正在進(jìn)行時(shí)--發(fā)酵工藝控制要述

老江湖139

雖然不了解發(fā)酵行業(yè)，但看到這么詳盡的資料，還是感謝孤城先生的辛苦。
先收藏起來，再請教專業(yè)人士

葉赫娜蘭孤城

消毒：（工業(yè)意義）使用活蒸汽為手段，以蒸汽冷凝放熱為原理，利用對流傳熱，對空設(shè)備或培養(yǎng)基進(jìn)行預(yù)處理的過程。與處理的目的，為滿足工業(yè)級滅菌，使原料充分變性以可以使微生物開始利用，并把每個(gè)批次開始前的生化狀態(tài)----也就是發(fā)酵起點(diǎn)，盡可能歸零。這，就是我，給消毒做的定義----從這個(gè)定義看，消毒，或工業(yè)級的消毒的目的，是滿足工業(yè)生產(chǎn)，則其強(qiáng)度，比理科定義的滅菌，要大得多，比消毒，更是大得多。
里面有4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，現(xiàn)在依次展開。

葉赫娜蘭孤城

1，        原理是活蒸汽冷凝放熱，而理科的滅菌只強(qiáng)調(diào)溫度和時(shí)間---其實(shí)，由于生產(chǎn)培養(yǎng)基含有固形物，實(shí)際上溫度和時(shí)間滅菌是不夠的， 這是第一個(gè)不可相信滅菌公式的原因。另一個(gè)不能相信滅菌公式的原因是，在實(shí)際操作中，顯示溫度是積分溫度，在長寬高三維立體微分上，每個(gè)點(diǎn)的溫度未必為顯示溫度。由于所有設(shè)備都是大小不同的容器，即便真正的管道，由于半徑不能近似為0，所以實(shí)際上只有少數(shù)幾個(gè)部分可以看做管道，這種微分點(diǎn)溫度低于顯示值的現(xiàn)象，就更為常見----即便沒有明顯誤操作時(shí)，還是會出現(xiàn)的。
（什么是“容器”和“管道”呢？在消毒上講，只要容積不能等效為0的設(shè)備部分，不管它是管道還是閥門，還是容器還是其他設(shè)備部分，都看做容器，只要容積可以等效為0的設(shè)備部分，也不管是啥，它就是管道，管道消毒的難點(diǎn)是沒有容積可以壓縮，往往形成低溫----顯示溫度----假壓，容器的難點(diǎn)是有容積可以壓縮，結(jié)果進(jìn)汽有可能在充分?jǐn)嚢枨耙呀?jīng)和液體混合，結(jié)果形成非對流傳熱的高溫假壓。
這樣的實(shí)例，提兩個(gè)。
管道消毒假壓，比如比較小的容器，如消過濾器時(shí)，冷凝水充盈，頂住進(jìn)汽，壓力很大卻溫度很低，不管怎么加大進(jìn)汽和排汽，總是不能解決----尤其是管道實(shí)際半徑太小時(shí)，就特別明顯?！跋尽蓖戤叄^濾器里全是冷凝水。
實(shí)例的處理方式是，利用關(guān)聯(lián)最近的容器做冷凝罐，反消過濾器，把冷凝水留在容器里----這不是創(chuàng)新，應(yīng)該是每個(gè)合格消毒工必有的思路和素質(zhì)----他們應(yīng)該對消毒有深刻理解，并對設(shè)備及管道走向了如指掌。
大罐進(jìn)風(fēng)管道，直徑較粗，如果進(jìn)汽太小，管道內(nèi)培養(yǎng)基是被罐體內(nèi)物料燙熟----進(jìn)汽全部在管道內(nèi)冷凝，不能在管道內(nèi)形成有效對流，更不能穿過管道后在罐內(nèi)形成有效湍流，則此時(shí)消毒不徹底，染菌幾率接近100%，但具體卻看不出操作問題。這時(shí)如果消毒工沒有理解，他自己也找不到原因----消毒工一般喜歡小進(jìn)汽小排汽，原因是這樣產(chǎn)生泡沫幾率小。
實(shí)例處理方法是協(xié)調(diào)各液面下閥門進(jìn)汽量，并適當(dāng)加大進(jìn)汽和排汽。）

葉赫娜蘭孤城

2，        滅菌，只不過是消毒的目的之一，而且，站在工業(yè)角度看，它還不是最重要的一個(gè)----工業(yè)強(qiáng)調(diào)成本，也就強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品穩(wěn)定性，也就強(qiáng)調(diào)過程可重復(fù)性，則無菌只是發(fā)酵的開始，是為發(fā)酵過程服務(wù)的，在這一點(diǎn)看，它還遠(yuǎn)，沒有“取樣分析反饋”體系重要。
3，        在生理上說，消毒的另一個(gè)目的，是使有機(jī)質(zhì)，特別是蛋白變性----也就是盡可能破壞結(jié)構(gòu)，使微生物便于利用?？梢杂梅蠢C明：
如果僅僅是去掉雜菌的影響，那么，在不太嚴(yán)格的場合，如固體發(fā)酵（固體發(fā)酵是發(fā)酵工程中比較特殊的，由于沒法實(shí)現(xiàn)充分?jǐn)嚢瑁?，“群體代謝累加效應(yīng)”不明顯，染菌問題就沒有液體深層發(fā)酵嚴(yán)重）時(shí)，加大接種量即可取代消毒過程，實(shí)際上，即便接種量加大到原來10-20倍，發(fā)酵還是會失敗----原因就是原料沒變性，微生物不吃。

葉赫娜蘭孤城

4，        第三個(gè)目的是使培養(yǎng)基歸零----讓每批配料，都因?yàn)闊岬幕瘜W(xué)作用，被“破壞”到盡可能一致的狀態(tài)。這是消毒作重要的目的----當(dāng)然，也絕不可以認(rèn)為消毒強(qiáng)度越高越好----的確，消毒是越徹底越好，實(shí)際上，徹底和強(qiáng)度沒有關(guān)系的，相反，消毒就是要實(shí)現(xiàn)盡可能低的強(qiáng)度下的徹底滅菌與蛋白變性，以及培養(yǎng)基歸零。
前面不停的說到，發(fā)酵過程工程師唯一的工作，就是彌合工業(yè)盡可能的量化和復(fù)雜系不可量化之間的矛盾，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，就要盡可能嚴(yán)格，一致，整齊劃一，所以，這個(gè)目的，就是消毒的最大目的了----相比之下，滅菌倒是其次的其次。
怎么做到低強(qiáng)度徹底滅菌呢？為什么要做到低強(qiáng)度徹底滅菌呢？這兩個(gè)問題的答案，就是一個(gè)優(yōu)秀消毒工的消毒操作實(shí)例。

喜雨

:hua:

葉赫娜蘭孤城

在這里有一個(gè)容易誤解的問題，就是培養(yǎng)基歸零和過度消毒----培養(yǎng)基，按照發(fā)酵過程工程的設(shè)計(jì)理念，最少有三層，即，即時(shí)營養(yǎng)，延續(xù)營養(yǎng)和緩釋營養(yǎng)（刻意的設(shè)計(jì)進(jìn)去緩釋營養(yǎng)，是除了成本考慮外主要的培養(yǎng)基固形物來源原因----這個(gè)原因比成本要重要的多，在以后的全成本核算部分，我們會看到，動力部分會占到總成本30-40左右，相比下，培養(yǎng)基成本所占份額太小，壓縮培養(yǎng)基成本，造成產(chǎn)量降低或發(fā)酵周期延長，從來都是得不償失的），雖然設(shè)計(jì)配方時(shí)，考慮到了通過消毒的問題，但是，為了平衡培養(yǎng)基和溶氧之間的關(guān)系，培養(yǎng)基營養(yǎng)所留余量是很低的----也就是說，過分的消毒會影響培養(yǎng)基，影響部分是即時(shí)營養(yǎng)和延續(xù)營養(yǎng)這兩層----對緩釋營養(yǎng)影響不大。這樣，過分消毒就等于某種程度的更改培養(yǎng)基，也就是更改工藝（工藝更改對過程及產(chǎn)品穩(wěn)定性影響大部分是負(fù)面的，而且，更改程度的平方和最終結(jié)果成正比----這兒有一個(gè)公式，可以看出，影響是很大的。
F(X)=(1+M)2-1
其中，M為更改度，總是取正值。
之所以取平方，是因?yàn)楣に嚨母模斯に嚤旧淼淖儎?，還使得工藝可操作性隨更改而變動----這個(gè)公式在評價(jià)工藝穩(wěn)定性上會經(jīng)常用到，望注意。）
為了防止過分消毒對培養(yǎng)基的影響，一般車間消毒工的績效工資是和最后放罐總十億相關(guān)的，我們已經(jīng)知道，消毒效果與積分溫度無關(guān)，而與充分對流有關(guān)，則一個(gè)優(yōu)秀消毒工總會在控制泡沫同時(shí)，平穩(wěn)且充分進(jìn)汽，初期激烈攪拌，減短升溫時(shí)間的。比較極端一些，在充分?jǐn)嚢韬?，甚至適當(dāng)減少保溫時(shí)間，對消毒也沒有太大影響----重要的是明白什么是“管道”，什么是“容器”，做到充分對流。

葉赫娜蘭孤城

在沒有數(shù)控的時(shí)代，老消毒對自己的罐批自負(fù)，且追求高效價(jià)以實(shí)現(xiàn)較高的獎(jiǎng)金，或?yàn)檐囬g節(jié)約，或，實(shí)現(xiàn)自己價(jià)值？誰知道呢，反正就有這樣挑戰(zhàn)極限的人，做挑戰(zhàn)極限的事---用118℃，14分鐘消毒，實(shí)現(xiàn)連續(xù)無菌----當(dāng)然，這些技巧只是在老消毒哥幾個(gè)事后交流中透露，為了不引起不必要的扯皮，是不會在大面兒上說的。
這在實(shí)際上說明，消毒原理是對流充分和蒸汽冷凝放熱，認(rèn)識好這一點(diǎn)，把握好“管道”和“容器”，是干好消毒的關(guān)鍵。
在消毒角度對染菌做一個(gè)總結(jié)，就整個(gè)系統(tǒng)來說，把握原理，占據(jù)高度，搞好銜接，這三條，是解決染菌的關(guān)鍵。

葉赫娜蘭孤城

下面兩講目錄

1.2發(fā)酵過程是一個(gè)系統(tǒng)工程

第四講
1.2.1系統(tǒng)工程的特點(diǎn)
（面對復(fù)雜系，應(yīng)用多種角度評估）
（1，結(jié)構(gòu)性----新功能的產(chǎn)生）
（2，全息性---體系相套，3，自起源自組織性，4，群體代謝積累效應(yīng)）
（復(fù)雜不是由簡單演化或疊加或構(gòu)成，實(shí)際上，簡單是復(fù)雜的特例）

第五講
1.2.2發(fā)酵過程控制最外在表現(xiàn)是染菌率
1.2.3在系統(tǒng)觀點(diǎn)上看染菌控制

山中的漫游者

前面是預(yù)熱，現(xiàn)在到了正題了，呵呵。