針對某一項目中所應(yīng)用的現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備，主要是為了制藥企業(yè)的益生菌項目所服務(wù)，整個項目投資高達4千萬元，所應(yīng)用的發(fā)酵設(shè)備為兩套，一套所承載的發(fā)酵職能為常規(guī)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(shè)備也就是兩條生產(chǎn)線，在制藥企業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型升級的背景下，兩條生產(chǎn)線整合成一個發(fā)酵平臺，發(fā)酵罐總?cè)莘e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(tǒng)所組成，而且隨著發(fā)酵平臺自動化水平的提升，發(fā)酵系統(tǒng)中所含有的現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備更加多樣，可自動化實現(xiàn)補料、滅菌以及溫度控制等眾多功能。
根據(jù)微生物對氧氣要求，微生物發(fā)酵的具體類型根據(jù)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發(fā)酵與積累酒精，之后再處于大量通氣條件下轉(zhuǎn)化成好氧發(fā)酵，生成一定量的酵母細胞。
由于現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備的特殊性，為了確保其最終生產(chǎn)制備的產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)，在設(shè)備應(yīng)用過程中要注意一定的要點內(nèi)容，優(yōu)化所構(gòu)建的發(fā)酵系統(tǒng)整體性能表現(xiàn)，需嚴格把控設(shè)備應(yīng)用的各個流程。從現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備應(yīng)用的發(fā)酵系統(tǒng)工程構(gòu)建層面來說，要特別做好工程設(shè)計工作，以發(fā)酵設(shè)備生產(chǎn)制備產(chǎn)品的實際需求為基本導(dǎo)向，統(tǒng)籌規(guī)劃工程設(shè)計方案，設(shè)計人員要深層次分析用戶的根本需求，與其保持良好的溝通交流關(guān)系。同時設(shè)計人員還要與設(shè)備操作的技術(shù)人員一同規(guī)劃安排發(fā)酵設(shè)備的平面布局，確保設(shè)備安放位置得當，提前分析發(fā)酵車間的施工安裝條件狀況，以此為基礎(chǔ)明確管道走向與設(shè)備定位。在設(shè)計過程中，還要特別考慮到微生物發(fā)酵設(shè)備的內(nèi)部單元分布狀況，各個發(fā)酵設(shè)備應(yīng)依據(jù)生產(chǎn)制備需要妥善連接在一起，微生物發(fā)酵設(shè)備應(yīng)用的圖紙設(shè)計質(zhì)量過關(guān)，做好圖紙的初步設(shè)計后則進入設(shè)備的加工以及采購環(huán)節(jié)。由于現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備的組成復(fù)雜，涉及罐式容器、種子容器管架、制冷機系統(tǒng)和電機等多方面內(nèi)容，在采購過程中應(yīng)優(yōu)先考慮市場上的大品牌制造商，應(yīng)與他們建立良好的合作關(guān)系，以確保微生物發(fā)酵設(shè)備的卓越性能，并為其未來的順利運行奠定堅實的基礎(chǔ)。
因為現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備是一項大型化的綜合設(shè)備，在其正式使用之前，要根據(jù)制藥企業(yè)的實際狀況與生產(chǎn)制備要求在發(fā)酵生產(chǎn)車間開展設(shè)備安裝工作，也就是說設(shè)備采買只是眾多環(huán)節(jié)中的一小部分，發(fā)酵設(shè)備能否充分發(fā)揮出優(yōu)良功能作用，在很大程度上來說是取決于安裝質(zhì)量是否過關(guān)。生產(chǎn)車間管理人員應(yīng)首先安裝容積在100升的種子容器與鋼平臺組件，之后設(shè)備廠家再將依據(jù)微生物制備需要所規(guī)劃出的設(shè)備配料單與控制柜進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)車間。在設(shè)備發(fā)貨以及正式運輸之前，設(shè)備供應(yīng)商要與制藥企業(yè)確認其生產(chǎn)車間的基本狀況合乎發(fā)貨基本條件，同時設(shè)備采買款項已到位后，聘用專業(yè)化的物流企業(yè)將微生物發(fā)酵設(shè)備以及貨物等運輸發(fā)送至現(xiàn)場，并且在運輸?shù)倪^程中，車上要配備一位隨行人員，負責監(jiān)控設(shè)備，以免其出現(xiàn)刮碰等不良狀況，影響后續(xù)的使用性能及表現(xiàn)。
在原有的基礎(chǔ)上進一步提升現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備的現(xiàn)場安裝水平，是設(shè)備應(yīng)用的重中之重。設(shè)備正式進入安裝現(xiàn)場之前，現(xiàn)場的管理負責人員再三確認車間是否具備完善的設(shè)備裝卸工具與就位工具，此類工具包括起重機、吊裝機、叉車以及升降機等，裝卸與就位設(shè)備準備愈充足，越能從根本上保障設(shè)備安裝質(zhì)量。同時要確保現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備、安裝輔助工具以及施工安裝人員可一同到達設(shè)備安裝車間現(xiàn)場。基于制藥企業(yè)生產(chǎn)車間的根本狀況，統(tǒng)籌安排現(xiàn)場安裝管理的各項環(huán)節(jié)內(nèi)容，首先設(shè)備應(yīng)先被妥善放置就位，之后進行初步的組裝，搭建以及焊接發(fā)酵平臺，最后一個環(huán)節(jié)為工藝管道的拼裝與焊接。在上述流程的每一環(huán)節(jié)中，該項目的總負責人員都要一直在現(xiàn)場進行監(jiān)督管理，盡可能規(guī)避變更情況，若有變更項產(chǎn)生，要第一時間與相關(guān)部門責任主體進行溝通交流，取得同意后才可變更，堅決杜絕出現(xiàn)盲目變更與隨意變更行為。此外，在設(shè)備的現(xiàn)場安裝過程中，不可避免地會增加額外的項目，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(shè)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(shè)置變更過程方法。在此基礎(chǔ)上，相應(yīng)調(diào)整設(shè)備安裝順序、工藝圖紙和配料表，及時提供缺失材料。
科學做好現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備設(shè)計前后變更工作，有助于為后續(xù)設(shè)備的運用以及功能價值發(fā)揮創(chuàng)造出良好條件，變更可細化分為設(shè)計前變更與設(shè)計后變更兩大部分。先從設(shè)計前變更來說，它指的是在和客戶溝通時所生成的變更內(nèi)容，通常來說，只要設(shè)備安裝成本還在合理的區(qū)間范圍內(nèi)，小規(guī)模的適當變更是被允許的，但還是要在變更后的第一時間與客戶進行變更的結(jié)果確認，此類變更多發(fā)生在有兩方責任主體所溝通的事件。例如，在安裝現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備時，考慮到生產(chǎn)車間的平面布局狀況以及減少成本投入，將原本的鋁平臺設(shè)計變更成鋼平臺，此類變更隸屬于公共設(shè)備變更范疇。再從設(shè)計后變更層面來看，此階段的變更指的是設(shè)備安裝設(shè)計批準之后而出現(xiàn)的變更問題，其所涉及的內(nèi)容與范圍更加寬泛。當設(shè)備安裝變更不會產(chǎn)生額外費用時，需同步修改圖紙以及與客戶確認；若有額外費用產(chǎn)生，則要第一時間與客戶溝通確認，當其批準變更內(nèi)容后，才可修改設(shè)備安裝圖紙。
從源頭上確保現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)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，重點圍繞在發(fā)酵設(shè)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(shè)計質(zhì)量。其一，發(fā)酵設(shè)備的整體質(zhì)量，負責項目采購以及設(shè)計人員需在設(shè)備供應(yīng)商制作完成設(shè)備后到現(xiàn)場開展全方位的性能測試，從多角度衡量設(shè)備的合格性，發(fā)現(xiàn)設(shè)備與自身生產(chǎn)需要不契合的地方需要求廠家相應(yīng)調(diào)整，每一臺發(fā)酵設(shè)備都配備完備的出廠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(shè)備是一項大型的綜合設(shè)備，其零件構(gòu)成種類十分多元化，當零件質(zhì)量不過關(guān)就會影響設(shè)備應(yīng)用性能，所以要對零件開展必要的抽檢測試，尤其是閥門這一零部件，抽檢率應(yīng)控制在1:50；其三對安裝工藝以及施工安裝質(zhì)量來說，要在設(shè)備安裝現(xiàn)場由專門的工作人員負責全過程監(jiān)督把控。
應(yīng)用現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備，為了能夠?qū)⒃O(shè)備所具有的優(yōu)良價值最大化發(fā)揮出來，還需科學挑選發(fā)酵設(shè)備，考慮到微生物在發(fā)酵過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(jù)培養(yǎng)基質(zhì)的不同又分為液體發(fā)酵和固體發(fā)酵，需根據(jù)制藥企業(yè)的實際微生物制備需要應(yīng)用最為恰當?shù)陌l(fā)酵設(shè)備。現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備作為生化反應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，為生化反應(yīng)予以反應(yīng)場所和反應(yīng)條件，設(shè)備應(yīng)用是否得當、先進化水平、運行操作規(guī)范化系數(shù)都會直接影響制備產(chǎn)品的最終產(chǎn)量、質(zhì)量以及經(jīng)濟效益。其一，通風液體發(fā)酵設(shè)備，在微生物發(fā)酵過程中進行通風攪拌處理是為了保證通風發(fā)酵罐中的氧氣溶解率能夠長時間保持在穩(wěn)定狀態(tài)下，以此更好地適應(yīng)各種微生物的代謝以及產(chǎn)物累積實際需要。通風液體發(fā)酵設(shè)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，通風固體發(fā)酵設(shè)備，與其他微生物發(fā)酵工藝相比，通風固體發(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(shè)備和裝置要求不高。適用于制備飼料蛋白等。根據(jù)通風條件的不同，通風固體發(fā)酵設(shè)備可分為自然通風和工程機械通風兩種；其三，厭氧發(fā)酵設(shè)備，因為厭氧微生物發(fā)酵工藝不涉及供氧環(huán)節(jié)，所以此設(shè)備結(jié)構(gòu)不同于通風發(fā)酵設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)更加簡單化，常用的此類型設(shè)備為乙醇發(fā)酵設(shè)備。
現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備之所以能夠產(chǎn)生生化反應(yīng)，則是其通過控制其內(nèi)部操作參數(shù)實現(xiàn)，為微生物制備以及累積創(chuàng)造出最為適應(yīng)的營養(yǎng)環(huán)境，所以針對現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備的應(yīng)用要點還應(yīng)圍繞在合理設(shè)定設(shè)備發(fā)酵參數(shù)層面。其一，生物參數(shù)，此參數(shù)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、發(fā)酵階段科學區(qū)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(jù)；而后者則是需重點把控的微生物發(fā)酵參數(shù)，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(shù)，不同于生物參數(shù)，此參數(shù)涉及的方面較多，以下為現(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備需主要密切關(guān)注的具體參數(shù)。控制微生物的發(fā)酵溫度有利于加快酶反應(yīng)速率、細胞生長速率、氧轉(zhuǎn)移速率和在培養(yǎng)基中的溶解度以及產(chǎn)物合成反應(yīng)速率；控制設(shè)備的壓力保持在正態(tài)，可以從根本上防止細菌進入儲罐，并從外部空氣污染培養(yǎng)環(huán)境；攪拌功率是指攪拌設(shè)備運行時所需消耗的功率。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，也就是常說的通風比，是應(yīng)用通風發(fā)酵工藝而重點關(guān)注的控制參數(shù)；黏度是呈現(xiàn)細胞生長狀態(tài)以及細胞結(jié)構(gòu)形態(tài)的關(guān)鍵判別指標，還可體現(xiàn)微生物發(fā)酵設(shè)備是否具備菌絲分裂的根本條件；若微生物發(fā)酵應(yīng)用通風發(fā)酵工藝時，則攪拌轉(zhuǎn)速是負責把控發(fā)酵全過程各時期的轉(zhuǎn)速以此來確保培養(yǎng)基中的溶解氧含量可以調(diào)節(jié)至最為恰當?shù)膮^(qū)間范圍下；其三，化學參數(shù)，酸堿值是能夠全面反映微生物發(fā)酵制備過程中各種反應(yīng)的核心元素，是起關(guān)鍵作用的特征參數(shù)。酸堿值與微生物的生長和產(chǎn)物的合成密切相關(guān)；濁度可以反映細胞生長的實際情況，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(shù)，以規(guī)劃微生物發(fā)酵時間的長短；除了上述化學參數(shù)，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(xiàn)代微生物發(fā)酵設(shè)備在應(yīng)用過程中要嚴格遵守標準規(guī)范要求，其應(yīng)用要點內(nèi)容應(yīng)圍繞在嚴格把控設(shè)備應(yīng)用各流程、優(yōu)化預(yù)安裝與發(fā)貨質(zhì)量、提升設(shè)備現(xiàn)場安裝水平、科學做好設(shè)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(shè)備應(yīng)用的核心價值，創(chuàng)造出更加可觀的經(jīng)濟效益，助推微生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
