無菌空気に対する発酵の要求

発酵過程は無菌空気に対する要求が極めて厳しく、満たす必要がある無菌、ほこりなし、不純物なし、無水、油なし、正圧などの核心指標を同時にコントロールする必要があります。温度、湿度、清浄度、流量圧力などのパラメータ、具体的な要求は以下の通りである。

一、核心無菌指標

1. 微生物含有量
   • 空気中の微生物の総数は極めて低く、通常要求される浮遊菌 ≦ 5個/m & sup3; 沈降菌 ≦ 1個/m & sup3;また、病原性微生物や発酵に危害を及ぼす雑菌 (例えば、バクテリオファージ、酵母菌、カビなど) が存在してはならない。
   • 工業実践では、よく1000回の発酵サイクルは1回の染菌しか許可されていません。(無菌度N = 10 ⁻ & sup3;) を基準に発酵安定性を確保する。
2. 粒子状物質の制御
   • 空気中の直径 ≧ 0.5m mの粒子濃度は ≦ 100pc/ft & sup3;(つまり、立方フィートあたりの粒子数は100個を超えない) 直径 ≧ 5m mと ≧ 10μmの粒子状物質の数も厳しく制限し、濾過媒体の詰まりや発酵液の汚染を避ける必要がある。
3. 化学汚染物
   • 空気中には有機溶剤、重金属など発酵に有害な化学物質を含んではいけません。微生物の代謝を妨害したり、製品の純度を損なうことを防止します。

二、物理パラメータ要求

1. 温度と湿度
   • 温度: タンクに入る空気の温度は通常発酵培養の温度より10 ~ 30 ℃ 高く、凝縮水の発生を防止します。
   • 湿度: 総フィルタに入る空気の相対湿度は60% ~ 70%、濾過媒体 (ポリテトラフルオロエチレンエレメントなど) が湿気を受けて故障しないようにする。
2. 流量と圧力
   • 流量: 発酵タンクの容積と通気比(VVM) によって確定し、十分な酸素供給を確保し、菌体代謝需要を維持する。
   • 圧力: 空気圧縮機の出口圧力は一般的に0.2 ~ 0.35MPa (ゲージ圧)生産ニーズを満たすことができ、消費電力を節約することができる。
3. 正圧保護
   • 発酵タンクの内需は微正圧 (通常 ≧ 0.01MPa) を維持し、外部の未処理空気の進入を防止し、無菌障壁を形成する。

三、無菌空気を実現する肝心な技術

1. 高効率フィルタシステム
   • 採用0.22μm孔径のポリテトラフルオロエチレン (PTFE) エレメント、ほとんどの微生物と粒子状物質を濾過することができ、プレ濾過装置と協力して主フィルタエレメントの寿命を延ばすことができる。
2. 圧縮空気処理
   • 通過冷凍乾燥機水分を除去し、湿度を下げる一部の工場は加熱工程をキャンセルし、そのまま冷やしてから空気を入れ、プロセスを簡素化する。
3. 定期滅菌と検証
   • 空気システムを蒸気滅菌、エレメントの性能を維持する発酵槽で各指標 (例えば、浮遊菌、沈降菌の検査) を検証し、無菌状態を確保する。

四、無菌空気の重要性

• 感染防止菌: 雑菌汚染は発酵失敗、産物の純度低下を招き、生物安全問題を引き起こす。
• 効率を保障する: 清潔な空気は菌体と培養基の混合を促進し、成長と繁殖を加速し、代謝産物の均一な拡散を維持する。
• コスト削減: 厳格な無菌管理は原料の浪費と設備の損失を減らし、全体的な経済効果を高める。