發(fā)酵罐的控制系統(tǒng)應該具備以下程序功能:
1.CIP功能。操作員只需選擇清洗配方和待清洗目標,DCS系統(tǒng)會將CIP清洗信號發(fā)送給CIP 站,CIP 站啟動, 同時DCS系統(tǒng)打開清洗目標的閥門開始沖洗。在整個過程中DCS系統(tǒng)始終監(jiān)測CIP 站的運行狀態(tài)、報警信息、停機信號等,并做出相應的判斷和處理。
2.SIP滅菌(空消)。系統(tǒng)可以根據(jù)操作員指令實現(xiàn)一鍵式滅菌操作,也可以對某一個工序單獨滅菌。滅菌過程中,DCS系統(tǒng)根據(jù)各個冷點位置安裝的溫度sensor輸出的信號,自動計時,并在滅菌過程中實時記錄溫度參數(shù)形成溫度曲線,達到設定時間或F0值后關閉純蒸汽閥門,通入潔凈干燥壓縮空氣,快速降溫的同時也保證了滅菌后系統(tǒng)內的干燥。
3.自動補料。生產前設置好工藝配方,在生產過程中程序會根據(jù)生產配方自動選擇物料轉移路徑,并且根據(jù)配方要求和在線儀表的反饋信號自動補料,當達到設定之后程序自動停止。
4.SIP滅菌(實消)。操作員設定好所有參數(shù)后,只需點擊啟動按鈕,程序會自動進行滅菌的升溫(為避免升溫過程中產生劇烈的震動,我們采用分段升溫的辦法,將溫度逐步升到所需的溫度)、保溫(保證溫度最低點的溫度在118度以上并保持30分鐘)、降溫等過程。滅菌程序結束后發(fā)酵罐會自動進入發(fā)酵準備狀態(tài),確保罐子的無菌性,等待接種。
5.發(fā)酵培養(yǎng)。主要有溫度控制、壓力控制、溶氧控制、pH控制。培養(yǎng)是發(fā)酵生產中最關鍵的控制階段,控制的好壞直接決定產品的質量和產量,影響用戶的生產計劃和生產效益。溫度控制:我們擁有多種溫度的控制方案,(1)模糊控制方案(將人控制溫度的經驗轉換成計算機的控制語言來實現(xiàn)對溫度的控制);(2)分段控制溫度(根據(jù)溫度偏差范圍的不同,采用不同的控制手段);(3)串級控制溫度(同時對罐內溫度和夾套溫度進行控制)。上述的溫度控制方案我們都能夠將溫度誤差控制在±0.2℃之內。
6.移種。操作員選好移種罐和受種罐并設定好各種參數(shù),點擊啟動按鈕,程序會自動選擇路徑進行清洗和滅菌,并自動進行移種,全自動化的操作避免了人的失誤(滅菌路徑選擇錯誤、滅菌參數(shù)錯誤等),確保了移種過程的無菌化和準確性,大大提高了生產的效率。
7.應急系統(tǒng)。主要有停壓縮空氣應急系統(tǒng)和停儀表空氣應急系統(tǒng)。由于每個車間都有幾十個發(fā)酵罐,當出現(xiàn)緊急情況時(如空氣系統(tǒng)故障,空氣壓力消失),操作員需得到緊急信息、制定解決方案、采取解決措施,當操作員完成所有的動作時罐內的壓力已經泄空,菌種可能已經染菌而作廢,造成比較大的損失。而應急系統(tǒng)就是將操作員發(fā)現(xiàn)故障、解決故障的方案利用DCS來實現(xiàn),DCS系統(tǒng)在檢測到故障信號后會立即執(zhí)行應急操作,大大縮短反應時間,確保每一個生產環(huán)節(jié)在非常短的時間內都能進入安全狀態(tài),當故障解決后,應急系統(tǒng)會自動恢復正常生產。