5L发酵罐使用说明
5L玻璃发酵罐使用说明
上海百仑生物科技有限公司地址：上海松江九亭康鸣路8号
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目录
重要提示： (1)
第一章技术指标 (5)
1.1概述 (5)
1.2指标 (5)
第二章管路说明 (6)
2.1空气及其净化 (6)
2.2自来水 (7)
2.3其他 (10)
第三章发酵罐的操作流程 (12)
一、实罐灭菌 (12)
二、发酵操作 (12)
第四章控制模块的说明 (14)
控制系统 (14)
快速入门 (15)
下位机详细说明 (19)
1)语言选择 (19)
2）主页面说明 (20)
3）系统登陆与注销 (21)
4）搅拌和DO (22)
5）温度和pH (23)
6）补料控制 (24)
7）数据报表 (25)
8）实时曲线 (28)
9）历史曲线 (30)
10）报警 (31)
11）非对称比例控制参数设定 (32)
12）手动控制模式 (33)
13）参数设定 (34)
14）跟踪控制 (35)
15）参数的自动校正 (41)
16）蠕动泵校正 (43)
17）蠕动泵位置设定 (44)
目录 (44)
图表目录 (46)
图表目录
图表1 首页及公司介绍 (15)
图表2 主页面 (16)
图表3 温度和pH设定页面 (16)
图表4 搅拌和DO设定页面 (17)
图表5 系统设定页面 (18)
图表6 数据报表页面 (18)
图表7 批号输入窗口和发酵启动按钮窗口 (19)
图表8 批号输入窗口 (19)
图表9 发酵启动按钮以及状态 (19)
图表10 首页及公司介绍 (20)
图表11 主页面 (21)
图表12 系统设置页面 (21)
图表13 用户登陆页面 (22)
图表14 搅拌和DO设定页面 (23)
图表15 补料与消泡控制 (24)
图表16 补料与消泡控制之限定条件 (25)
图表17 数据报表页面 (26)
图表18 数据批号名称页面 (26)
图表19 批次数据报表页面 (27)
图表20 数据设置对话框 (27)
图表21 实时曲线 (28)
图表22 实时曲线之搅拌 (28)
图表23 实时曲线之DO (29)
图表24 实时曲线之pH (29)
图表25 实时曲线之温度 (30)
图表26 历史曲线页面 (30)
图表27 当前报警和历史报警页面 (31)
图表28 报警设置页面 (32)
图表29 温度和pH控制参数界面 (33)
图表30 参数页面 (34)
图表31 温度跟踪设定页面 (35)
图表32 跟踪设定页面之分段点配方页面 (36)
图表33 跟踪设定页面之分段点设置页面 (37)
图表34 跟踪设定页面之新配方名称输入 (38)
图表35 跟踪设定页面之新配方名称输入完成 (38)
图表36 跟踪设定页面之新配方分段点设置 (39)
图表37 跟踪设定页面之新配方分段点数值设置 (40)
图表38 跟踪设定页面之分段点配方页面二 (40)
图表39 跟踪设定页面之跟踪控制启动运行 (41)
图表40 自动校正页面之一 (41)
图表41 自动校正页面之二 (42)
图表42 蠕动泵流量设置页面 (43)
图表43 蠕动泵位置设置页面 (44)
重要提示：
·在第一次操作此设备之前请仔细阅读本操作说明书；
·设备必须可靠接地；
·消毒以前准备工作（空气源、供水，PH电级零点、斜率标定、DO电级零点标定）；并检查各连接口（重点是传感器、罐盖上的活动接口）已连接可靠。·发酵开始前准备工作（设定为发酵条件，进行DO电级斜率标定、PH电级零点标定）；
·关闭总电源前，请将关闭控制程序，然后关控制器及电源。
·设备运行结束，勿忘关闭自来水阀、空气源。
·开始控温前，必须先打开注水开关，打开冷水电磁阀控制按钮，直至排水口无气泡有水为止。
·最高工作压力不大于设计压力，进罐空气压力应不大于0.10Mp！
最高消毒温度126℃；
·公用工程要求：空气：0.2～0.4Mpa
水源：0.1～0.3Mpa
▲带压设备和管线在开启和检修前必须降至常压（0表压），
▲公用设备必须按设备供应商提供说明书操作和维护
第一章技术指标
1.1概述
具有温度、转速、空气流量、PH、DO、材料、消泡现实及控制功能，并配有机械消泡浆。
1.2指标
1.2.1温度：自动控制范围：冷却水温+5～50℃（±0.2℃）
显示范围：0～150℃
1.2.2搅拌转速：变频调速范围50～1000（±5）rpm
1.2.3空气流量：显示控制范围10L/min
1.2.4 pH显示控制：2.00～12.00pH±0.05,进口电极（兼容国产电极），蠕动泵双向开关控制
1.2.5溶解氧：0～150±2%,进口电极（兼容国产电极），可与转速联动控制
1.2.6消泡：电极检测，一台蠕动泵时间比例控制
1.2.7补料：一台蠕动泵时间比例控制
1.2.8罐体：设计压力0.05Mpa，设计灭菌温度131℃
1.2.9灭菌方法：离位灭菌锅消毒灭菌
1.2.10功率：主机：1.5KW（最大），单相220V
1.2.11气源：2～4㎏/㎝2
第二章管路说明
2.1空气及其净化
压缩空气经净化器（外接）进入气源接口、减压阀稳压器、空气转子流量计、空气出口进入空气过滤器到达反应器内，经特质的空气分布器分散后，进入培养基，尾气经冷凝器、排气过滤器后排口排出，本管路具减压、计量、净化作用。
控制系统箱正面图及空气控制系统
2.2自来水
2.2.1水进夹套：自来水经电磁阀夹套进水口、进入夹套、由夹套出水口排出。
2.2.2水进冷凝器：自来水经针阀调节、冷凝器下部进水口进入冷凝器，冷凝器上部出口排出。
冷却系统控制管路图
发酵罐主视图
发酵罐俯视图
2.3其他
2.3.1取样阀平衡口与发酵罐平衡口用硅胶管连通、取样阀出口用硅胶管连接并加弹簧夹。
2.3.2补料管路连接用硅胶管将补料针与补料口连通，补料瓶平衡口与补料过滤器连通（消毒过程中必须用弹簧夹补料硅胶管，防止消毒时逃料）
取样操作示意图
第三章发酵罐的操作流程
一、实罐灭菌
1、将冷凝水管路断开，拔下电极，打开罐盖，将培养基装入发酵罐及补料瓶，易产生泡沫的培养基尽量不要超过两升。
2、连接管路：
取样管路连接，补料管路连接；
空气过滤器用硅胶管与罐盖空气管连接，并用弹簧夹夹紧；
排气口与过滤器用硅胶管连接；
安装温度电极、pH电极、溶氧电极，pH电极用们帽盖紧电极上端口，溶氧电极用铝铂纸包裹电极上端口，防止受潮。
盖紧其它罐盖接口。
3、提起玻璃罐体及补料瓶放入灭菌锅，盖好牛皮纸，盖好锅盖，确定发酵温度及时间。
4、灭菌结束后，尽快将罐放回原位并尽快通入空气。
二、发酵操作
1、将灭菌后的罐体放回原位，连接冷凝水管路，通入冷凝水，连接通气管路，调整通气量至3～5L/min。
2、将温度电极、pH电极、溶氧电极与控制器连接。
3、补料管连接：
打开补料蠕动泵防护盖，搬开进出口处的白色管夹，将硅胶管嵌入入口处的管夹并夹紧，用手转动泵头，将硅胶管沿凹槽安装直至出口处，开手动开关约十秒后夹紧出口处管夹，关手动开关；
将酒精棉球放在罐盖补料口内，将针头插入并穿透密封盖；
打开蠕动泵手动开关，使输液管中充满料液，置于自动状态。
补料瓶管件安装图
4、酸碱液、消泡剂操作同补料操作。
5、接种：旋松接种口，在火焰保护下，打开接种口，倒入种子，旋紧接种盖，移去火焰圈。
第四章控制模块的说明
控制系统
欢迎使用百仑生物发酵罐设备。
本控制系统由西门子可编程控制为控制主机，MCGS真彩色触摸屏为现场人机操作界面。整个控制系统性能先进稳定，模块化设计，维护简易方便，自由组合的硬件，按需设计的软件系统，全方面满足客户的需要。
软件系统默认采集和控制的参数包括：温度、pH、DO、搅拌；可选参数包括：罐压、ORP、空气、CO2、N2、O2、尾气分析、罐重
温度采集是Pt100铂电极，该电极输出的信号为电阻，经过温度变送器，将信号输入到控制主机；
pH和DO采用梅特勒公司的电极，pH电极是405型，响应速率要高于3030型电极；DO电极采用6800型电极；
搅拌采用变频器控制电机，或直流调速板控制直流电机，或伺服驱动器控制伺服电机，根据客户要求提供高精度转速控制；
消泡及补料控制，消泡泵除了可以用来补加消泡剂，还可以当做补料泵补料；同时，这两个泵也可以按照特定要求补加特定物质，譬如根据pH和/或DO的变化，补加一定的物质；
参数校正：所有参数都可以采用两点校正法进行校正；
数据记录：可以设定记录间隔，譬如60s或180s；可以按照批号查询数据、按照时间范围查询数据、将特定批号的数据保存到U盘、将所有数据都导出到U盘；所保存的数据格式是csv格式，方便用EXCEL或其他软件打开进行分析。
曲线：历史曲线和实时曲线，每个参数都有自己的实时曲线，在实时曲线中，可以设定曲线的上下限；在历史曲线中，能看到所有参数、所有时间内的数据，但不能调节历史曲线中每条曲线的范围。
控制方式：搅拌和空气流量的控制是采用PID控制，而采用非对称比例控制方式控制pH、温度、DO。
关于非对称比例控制方式，需要设定的参数包括控制周期CP、控制比例P、最长加热时间、最短加热时间、最长冷却时间、最短冷却时间、控制死区。
参数设定要求，以温度为例，在一个控制周期CP内，一直加热或冷却时，使得
温度变化绝对值delatTemp是控制比例P的二倍左右即可，譬如CP为30s时，一直加热能使得温度上升0.4℃，则P应该设定为0.2℃比较合适；最短加热或冷却时间，一般设定在1-2s左右，以保证加热阀或冷却阀不会频繁短时间内的启动和关闭；最长加热或冷却时间，需要根据加热功率或冷却水与罐温设定值之间的差异来调整，譬如冬天最长冷却时间就应该不超过CP的50%，夏天最长加热时间也要控制在CP的60%以内。当温度设定值SV和温度当前值PV差值的绝对值小于控制死区时，加热和冷却阀门都不动作，以减少阀门动作；
下面将以一个发酵试运行过程，简要说明该控制系统的操作流程。
快速入门
开机，下位机启动后，首先出现如下界面：
图表1首页及公司介绍
点击该画面中右下角的“进入”，进入到控制系统的主界面；
图表2主页面
在该画面的左边，是参数名称以及该参数的当前值；
画面的右边，是可以进入到各级子画面的按钮；
画面中间，是发酵罐的结构示意图。
点击主界面右边的按钮“温度与pH”，进入到温度设定页面；
图表3温度和pH设定页面
单击罐温“设定值”输入框，输入温度设定值“30.0”；
再点击“自动”，使温度进入到自动控制状态，此时“自动”按钮左边出现一个绿色小方块，以表明现在处于温度自动状态；
单击pH“设定值”输入框，输入pH设定值“6.86”；
再点击“自动”，使pH进入到自动控制状态，此时“自动”按钮左边出现一个绿色小方块，以表明现在处于pH自动状态；
点击主界面右边的按钮“搅拌与DO”，进入到搅拌设定页面；
图表4搅拌和DO设定页面
单击搅拌“设定值”输入框，输入搅拌设定值“300.0”；
再点击“自动”，使搅拌进入到自动控制状态，此时“自动”按钮左边出现一个绿色小方块，以表明现在处于搅拌自动状态；
点击“系统设置”，进入到系统设置页面
图表5系统设定页面
点击系统设定页面中的“数据报表”，进入到数据报表页面：
图表6数据报表页面
在数据报表页面，点击页面上部右边的输入框，设定数据存储周期为“180s”；点击画面按钮“返回”，可以逐步返回到主页面；
点击右下角的“发酵停止”按钮，弹出批号输入窗口：
图表7批号输入窗口和发酵启动按钮窗口
输入批号“RDL YS11058”，再点击“确定”；
图表8批号输入窗口
再点击图标7中的“开始培养”按钮；返回到主页面。
此时，主页面右下角的按钮变为如下图：
图表9发酵启动按钮以及状态
至此，整个过程完成。
发酵控制系统将按照设定参数进行控制，直至改变参数，或终止发酵为止。
下面，将对参数的具体设定以及其他功能进行详细解释和说明。
下位机详细说明
1)语言选择
本控制系统，默认是中文界面，此外还有英文界面供选择。语言的切换，限定在