針對某一項目中所應用的現代微生物發(fā)酵設備，主要是為了制藥企業(yè)的益生菌項目所服務(wù)，整個(gè)項目投資高達4千萬(wàn)元，所應用的發(fā)酵設備為兩套，一套所承載的發(fā)酵職能為常規發(fā)酵枯草芽孢桿菌，最終得到的發(fā)酵產(chǎn)品為益生菌干菌粉；另一套則是發(fā)酵乳酸桿菌，可制備生產(chǎn)益生菌干菌粉或菌劑。兩套發(fā)酵設備也就是兩條生產(chǎn)線(xiàn)，在制藥企業(yè)現代化轉型升級的背景下，兩條生產(chǎn)線(xiàn)整合成一個(gè)發(fā)酵平臺，發(fā)酵罐總容積在10m3，具體由種子擴培容器、發(fā)酵容器、配料容器和配套的輔助補料容器及其公用系統所組成，而且隨著(zhù)發(fā)酵平臺自動(dòng)化水平的提升，發(fā)酵系統中所含有的現代微生物發(fā)酵設備更加多樣，可自動(dòng)化實(shí)現補料、滅菌以及溫度控制等眾多功能。
根據微生物對氧氣要求，微生物發(fā)酵的具體類(lèi)型根據微生物對氧氣要求可分為好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵和兼性厭氧發(fā)酵，好氧發(fā)酵指的是微生物發(fā)酵產(chǎn)物形成過(guò)程中要有充足的氧氣作為支持，抗生素發(fā)酵和草酸發(fā)酵為好氧發(fā)酵；厭氧發(fā)酵就是無(wú)需氧氣支持，丁酸發(fā)酵和乳酸發(fā)酵都隸屬于此范疇；兼性厭氧發(fā)酵則是借助可產(chǎn)生酒精的酵母菌處于缺氧條件來(lái)發(fā)酵與積累酒精，之后再處于大量通氣條件下轉化成好氧發(fā)酵，生成一定量的酵母細胞。
由于現代微生物發(fā)酵設備的特殊性，為了確保其最終生產(chǎn)制備的產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)關(guān)，在設備應用過(guò)程中要注意一定的要點(diǎn)內容，優(yōu)化所構建的發(fā)酵系統整體性能表現，需嚴格把控設備應用的各個(gè)流程。從現代微生物發(fā)酵設備應用的發(fā)酵系統工程構建層面來(lái)說(shuō)，要特別做好工程設計工作，以發(fā)酵設備生產(chǎn)制備產(chǎn)品的實(shí)際需求為基本導向，統籌規劃工程設計方案，設計人員要深層次分析用戶(hù)的根本需求，與其保持良好的溝通交流關(guān)系。同時(shí)設計人員還要與設備操作的技術(shù)人員一同規劃安排發(fā)酵設備的平面布局，確保設備安放位置得當，提前分析發(fā)酵車(chē)間的施工安裝條件狀況，以此為基礎明確管道走向與設備定位。在設計過(guò)程中，還要特別考慮到微生物發(fā)酵設備的內部單元分布狀況，各個(gè)發(fā)酵設備應依據生產(chǎn)制備需要妥善連接在一起，微生物發(fā)酵設備應用的圖紙設計質(zhì)量過(guò)關(guān)，做好圖紙的初步設計后則進(jìn)入設備的加工以及采購環(huán)節。由于現代微生物發(fā)酵設備的組成復雜，涉及罐式容器、種子容器管架、制冷機系統和電機等多方面內容，在采購過(guò)程中應優(yōu)先考慮市場(chǎng)上的大品牌制造商，應與他們建立良好的合作關(guān)系，以確保微生物發(fā)酵設備的卓越性能，并為其未來(lái)的順利運行奠定堅實(shí)的基礎。
因為現代微生物發(fā)酵設備是一項大型化的綜合設備，在其正式使用之前，要根據制藥企業(yè)的實(shí)際狀況與生產(chǎn)制備要求在發(fā)酵生產(chǎn)車(chē)間開(kāi)展設備安裝工作，也就是說(shuō)設備采買(mǎi)只是眾多環(huán)節中的一小部分，發(fā)酵設備能否充分發(fā)揮出優(yōu)良功能作用，在很大程度上來(lái)說(shuō)是取決于安裝質(zhì)量是否過(guò)關(guān)。生產(chǎn)車(chē)間管理人員應首先安裝容積在100升的種子容器與鋼平臺組件，之后設備廠(chǎng)家再將依據微生物制備需要所規劃出的設備配料單與控制柜進(jìn)行仔細全面打包處理，將其妥善運輸至制藥企業(yè)的生產(chǎn)車(chē)間。在設備發(fā)貨以及正式運輸之前，設備供應商要與制藥企業(yè)確認其生產(chǎn)車(chē)間的基本狀況合乎發(fā)貨基本條件，同時(shí)設備采買(mǎi)款項已到位后，聘用專(zhuān)業(yè)化的物流企業(yè)將微生物發(fā)酵設備以及貨物等運輸發(fā)送至現場(chǎng)，并且在運輸的過(guò)程中，車(chē)上要配備一位隨行人員，負責監控設備，以免其出現刮碰等不良狀況，影響后續的使用性能及表現。
在原有的基礎上進(jìn)一步提升現代微生物發(fā)酵設備的現場(chǎng)安裝水平，是設備應用的重中之重。設備正式進(jìn)入安裝現場(chǎng)之前，現場(chǎng)的管理負責人員再三確認車(chē)間是否具備完善的設備裝卸工具與就位工具，此類(lèi)工具包括起重機、吊裝機、叉車(chē)以及升降機等，裝卸與就位設備準備愈充足，越能從根本上保障設備安裝質(zhì)量。同時(shí)要確?，F代微生物發(fā)酵設備、安裝輔助工具以及施工安裝人員可一同到達設備安裝車(chē)間現場(chǎng)?；谥扑幤髽I(yè)生產(chǎn)車(chē)間的根本狀況，統籌安排現場(chǎng)安裝管理的各項環(huán)節內容，首先設備應先被妥善放置就位，之后進(jìn)行初步的組裝，搭建以及焊接發(fā)酵平臺，最后一個(gè)環(huán)節為工藝管道的拼裝與焊接。在上述流程的每一環(huán)節中，該項目的總負責人員都要一直在現場(chǎng)進(jìn)行監督管理，盡可能規避變更情況，若有變更項產(chǎn)生，要第一時(shí)間與相關(guān)部門(mén)責任主體進(jìn)行溝通交流，取得同意后才可變更，堅決杜絕出現盲目變更與隨意變更行為。此外，在設備的現場(chǎng)安裝過(guò)程中，不可避免地會(huì )增加額外的項目，從而增加安裝成本。因此，這一階段需要企業(yè)介入，共同探討設備安裝成本的具體投入。在確認變更的正確性后，有必要協(xié)商并設置變更過(guò)程方法。在此基礎上，相應調整設備安裝順序、工藝圖紙和配料表，及時(shí)提供缺失材料。
科學(xué)做好現代微生物發(fā)酵設備設計前后變更工作，有助于為后續設備的運用以及功能價(jià)值發(fā)揮創(chuàng )造出良好條件，變更可細化分為設計前變更與設計后變更兩大部分。先從設計前變更來(lái)說(shuō)，它指的是在和客戶(hù)溝通時(shí)所生成的變更內容，通常來(lái)說(shuō)，只要設備安裝成本還在合理的區間范圍內，小規模的適當變更是被允許的，但還是要在變更后的第一時(shí)間與客戶(hù)進(jìn)行變更的結果確認，此類(lèi)變更多發(fā)生在有兩方責任主體所溝通的事件。例如，在安裝現代微生物發(fā)酵設備時(shí)，考慮到生產(chǎn)車(chē)間的平面布局狀況以及減少成本投入，將原本的鋁平臺設計變更成鋼平臺，此類(lèi)變更隸屬于公共設備變更范疇。再從設計后變更層面來(lái)看，此階段的變更指的是設備安裝設計批準之后而出現的變更問(wèn)題，其所涉及的內容與范圍更加寬泛。當設備安裝變更不會(huì )產(chǎn)生額外費用時(shí)，需同步修改圖紙以及與客戶(hù)確認；若有額外費用產(chǎn)生，則要第一時(shí)間與客戶(hù)溝通確認，當其批準變更內容后，才可修改設備安裝圖紙。
從源頭上確?，F代微生物發(fā)酵設備可以發(fā)揮出最為優(yōu)良的功能作用，為制藥企業(yè)的微生物制備與生產(chǎn)起到有力助力，創(chuàng )造出更為廣闊的經(jīng)濟利潤空間，還要充分考慮到多方質(zhì)量控制要素，重點(diǎn)圍繞在發(fā)酵設備的整體質(zhì)量、零部件組成單元質(zhì)量、施工安裝質(zhì)量以及安裝工藝設計質(zhì)量。其一，發(fā)酵設備的整體質(zhì)量，負責項目采購以及設計人員需在設備供應商制作完成設備后到現場(chǎng)開(kāi)展全方位的性能測試，從多角度衡量設備的合格性，發(fā)現設備與自身生產(chǎn)需要不契合的地方需要求廠(chǎng)家相應調整，每一臺發(fā)酵設備都配備完備的出廠(chǎng)檢驗報告以及合格證明；其二，零部件質(zhì)量，由于微生物發(fā)酵設備是一項大型的綜合設備，其零件構成種類(lèi)十分多元化，當零件質(zhì)量不過(guò)關(guān)就會(huì )影響設備應用性能，所以要對零件開(kāi)展必要的抽檢測試，尤其是閥門(mén)這一零部件，抽檢率應控制在1:50；其三對安裝工藝以及施工安裝質(zhì)量來(lái)說(shuō)，要在設備安裝現場(chǎng)由專(zhuān)門(mén)的工作人員負責全過(guò)程監督把控。
應用現代微生物發(fā)酵設備，為了能夠將設備所具有的優(yōu)良價(jià)值最大化發(fā)揮出來(lái)，還需科學(xué)挑選發(fā)酵設備，考慮到微生物在發(fā)酵過(guò)程中對需氧量所提出的要求，可細化分為好氧微生物和厭氧微生物，根據培養基質(zhì)的不同又分為液體發(fā)酵和固體發(fā)酵，需根據制藥企業(yè)的實(shí)際微生物制備需要應用最為恰當的發(fā)酵設備?，F代微生物發(fā)酵設備作為生化反應的關(guān)鍵設備，為生化反應予以反應場(chǎng)所和反應條件，設備應用是否得當、先進(jìn)化水平、運行操作規范化系數都會(huì )直接影響制備產(chǎn)品的最終產(chǎn)量、質(zhì)量以及經(jīng)濟效益。其一，通風(fēng)液體發(fā)酵設備，在微生物發(fā)酵過(guò)程中進(jìn)行通風(fēng)攪拌處理是為了保證通風(fēng)發(fā)酵罐中的氧氣溶解率能夠長(cháng)時(shí)間保持在穩定狀態(tài)下，以此更好地適應各種微生物的代謝以及產(chǎn)物累積實(shí)際需要。通風(fēng)液體發(fā)酵設備由眾多裝置所共同組成，具體包括機械攪拌式、噴射自吸式、氣升式、自吸式以及溢流噴射自習式等；其二，通風(fēng)固體發(fā)酵設備，與其他微生物發(fā)酵工藝相比，通風(fēng)固體發(fā)酵是一種成本和資金要求較低的微生物發(fā)酵工藝，對相關(guān)設備和裝置要求不高。適用于制備飼料蛋白等。根據通風(fēng)條件的不同，通風(fēng)固體發(fā)酵設備可分為自然通風(fēng)和工程機械通風(fēng)兩種；其三，厭氧發(fā)酵設備，因為厭氧微生物發(fā)酵工藝不涉及供氧環(huán)節，所以此設備結構不同于通風(fēng)發(fā)酵設備，它的結構更加簡(jiǎn)單化，常用的此類(lèi)型設備為乙醇發(fā)酵設備。
現代微生物發(fā)酵設備之所以能夠產(chǎn)生生化反應，則是其通過(guò)控制其內部操作參數實(shí)現，為微生物制備以及累積創(chuàng )造出最為適應的營(yíng)養環(huán)境，所以針對現代微生物發(fā)酵設備的應用要點(diǎn)還應圍繞在合理設定設備發(fā)酵參數層面。其一，生物參數，此參數主要包括菌絲形態(tài)與菌體濃度兩方面，前者是對發(fā)酵種子質(zhì)量評價(jià)、發(fā)酵階段科學(xué)區分、發(fā)酵代謝變化合理把控以及明確發(fā)酵周期的重要依據；而后者則是需重點(diǎn)把控的微生物發(fā)酵參數，尤其是針對抗生素次級代謝產(chǎn)物的發(fā)酵；其二，物理參數，不同于生物參數，此參數涉及的方面較多，以下為現代微生物發(fā)酵設備需主要密切關(guān)注的具體參數?？刂莆⑸锏陌l(fā)酵溫度有利于加快酶反應速率、細胞生長(cháng)速率、氧轉移速率和在培養基中的溶解度以及產(chǎn)物合成反應速率；控制設備的壓力保持在正態(tài)，可以從根本上防止細菌進(jìn)入儲罐，并從外部空氣污染培養環(huán)境；攪拌功率是指攪拌設備運行時(shí)所需消耗的功率。目前關(guān)于這方面的討論通常是指混合發(fā)酵液的功耗；空氣流量指的是單位體積發(fā)酵液每分鐘通入空氣的具體體積，也就是常說(shuō)的通風(fēng)比，是應用通風(fēng)發(fā)酵工藝而重點(diǎn)關(guān)注的控制參數；黏度是呈現細胞生長(cháng)狀態(tài)以及細胞結構形態(tài)的關(guān)鍵判別指標，還可體現微生物發(fā)酵設備是否具備菌絲分裂的根本條件；若微生物發(fā)酵應用通風(fēng)發(fā)酵工藝時(shí)，則攪拌轉速是負責把控發(fā)酵全過(guò)程各時(shí)期的轉速以此來(lái)確保培養基中的溶解氧含量可以調節至最為恰當的區間范圍下；其三，化學(xué)參數，酸堿值是能夠全面反映微生物發(fā)酵制備過(guò)程中各種反應的核心元素，是起關(guān)鍵作用的特征參數。酸堿值與微生物的生長(cháng)和產(chǎn)物的合成密切相關(guān)；濁度可以反映細胞生長(cháng)的實(shí)際情況，而產(chǎn)物濃度是決定微生物發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量和代謝合成是否正常的重要判別參數，以規劃微生物發(fā)酵時(shí)間的長(cháng)短；除了上述化學(xué)參數，還包括氧化還原電位、廢氣中的氧和二氧化碳含量、溶解氧濃度等。
綜上所述，考慮到微生物發(fā)酵的具體條件，現代微生物發(fā)酵設備在應用過(guò)程中要嚴格遵守標準規范要求，其應用要點(diǎn)內容應圍繞在嚴格把控設備應用各流程、優(yōu)化預安裝與發(fā)貨質(zhì)量、提升設備現場(chǎng)安裝水平、科學(xué)做好設計前后變更以及充分考慮多方質(zhì)量控制要素幾方面，以此優(yōu)化發(fā)酵設備應用的核心價(jià)值，創(chuàng )造出更加可觀(guān)的經(jīng)濟效益，助推微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
