生物工程设备-设备与管道的清洗与杀菌

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1、生物工程设备第十三章设备与管道的清洗和杀菌设备与管道的清洗和杀菌13.1常用清洗剂、清洗方法及设备13.2设备及管路的灭菌13.1常用清洗剂、清洗方法及设备13.1.1生物工业常用清洗剂工业用清洗剂绝大多数都是水溶液，生物工业及食品、制药等行业所用溶剂水水质要求较高。1．清洗剂理想的清洗剂应能溶解或分解有机物，分散固型物，具漂洗和多价螯合作用，而且还有一定的杀菌作用。但是至今仍未有一种单一的洗涤剂具有上述的所有性质，所以目前的清洗剂都是由碱或酸、表面活性剂、磷酸盐或螯合剂等复配而成。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备（1）碱和酸，烧碱溶液是很好的蛋白质和脂肪洗涤剂。硅酸钠是良好的水溶液分散

2、剂，对积垢的分散十分有效。另外，磷酸三钠因为有良好的分散性和乳化性，使用也较普遍。（2）表面活性剂，为了有效发挥洗涤剂的作用，需添加表面活性剂以减小污垢的表面张力，使污垢物更易去除。表面活性剂可分成阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型等类型。表13-1列举了一些用于清洗罐或管道的清洗剂配方。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备表13-1典型洗涤剂溶液配方应用场合罐CIP清洗系统用管道清洗用应用场合罐CIP清洗系统用管道清洗用0.1mol/LNaOH4.0硅酸钠0.4磷酸三钠0.2碳酸钠1.2表面活性剂0.1硫酸钠1.2三聚磷酸钠1.0单位：g/L13.1常用清洗剂、清洗方法及设备2．消毒杀菌

3、剂最常用的化学消毒剂是次氯酸钠，近几年，二氧化氯逐渐取代次氯酸钠。虽然，次氯酸溶液对许多金属包括不锈钢都有腐蚀作用，但在PH=8.0～10.5的溶液中，及较低的温度下，用50～200mg/L的氯浓度并尽量缩短与设备的接触时间，可使腐蚀作用降到最小。3．特殊清洗试剂在某些场合，需要把与有机物表面紧密结合的蛋白质分离洗脱出来，例如色谱分离柱树脂的处理。这些树脂易被烧碱等破坏。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备13.1.2设备、管路、阀门等的清洗传统的设备清洗方法是将设备拆卸后进行人工或半机械法清洗。这种方法劳动强度大，效率低。现代化生产已普遍采用CIP清洗系统（在位清洗），使清洗过程达到自动化

4、或半自动化。但有些特殊设备还需用人工清洗。1．管件和阀门表13-2是典型的管件清洗操作程序。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备表13-2管件清洗的操作程序操作步骤清洗时间/min温度℃操作步骤清洗时间/min温度℃1．清水漂洗5～10常温4．消毒剂处理15～20常温2．洗涤剂洗涤15～20常温～75℃5．清水漂洗5～10常温3．清水漂洗5～10常温13.1常用清洗剂、清洗方法及设备2．罐的洗涤对于小型罐，常用的方法是在罐内放入洗涤剂浸泡。对于大型罐，通常是在罐顶以一定的速度喷洒洗涤剂，通常使用的两类喷射洗涤设备为球形静止喷洒器和旋转式喷射器。球形静止喷洒器结构较简单，价格较低，可提供连续的

5、表面喷射，即使有一两个喷孔被堵塞，对喷洗操作影响不大，还可自我清洗，但喷射压力不高，喷射距离有限，所以对器壁的冲洗主要是冲洗作用而非喷射冲击作用。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备3．生物加工下游过程设备的清洗色谱分离柱的清洗有其特殊性。通常，填充的PHLC介质对碱较敏感，不能耐受NaOH等碱性洗涤剂，这时可用硅酸钠代替。若色谱系统使用的是软性介质，则只能在低压力和流速下进行清洗。某些情况下（如在位冲洗）不能提供充足的清洗度时，应将填充基质卸下来再用洗涤剂浸泡洗涤。对错流的微滤或超滤系统常使用CIP系统清洗。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备4．辅助设备的清洗辅助设备的清洗是比较简单的，但

6、也必须注意：（1）空气过滤器和液体过滤装置不易清洗干净，必要时需用人工进行清洗。（2）无论何种热交换设备，若是用于培养基的加热或冷却，换热面上的结垢或焦化是很难避免的，也不易清洗。适当提高介质流速对减少此问题非常有效。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备13.1.3CIP清洗系统及设备CIP清洗系统有多种形式，传统上是一种一次性洗涤系统，即消毒剂只供使用一次即舍去。一次性使用系统适用于那些贮存寿命短，易变质，不宜重复使用的消毒剂。一次性使用系统是较小型的固定的单元装置，其结构示意图如图13-1所示。它包括一个含有进水孔及水平探针的罐和一台离心泵用以驱动洁净的洗涤剂的循环利用，并设有一喷射口以

7、通入加热蒸汽或添加经计量泵计量的洗涤剂。13.1常用清洗剂、清洗方法及设备图13-1一次性使用的CTP系统1－过滤器；2－循环泵；3－喷射器；4－蒸汽进口；5－排污阀；6－洗涤剂贮罐13.1常用清洗剂、清洗方法及设备若生产设备只用于生产单一产品，洗涤剂可重复利用，不仅节省洗涤剂用量，而且减少排污对环境的污染。洗涤剂重复利用系统如图13-2所示。用循环回收水配置初洗涤液，可节省用水。配料罐内有换热蛇管，用以加热洗涤剂，用泵