菌的效果，而在空气分布管的狭小空间内，蒸汽通入到碱液中，会产生很强的机械冲击力，可以进一步利于污垢的去除。加热到罐内碱液温度≥95℃后，开启循环泵，对循环管道进行强化灭菌，同时开始计时，维持时间20分钟，维持过程中关小蒸汽阀门，保证碱液温度不低于95℃即可。加热过程中，发酵罐的人孔、排气管均维持关闭状态，罐内保持正压即可，保持人孔处有少量蒸汽溢出。

3、碱液回收：碱煮灭罐结束后，由清洗人员将碱液回收至碱液储罐，发酵罐消毒灭菌结束。

经生产实际运行，本消毒灭菌方法按公司内控检测标准验证，累积控制菌落总数合格率在98％以上，控制蒸汽累计单耗在5.75吨/吨产品。单次消毒灭菌耗电25度左右。

对比例一：

原有消毒灭菌方法(CIP清洗带空消)：将发酵罐在95℃以上热水清洗10分钟后再用95℃以上的2％碱液通过循环泵循环清洗50分钟，然后通入蒸汽常压空消1小时，空消保证发酵罐内温度100℃。

经生产实际运行，本消毒灭菌方法按公司内控检测标准验证，累积控制菌落总数合格率仅能达到85％，控制蒸汽累计单耗在7.78吨/吨产品。单次消毒灭菌耗电60度左右。

对比例二：

原有消毒灭菌方法(CIP清洗)：将发酵罐在95℃以上热水清洗10分钟后再用95℃以上的2％碱液循环清洗1.5小时。

经生产实际运行，本消毒灭菌方法按公司内控检测标准验证，累积控制菌落总数合格率仅能达到81％，控制蒸汽累计单耗在6.70吨/吨产品。单次消毒灭菌耗电95度左右。

通过以上对比可以看出，在灭菌效果上本方法具有显著的技术先进性，同时在节能和清洁生产上具有很大的优势，能取得很好的社会和经济效益。按部门内部统计，仅发酵罐消毒灭菌方式调整一项，按08年能源价格，全年生产按10000吨产品核算，年可直接节约成本在350万元以上。

以上对本发明所提供的酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法进行了详细介绍。需要指出的是，具体实施方式所描述的内容是为更好的实施本发明而优选的实施方式，本发明的保护范围不限于上述实施方式所述的技术方案，而应以权利要求书所述的实质内容为准，任何可能的工艺上的改变只要不脱离本发明权利要求的实质内容均属于本发明所保护的范围。

Claims (9)

1.一种酵母生产用鼓泡式发酵罐消毒灭菌方法，其特征在于包括如下步骤：

1)、向发酵罐中泵入碱液，所泵碱液能完全浸泡罐底的空气分布管，将碱液通过罐内清洗喷头对发酵罐罐壁和罐顶进行清洗；

2)、关闭发酵罐人孔和排气管，然后开启蒸汽阀门，通过空气分布管，将罐内碱液加热，开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌。

2.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于步骤1)中发酵罐中泵入碱液的量占发酵罐有效容积的15％-20％。

3.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于步骤1)中碱液温度在90℃以上。

4.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于步骤1)中碱液浓度2％-3％。

5.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于在步骤1)之后还包含微开发酵罐底的放料阀少量排碱的步骤。

6.根据权利要求5所述的消毒灭菌方法，其特征在于放料阀排碱量在1-2L。

7.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于在步骤2)中罐内碱液加热至95℃以上。

8.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于在步骤2)中开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌的时间不少于20分钟。

9.根据权利要求1所述的消毒灭菌方法，其特征在于在步骤2)在开启循环泵对循环管道进行单独的清洗灭菌的过程中，发酵罐保持封闭的状态，微开蒸汽阀门维持碱液温度在95℃以上，保持罐内正压，人孔处有少量蒸汽溢出。