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实验室发酵罐的基础操作要点
更新时间:2026-02-04      阅读:56
  实验室发酵罐是微生物培养、发酵实验的核心设备,精准规范的基础操作不仅能保障实验数据的准确性,还能延长设备使用寿命,避免因操作不当引发的污染、发酵失败等问题。以下为实验室发酵罐从开机准备到停机收尾的全套基础操作要点,适配常规小型实验室发酵罐的日常使用。
 
  一、操作前准备:排查 + 灭菌,从源头规避问题
 
  设备外观与配件排查:检查发酵罐罐体、管路、密封件(密封圈、垫片)是否完好,无破损、裂纹、老化;确认搅拌桨、通气管道、取样口、补料口等配件安装到位,连接紧密;检查电源、温控、搅拌、通气等控制系统显示正常,无报警提示。
 
  培养基与物料准备:按实验配方配置培养基,经充分溶解、定容后,通过罐体加料口加入罐内,加液量控制在罐体有效容积的60%-80%,避免发酵过程中泡沫溢出或搅拌不充分。
 
  罐体密闭与灭菌操作:关闭所有阀门(取样、补料、排气除外),确保罐体完全密闭;采用高温高压灭菌方式(常规 121℃,0.1MPa,20-30min),灭菌过程中保持排气阀微开,排出罐内冷空气,保证灭菌效果;灭菌完成后,待罐体自然降温至实验所需温度,关闭排气阀,准备后续操作。
 
  无菌环境确认:操作区域提前用酒精擦拭或紫外灯灭菌,实验人员穿戴无菌手套、口罩,避免人为污染。
 
  二、开机运行:参数设置 + 精准调控,保障发酵条件稳定
 
  基础参数设定:根据发酵菌株的生长特性,依次设置温度、搅拌转速、通气量核心参数:温度控制精度一般为 ±0.5℃,搅拌转速从低到高逐步调节(常规实验室罐 50-500r/min),通气量以溶氧满足菌株需求为标准(通常以体积溶氧率 DO 表示)。
 
  溶氧与 pH 调控:若实验需实时监控溶氧和 pH,提前校准溶氧电极、pH 电极,将电极插入罐体并固定;溶氧不足时,可通过提高搅拌转速或增加通气量调节;pH 偏离设定值时,通过自动补酸 / 补碱系统或手动少量添加酸碱溶液微调,避免 pH 骤变影响菌株生长。
 
  泡沫控制:发酵过程中若产生大量泡沫,可通过添加少量无菌消泡剂(如聚醚类、硅油类)控制,添加量按需把控,避免过量抑制菌株活性;也可通过降低搅拌转速、适当减少通气量临时缓解泡沫问题。
 
  实时观察与记录:运行过程中,定时观察罐体内部发酵状态(菌体生长、泡沫、颜色变化等),记录温度、pH、溶氧、搅拌转速等参数,确保参数无漂移,发现异常及时调整。
 
  三、过程操作:取样 + 补料,无菌操作是关键
 
  无菌取样:取样前,用酒精擦拭取样口,打开取样阀排出少量发酵液(冲洗管路),再用无菌容器收集样品;取样完成后,关闭取样阀,再次擦拭取样口,保持无菌。
 
  补料操作:若需中途补加营养物、诱导剂,补料液需提前灭菌,通过无菌补料管路缓慢加入罐内,避免因补料速度过快导致发酵体系环境突变;补料后及时记录补料量、补料时间。
 
  四、停机收尾:放料 + 清洁 + 保养,做好设备后续维护
 
  发酵终止与放料:达到发酵周期后,关闭搅拌、通气、温控系统,打开放料阀,将发酵液通过无菌管路转移至收集容器;放料完成后,关闭所有阀门。
 
  罐体清洁:拆除电极、搅拌桨等可拆卸配件,用清水冲洗罐体内壁及管路,去除残留发酵液;若有顽固污垢,用软毛刷轻轻刷洗,避免划伤罐体;配件单独清洗,晾干备用。
 
  设备保养:清洁完成后,检查密封件是否有磨损,及时更换老化配件;对搅拌轴承、电机等运动部件添加少量润滑油;将电极浸泡在保护液中(pH 电极泡饱和 KCl 溶液,溶氧电极泡清水),做好电极保护。
 
  环境整理:清理操作台面,擦拭设备外观,保持实验室整洁;记录本次发酵的设备运行情况、操作要点及异常问题,便于后续追溯。
 
  五、基础操作核心注意事项
 
  全程严格遵循无菌操作规范,任何环节的污染都会直接导致发酵实验失败;
 
  实验室发酵罐运行时,禁止触碰搅拌桨等运动部件,避免机械伤害;高温灭菌后,禁止直接接触罐体,防止烫伤;
 
  严禁超容积装液、超转速运行,避免设备过载损坏;
 
  若操作中出现设备报警、罐体泄漏、温度骤变等异常,立即停机,排查问题并解决后,方可继续使用。
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