发酵罐报废的故障分析

2012-11-16吴士栋柳蔷崔晓宇崔军

中国医疗设备 2012年9期

关键词：发酵罐循环泵罐体

吴士栋，柳蔷，崔晓宇，崔军

北京天坛生物制品股份有限公司乙肝疫苗室，北京 100024

发酵罐报废的故障分析

吴士栋，柳蔷，崔晓宇，崔军

北京天坛生物制品股份有限公司乙肝疫苗室，北京 100024

本文对发酵罐发生的工作原理进行讲述，针对由夹套压力过高引起发酵罐报废的故障进行分析，查找故障的原因，最终彻底解决故障。

发酵罐；灭菌程序；故障处理

0 前言

以某单位自国外某厂家购买的一套发酵罐报废故障为例，分析其原因，从中吸取教训。该发酵罐工作体积750 L，罐体与产品接触部分为316 L不锈钢，其他部分为304不锈钢。这套发酵罐工作时间不长，就由于一个小的失误，造成了罐体报废。

设备发生故障后，应该彻底分析出引起设备工作异常的原因，如果只是解决故障点，找不到引起故障的根本原因，草率地判断，故障现象可能会消失，但是隐患依然存在，可能会发生更严重的事故，造成巨大的损失。

1 工作原理简介

发酵罐有两种工作模式：正常培养模式和灭菌模式。正常培养时，压力控制在200 kPa，搅拌为120 r/min。温度控制由夹层内的水通过循环泵带动，通过冷、热交换板，控制系统温度。灭菌模式时，夹层循环泵带动内套DI水循环，通过热交换板给夹层内的水加热，使得罐内培养基升温，到达121℃后保温30 min，然后系统通过冷交换板为罐降温，通过除菌过滤器给罐内补充空气，防止降温时产生真空，当温度＜80℃时，系统恢复培养状态运行。

2 故障实例

2.1 故障现象

购买这套发酵罐是作为原有发酵罐的备份设备，由于原有设备工作正常，该发酵罐使用频率很低，自报批试验后，5年共计生产100个批次，使用时一直很正常，各种工艺参数控制的很好，都能达到生产的要求。一次，在清洗发酵罐时，发现管内壁向内凸起，罐内壁严重变形，此发酵罐报废。

2.2 故障分析

经与发酵罐厂家联系，认为引起报废的原因主要有两个：一是工作时罐内产生真空，使得管内壁凸出；二是生产该罐时所用材料不合格。后来，厂家维修工程师认为是由于使用的冷媒温度太低（2～8℃），和厂家的要求相差过大（8～16℃），在降温过程中产生真空，造成罐体变形、损坏[1]。发酵罐循环系统图，见图1。

2.3 故障排除

更换新的罐体后，运行前几次时，系统工作正常，但是到了第4次实验时，生产人员反映，灭菌时罐体夹层压力偏高。

对整个发酵罐的灭菌程序进行全程的检测，循环泵正常运行，工厂蒸汽供给正常，经过仔细检查，发现夹套管路在灭菌时热交换板的进、出口温差很大，出口温度达到100℃左右，而入口只有20℃左右，根据资料，设备夹套容量为60 L，泵的流速为50 L/min，不应该造成如此大的温差。但泵的指示工作正常，电机转向、转速正确。初步判断应该是热交换板出了问题，拆开热交换板的低温接口（与发酵罐夹层相通），在给交换板加蒸汽时，从低温口喷出大量蒸汽，关闭工厂蒸汽，低温口没有气体漏出，由此怀疑是热交换板发生击穿[2]。更新交换板后，故障依旧。循环管路上只有循环泵未检测，拆开循环泵，发现循环泵的叶轮已碎。

由于循环泵叶轮的损坏，造成夹套不能循环[3]，夹套内的水汽化，使得夹套长期工作在极限压力下（夹套承受压力为0.4 MPa），而夹套的压力并不是生产监测的项目，压力过高并未引起生产人员的注意。长时间的极限压力下工作，最终使得发酵罐体损坏。

当时一直没有考虑循环泵故障，主要是因为泵正常运行，转向、速度都正常。叶轮损坏的原因，主要是由于夹套补液罐为不锈钢材质，没有液位显示。操作人员在给夹层加水时，液位掌握的不好，造成长期亏水运行，在叶轮处产生气蚀，造成叶轮损坏[4]。

更换新的循环泵，让操作人员在给夹套加水时，掌握好液位。生产、灭菌近20批后，夹套压力在灭菌时最高为0.2 MPa，灭菌速度、效果都正常[5]。