公共設(shè)施引起的發(fā)酵罐故障

吳士棟，崔 軍，崔曉宇，董寶亮，李忠亮

（北京生物制品研究所有限責(zé)任公司，北京 100176）

0 引言

設(shè)備出現(xiàn)故障，設(shè)備使用人員首先想到的是由設(shè)備或元器件質(zhì)量問題造成的。作為維修工程師，首要任務(wù)是排除設(shè)備故障，使設(shè)備盡快正常運(yùn)行。在設(shè)備維修過程中，不僅要排除故障，還要分析故障產(chǎn)生的原因，從源頭上排除故障產(chǎn)生的根源，做到標(biāo)本兼治。經(jīng)過多年維修實(shí)際發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵罐工作異常，只有少部分是設(shè)備本身損壞造成的，大多數(shù)是由公共設(shè)施引發(fā)的設(shè)備故障。

1 發(fā)酵罐工作原理

北京生物制品研究所有限責(zé)任公司共有4 套發(fā)酵罐，其中2套為美國NBS 發(fā)酵罐，容積分別為75 L 和800 L，另2 套為德國貝朗發(fā)酵罐，容積為100 L、750 L。保證發(fā)酵罐正常運(yùn)行的公共設(shè)施主要有供電、壓縮空氣、工廠蒸汽、純蒸汽、乙二醇、飲用水。

NBS 發(fā)酵罐工作過程：生產(chǎn)時(shí)，夾層內(nèi)自來水靠一臺離心泵循環(huán)，通過熱交換器加溫。當(dāng)罐內(nèi)溫度過高時(shí)，排放夾層中的自來水，補(bǔ)充冷自來水降溫。發(fā)酵罐滅菌工序，當(dāng)罐內(nèi)溫度≤100 ℃時(shí)，夾層內(nèi)通入工廠蒸汽，使罐內(nèi)液體升溫。當(dāng)溫度＞100 ℃時(shí)，罐內(nèi)通入純蒸汽，靠罐內(nèi)純蒸汽和夾層工廠蒸汽同時(shí)升溫。當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，停止工廠蒸汽、純蒸汽，低于設(shè)定溫度則繼續(xù)開啟工廠蒸汽、純蒸汽，一直維持到設(shè)定的保溫時(shí)間。保溫時(shí)間大于設(shè)定時(shí)間后停止升溫，系統(tǒng)排放壓力，通過除菌濾器向罐內(nèi)補(bǔ)充壓縮空氣，以防產(chǎn)生真空，罐內(nèi)溫度＜70 ℃時(shí)，系統(tǒng)滅菌結(jié)束，恢復(fù)為正常保溫控制。

2 公共設(shè)施引發(fā)的典型故障及排除

2.1 壓縮空氣質(zhì)量引起的故障

發(fā)酵罐在滅菌時(shí)出現(xiàn)夾層壓力過低，溫度不能上升，更換控制排放的電磁閥后仍不能解決問題。經(jīng)逐個(gè)查找發(fā)現(xiàn)鋁制閥島氧化，產(chǎn)生顆粒狀粉末，閥內(nèi)密封元件與其長期接觸，造成磨損、閥門漏氣。同時(shí)粉末堵塞排氣消聲器，造成排氣不暢，故障閥漏出的壓縮空氣不能排出，造成其他氣動閥誤動作，系統(tǒng)不升溫，更換后解決問題。之后又陸續(xù)更換了6 個(gè)電磁閥。原因分析：故障原因都是由水腐蝕閥島，造成密封損壞引起的。聯(lián)想到1 年前，車間空壓機(jī)干燥器老化，使車間內(nèi)儀表、設(shè)備使用的壓縮空氣濕度過大，產(chǎn)生冷凝水。當(dāng)時(shí)采取的措施是按時(shí)排放車間壓縮空氣管道內(nèi)的冷凝水，忽略了閥島內(nèi)的水分，沒有及時(shí)清理，經(jīng)過1 年時(shí)間，閥島鋁制外殼與水反應(yīng)，引發(fā)設(shè)備故障。究其原因，是由于壓縮空氣供應(yīng)質(zhì)量不好引發(fā)的設(shè)備故障。

2.2 工廠蒸汽質(zhì)量引發(fā)的故障

發(fā)酵罐滅菌時(shí)，供給的工廠蒸汽和純蒸汽的壓力符合要求，但溫度上升過慢。由于長時(shí)間溫度達(dá)不到要求，純蒸汽產(chǎn)生大量冷凝水，造成罐內(nèi)液面升高，培養(yǎng)基濃度下降，影響培養(yǎng)正常進(jìn)行。檢查工廠蒸汽管線正常。拆開管線并打開進(jìn)氣閥后，發(fā)現(xiàn)進(jìn)罐的工廠蒸汽流量明顯不足。檢查工廠蒸汽進(jìn)口濾器，發(fā)現(xiàn)濾器已經(jīng)銹蝕堵死。用超聲波清洗濾器后回裝，溫度上升恢復(fù)正常。

2.3 飲用水質(zhì)量引發(fā)的故障

水質(zhì)過硬、排放管線溫度高，排放管線水垢過多堵塞排水。發(fā)酵罐滅菌時(shí)，夾套內(nèi)的工廠蒸汽冷凝水無法及時(shí)排除。指示數(shù)據(jù)顯示蒸汽壓力正常且進(jìn)汽充分，但溫度只升到105 ℃左右。檢查發(fā)酵罐控制，各閥門開啟正常，壓力、溫度值正確?？紤]故障不是發(fā)酵罐控制引起，檢查公共設(shè)施。拆開排放管線發(fā)現(xiàn)排放管線的彎頭和單向閥已經(jīng)被堵，只剩下＜5 mm 的通徑。由于疏水器不能及時(shí)排放冷凝水，造成發(fā)酵罐夾套內(nèi)充滿冷凝水，罐內(nèi)溫度上升緩慢，甚至停在100 ℃。清理排放管線，設(shè)備正常滅菌。該故障的另一個(gè)原因是水和蒸汽共用一段排放管線造成水結(jié)垢，將蒸汽排放和自來水排放分別制作管線，徹底排除故障誘因。

2.4 供電引發(fā)的故障

電力供應(yīng)是設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)，電力供應(yīng)出現(xiàn)問題，主要是引起發(fā)酵罐自控部分異常，溫度、空氣流量、壓力等控制參數(shù)不正確，造成閥門控制異常，引起整個(gè)系統(tǒng)動作與實(shí)際要求不符。強(qiáng)電引起的原因比較容易發(fā)現(xiàn)，弱電引發(fā)的故障不容易發(fā)現(xiàn)。NBS 70 L 發(fā)酵罐發(fā)生過一次供電引起的故障。操作人員反應(yīng)發(fā)酵罐溫度控制異常，溫度表與溫控器指示差達(dá)到3 ℃，（正常差＜1 ℃），造成閥門動作異常，使罐內(nèi)溫度升高。檢測溫度表顯示正常，更換溫度傳感器、溫控板，故障依舊存在。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)低壓24 V 電源供電不穩(wěn)，有時(shí)＜20 V。拆開查看發(fā)現(xiàn)2 個(gè)1000 μF 電容鼓包，更換后設(shè)備恢復(fù)正常。

3 結(jié)語

發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常，應(yīng)檢查影響設(shè)備運(yùn)行的各個(gè)方面，不能把故障的產(chǎn)生、產(chǎn)生故障的原因全歸結(jié)為設(shè)備質(zhì)量問題。查找到故障原因后，不能只排除故障現(xiàn)象，還要查清故障產(chǎn)生的根本原因，從源頭上根治，避免故障再次發(fā)生。