通常情况下,氨是在高温高压条件下合成的一种无机物质,氨本身并不被杂菌污染,但是我们在发酵过程中所用的氨水是氨经过配制而产生的一种氨和水的混合物质,其浓度较低,一般在18～20%之间。
在氨水的配制、贮存、运输过程中所有的环节都不是无菌操作,这样在整个过程中易遭受杂菌的侵入,尽管用常规无菌试验不能检验出氨水中有杂菌存在,但不应误以为氨水是无菌的,其中有一种耐碱性小芽孢杆菌能够在氨水中存活,特别是在一些比较脏的氨水(氨水中含有一些颗粒性物质如泥沙等)中。如果氨水不经过无菌处理就补入发酵液中,氨水的浓度被大大稀释,在氨水中暂时被抑制的芽孢就会迅速复苏,并进行繁殖,便会导致发酵染菌,并且此菌繁殖较快,严重影响发酵单位及发酵液滤速,对提取收率和产品质量危害较大,因此对发酵所用氨水必须进行无菌处理。我们根据抗生素发酵工艺要求和氨水的特点设计了一套三级氨水除菌过滤系统并在生产中应用。通过生产实践证明,采用三级氨水除菌过滤器过滤除菌是一种较好的处理方法,值得推广应用。
以下是在生产中所设计安装的三级氨水除菌过滤器示意图:
说明:①1#、2#均为砂芯滤器,为第一级过滤,其作用主要是除去氨水中的颗粒性物质(可除去大于5μm的微粒,如悬浮的泥土等),这样既可减轻无菌过滤器的负荷,又可提高除菌效率,延长其使用寿命。
另外,1#、2#砂芯滤器可交替使用,当1#砂芯滤器滤速降至一定程度后,可以换用已用氨水浸泡处理好的2#砂芯滤器继续运行,不必间断通氨,从而保证生产的正常运行。同时可将1#砂芯滤器滤芯拆出清洗后重新安装好用氨水浸泡,以备再用。
②3#、4#分别为1μm和0145μm(也可用0.22μm)膜过滤器,分别作为第二级过滤和第三级过滤,在使用前可用蒸汽进行消毒灭菌处理,灭菌处理后即可使用。
生产过程中通过对氨水系统安装三级除菌过滤器后,发酵罐的染菌率大幅度降低,安装前一年染菌率高达30%以上,安装后染菌率迅速降至1.59%(共统计8个月生产数据,染菌率分别为:第一个月为9.38%,第二个月为0,第三个月为0,第四个月为3.33%,第五至第八个月染菌率均为0)。特别是第7个月3号,由于意外事故,造成部分风系统进入污水,污水沿管道进入氨水贮罐中,氨水被严重污染,但是由于安装了氨水除菌过滤器,被污染的氨水经过三级滤器除菌过滤后,没有造成一罐染菌,这充分证明了三级氨水除菌过滤系统除菌效果可靠,也说明对氨水进行过滤除菌的重要性和必要性,这是保证无菌、稳定发酵、提高生产水平的基础。
另外,在生产过程中对氨水贮罐进行定期清理也是十分必要的。在氨水贮存过程中,氨水中的一部分杂质沉淀于罐内,若长期不清理,一些嗜碱性杂菌就会在沉淀物内存活,从而增加了氨水带菌的机会,也就增加了发酵染菌的几率。
总之,只要安装了三级氨水除菌过滤器并严格管理,由氨水带菌造成的发酵染菌问题就会得到较好地解决。
