發(fā)酵罐“染菌原因”與“排查方向”分析

在發(fā)酵工業(yè)中，染菌是導(dǎo)致產(chǎn)量下降、質(zhì)量波動(dòng)甚至整批產(chǎn)品報(bào)廢的核心挑戰(zhàn)。許多生產(chǎn)人員在染菌后采取“散彈射擊”式排查，不僅浪費(fèi)大量人力物力，且往往無法及時(shí)找到真正原因。本文將系統(tǒng)梳理發(fā)酵染菌的四大根本原因，并提供科學(xué)的排查思路，幫助您從源頭解決問題。

一、發(fā)酵染菌的四大根本原因

1. 種子帶菌：污染源頭

種子帶菌是發(fā)酵污染的源頭問題，一旦污染的種子接入發(fā)酵罐，損失幾乎無法挽回。

主要原因包括：

• ? 培養(yǎng)基及用具滅菌不徹底：滅菌時(shí)鍋內(nèi)空氣排放不完全造成“假壓”，使滅菌溫度達(dá)不到要求。
• ? 菌種在移接過程中受污染：無菌室管理不嚴(yán)或操作不當(dāng)導(dǎo)致污染。
• ? 菌種在培養(yǎng)或保藏過程中受污染：培養(yǎng)和保藏溫度變化過大，或試管棉花塞過于松散。

防治措施： 嚴(yán)格無菌室管理制度，合理設(shè)計(jì)無菌室；每一級(jí)種子培養(yǎng)物均應(yīng)經(jīng)過嚴(yán)格檢查，確認(rèn)未受污染才能使用；在每次接種后應(yīng)留取少量的種子懸浮液進(jìn)行平板、肉湯培養(yǎng)，以判斷是否是種子帶菌。

2. 滅菌不徹底：系統(tǒng)性漏洞

滅菌不徹底是染菌的常見原因，涉及培養(yǎng)基、設(shè)備、空氣等多個(gè)系統(tǒng)。

主要表現(xiàn)：

• ? 原料性狀影響：淀粉質(zhì)原料，特別是有顆粒時(shí)，容易因滅菌不徹底造成染菌。
• ? 實(shí)罐滅菌時(shí)未充分排除罐內(nèi)空氣：造成“假壓”，使罐頂空間局部溫度達(dá)不到滅菌要求。
• ? 設(shè)備、管道存在“死角”：由于設(shè)備結(jié)構(gòu)、安裝或人為造成的屏障等原因，引起蒸汽不能有效到達(dá)局部滅菌部位。
• ? 連續(xù)滅菌溫度波動(dòng)：培養(yǎng)基連續(xù)滅菌時(shí)，蒸汽壓力波動(dòng)大，導(dǎo)致滅菌不徹底。

防治措施： 淀粉質(zhì)培養(yǎng)基滅菌采用實(shí)罐滅菌，并邊加熱邊液化；滅菌時(shí)充分排除空氣；消除設(shè)備死角；連續(xù)滅菌應(yīng)采用自動(dòng)控制裝置確保溫度穩(wěn)定。

3. 設(shè)備滲漏：隱蔽戰(zhàn)線

設(shè)備滲漏往往難以直接察覺，卻是雜菌持續(xù)的侵入通道。

常見滲漏點(diǎn)：

• ? 發(fā)酵罐本體：罐體或冷卻盤管的微小滲漏，特別是蛇管和夾套的穿孔。
• ? 閥門和密封圈：長(zhǎng)期使用后失效，特別是靠罐閥門的滲漏。
• ? 攪拌軸封：長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致密封不嚴(yán)。

檢測(cè)方法： 定期進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)，如對(duì)冷卻蛇管進(jìn)行壓入堿性水測(cè)試，在罐內(nèi)可疑地方用浸濕酚酞指示劑的白布擦拭，如有滲漏則白布顯紅色。

4. 控制誤操：人為因素

操作失誤是對(duì)規(guī)程的疏忽或理解不足所致。

常見問題：

• ? 滅菌操作不當(dāng)：實(shí)罐滅菌時(shí)未打開排氣閥門及相關(guān)聯(lián)接管的邊閥。
• ? 罐壓異常：發(fā)酵過程中罐內(nèi)壓力跌零，使外界空氣進(jìn)入而染菌。
• ? 泡沫頂蓋：泡沫控制不當(dāng)導(dǎo)致污染。
• ? 壓縮空氣壓力突變：使發(fā)酵液倒流入空氣過濾器而造成污染。

防治措施： 加強(qiáng)對(duì)技術(shù)工人的技術(shù)培訓(xùn)和責(zé)任教育，提高工人素質(zhì)，加強(qiáng)管理措施。

二、科學(xué)排查：多維度溯源分析

針對(duì)染菌問題，應(yīng)采用系統(tǒng)化的多維度溯源分析方法，避免盲目排查。

1. 從染菌時(shí)間分析

• ? 發(fā)酵早期染菌：可能原因有種子帶菌、培養(yǎng)基和設(shè)備滅菌不徹底、接種操作不當(dāng)。
• ? 發(fā)酵后期染菌：可能原因有中間補(bǔ)料污染、設(shè)備滲漏、操作問題。

2. 從污染雜菌種類分析

• ? 耐熱芽孢桿菌：可能是培養(yǎng)基或設(shè)備滅菌不徹底。
• ? 球菌、無芽孢桿菌等不耐熱雜菌：可能是種子帶菌，設(shè)備滲漏。
• ? 霉菌：一般是無菌室滅菌不徹底或操作問題。

3. 從染菌范圍分析

• ? 各個(gè)發(fā)酵罐均染菌：且污染同一種菌，一般是空氣系統(tǒng)問題。
• ? 個(gè)別罐連續(xù)染菌：一般是設(shè)備問題。

以下是發(fā)酵染菌系統(tǒng)性排查路徑的可視化流程圖：

三、染菌后的處理措施

根據(jù)染菌發(fā)生時(shí)期和程度，需采取不同的處理措施：

1. 種子培養(yǎng)期染菌

一旦發(fā)現(xiàn)種子受到雜菌污染，該種子不能再接入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，應(yīng)經(jīng)滅菌后棄之，并對(duì)種子罐、管道等進(jìn)行仔細(xì)檢查和徹底滅菌。

2. 發(fā)酵前期染菌

如培養(yǎng)基中的碳、氮源含量還比較高時(shí)，終止發(fā)酵，將培養(yǎng)基重新進(jìn)行滅菌處理后，再接入種子進(jìn)行發(fā)酵；如果此時(shí)染菌已造成較大的危害，則可放掉部分料液，補(bǔ)充新鮮的培養(yǎng)基，重新進(jìn)行滅菌處理后接種。

3. 發(fā)酵中、后期染菌

可以加入適當(dāng)?shù)臍⒕鷦┗蚩股匾约罢５陌l(fā)酵液，以抑制雜菌的生長(zhǎng)速度，也可采取降低培養(yǎng)溫度、降低通風(fēng)量、停止攪拌、少量補(bǔ)糖等措施進(jìn)行處理。

四、構(gòu)建系統(tǒng)性防控制度

1. 建立染菌數(shù)據(jù)庫

記錄每次染菌的時(shí)間、菌型、范圍和處理措施，尋找規(guī)律性，為后續(xù)生產(chǎn)提供參考。

2. 制定針對(duì)性SOP

根據(jù)不同產(chǎn)品、不同季節(jié)的特點(diǎn)，制定有針對(duì)性的滅菌和消毒規(guī)程，確保每個(gè)環(huán)節(jié)的可控性。

3. 加強(qiáng)人員培訓(xùn)

提高操作人員的無菌意識(shí)和技能，確保每個(gè)環(huán)節(jié)的無菌操作都規(guī)范執(zhí)行。

結(jié)語

發(fā)酵染菌排查不應(yīng)是一場(chǎng)“散彈射擊”式的盲目戰(zhàn)斗，而應(yīng)是一次精準(zhǔn)定位的科學(xué)偵查。通過從多維度進(jìn)行溯源分析，我們可以大幅提高排查效率和準(zhǔn)確性，減少生產(chǎn)損失，提升發(fā)酵生產(chǎn)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。未來，隨著更多智能監(jiān)測(cè)技術(shù)和預(yù)測(cè)性維護(hù)策略的應(yīng)用，我們有希望將發(fā)酵染菌從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)預(yù)防”，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的精準(zhǔn)控制和優(yōu)化。