ГЕРМЕТИЗАЦИЯ АППАРАТУРЫ И КОММУНИКАЦИЙ. ОТБОР ПРОБ

В зависимости от типа и конструкции узла, подлежащего герметизации, применяют разнообразные устройства. Фланцевые соединения герметизируют с помощью упругих прокладок, вращающиеся валы — с помощью торцевых уплотнений, узлы запорно-регулиру-ющей арматуры — с помощью сильфонов и т.д.

Как показали результаты исследований [43], наиболее частой причиной (до 50% случаев) разгерметизации промышленных ферментёров является нарушение герметичности запорно-регулиру-ющей арматуры. В свою очередь, причинами разгерметизации сильфонной арматуры являются нарушения уплотнения седло—клапан (47% случаев), фланцевых соединений (31% случаев) и сильфона (16% случаев). Если учесть, что случаи нарушения герметичности оборудования наблюдаются в 70% циклов ферментации, становится понятным, насколько серьезна эта проблема. Мероприятия по обеспечению герметичности аппаратов необходимо предусматривать на всех этапах — при конструировании, проектировании, монтаже и эксплуатации систем культивирования микроорганизмов.

Контроль герметизации оборудования осуществляют различными методами. Наиболее простой метод пневматического испытания — контроль падения давления, но он не позволяет обнаружить мелкие неплотности и места утечек. Более широко применяют пневматические испытания с использованием мыльной эмульсии для обнаружения мест утечки воздуха. Однако этот метод крайне трудоемкий и имеет ряд недостатков (необходимость создания достаточно высокого давления в проверяемом аппарате, невозможность контроля при повышенных температурах поверхностей аппаратов и узлов, невозможность проверки труднодоступных узлов).

Наиболее удобен и надежен метод, основанный на применении галоидных течеискателей. В проверяемый аппарат заливают легколетучее галоидсодержащее вещество, обычно ССЦ или фреон-12, нагревают до 80 °С и повышают давление до 0,2 МПа. Пары галоидсодержащего вещества проникают через имеющиеся неплотности и обнаруживаются при приближении щупа течеискателя к месту утечки. Такие приборы позволяют обнаружить утечки до 0,5 г в год, что вполне достаточно для надежного контроля герметичности оборудования. Продолжительность проверки одного аппарата по этому методу 1,5—2 ч.

Отбор проб. При проведении любых биотехнологических процессов необходимо периодически отбирать пробы из ферментёров и других аппаратов для контроля за ходом технологического процесса, проверки чистоты культуры и др. В процессе отбора проб может произойти разгерметизация аппарата и заражение посторонней микрофлорой. Кроме того, при отборе проб для контроля стерильности (или чистоты культуры) возможно попадание посторонних микроорганизмов в саму пробу, что может привести к необоснованному заключению о заражении аппарата.

В связи с этим устройства для отбора проб в микробиологических производствах должны удовлетворять ряду требований. Основное из них — представительность пробы (соответствие отобранного материала основной массе жидкости в аппарате). Этого можно достичь, если расположить входное отверстие пробоотборного устройства в зоне с достаточно интенсивным перемешиванием, а также сливать некоторое количество жидкости, оставшейся в трубках и шлангах, перед отбором пробы. Другие требования — обеспечение асептических условий при отборе пробы, простота обслуживания пробоотборных устройств, надежность их стерилизации, возможность удаления конденсата и первых порций отбираемой жидкости в герметичный коллектор для исключения заражения окружающей среды.

Наиболее распространен открытый способ отбора проб (рис. 6.20). Отбираемая жидкость при открывании вентиля вытекает из трубопровода для отбора проб 4 ив пламени факела горелки 3 поступает в стерильную колбу для пробы 2. До и после отбора пробы трубопровод 4 стерилизуют острым паром, открывая вентиль линии подачи пара 5. Надежность такой стерилизации невысока из-за того, что невозможно создать повышенное давление в открытом трубном окончании, а также из-за наличия тупикового пространства на участке от ввода пара до вентиля 6.

5

Открытый способ отбора проб из ферментёра

Рис. 6.20. Открытый способ отбора проб из ферментёра:

7 — воронка для удаления конденсата; 2 — приемный сосуд (колба); 3 — горелка; 4 — трубопровод для отбора проб; 5 — линия подачи пара; 6 — вентиль; 7 — ферментёр

Разработаны устройства для отбора проб закрытым способом, позволяющие резко снизить вероятность нарушения асептических условий и обеспечивающие выполнение других требований. Одно из таких устройств изображено на рис. 6.21.

Схема устройства для отбора проб с соблюдением асептических

Рис. 6.21. Схема устройства для отбора проб с соблюдением асептических

условий:

7 — сосуд для взятия проб; 2, 7,8, 18 — трубопроводы; 3 — горелка; 4,5,9, 10, 15, 17 — вентили; 6 — прокладка; 7 7 — труба передавливания; 72 — ферментёр; 13 — промежуточная камера; 74 — манометр; 76 — сборник конденсата

Предварительно простерилизованную в автоклаве колбу 1 для пробы через прокладку 6 герметично присоединяют к промежуточной камере 13. При этом вентиль 5 закрыт, а кран 4 открыт. Затем при закрытом вентиле 10 и открытом вентиле 9 внутренние полости трубопровода 7, камеры 13, вентиля 15, конденсатосборника 16, вентиля 17 и поверхности корпуса вентиля 5, контактирующие с внутренней полостью камеры 13, стерилизуют острым паром, поступающим по трубопроводу 8. Сначала подачу пара производят при закрытом вентиле 17, затем попеременно закрывают и открывают вентили 75 и 17 и удаляют образующийся конденсат из сборника конденсата 16 в трубопровод 18. После выдерживания подачу пара прекращают, закрывая вентиль 9, и удаляют оставшийся пар в трубопровод 18 «грязного» конденсата, контролируя по манометру 13 снижение давления в камере до атмосферного. При отборе пробы первую порцию жидкости, застоявшуюся в трубе передавливания 11, удаляют в сборник 16, а затем открывают вентиль 5 и заполняют сосуд 1 свежей порцией жидкости.

Такое устройство можно использовать не только для отбора проб жидкости из аппарата, но и для подачи того или иного материала в аппарат с соблюдением асептических условий. Широкое внедрение подобных устройств в практику позволит существенно повысить культуру микробиологических производств и их эффективность.

Контрольные вопросы

  • 1. Опишите способы обеспечения асептических условий.
  • 2. Что такое стерилизующая фильтрация? Преимущества, недостатки.
  • 3. Опишите режимы проведения термической стерилизации.
  • 4. Какие существуют способы стерилизации твердых питательных сред?
  • 5. Как проводится стерилизация жидкостей?
  • 6. Опишите работу установки УНС-20.
  • 7. Опишите способы стерилизации воздуха.
  • 8. Опишите работу схемы очистки и стерилизации воздуха для глубинного культивирования.
  • 9. Какие существуют способы отбора проб в случае стерильной ферментации?
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >