空气除菌设备.ppt

第四章空气除菌设备
一、空气除菌
耗氧发酵和微生物繁殖培养都需要氧气，以空气为氧源。
空气中含有杂菌较多，消耗营养物质，干扰甚至破坏预定发酵的
正常进行。
（一）通风发酵对无菌空气的要求和除菌方法
1、通风发酵对无菌空气的要求
（1）空气中微生物的分布

空气中主要含有孢子和芽孢，细小而轻的菌体；
随水分的蒸发、物料的移动被气流带入空气中或黏附在灰尘上而漂浮在气流中。
空气中含菌量随环境的不同而有很大的差异，选择良好的取风位置(如高空取风等)和提高空气除菌系统的除菌效率。
（2）发酵对空气无菌程度的要求
不同的发酵过程，由于菌种生长能力强弱、生长速度快慢、它的分泌物的性质、发酵周期长短、培养物的营养成分和pH值的差异，对所用的无菌空气的无菌程度有不同的要求。如酵母培养没有氨基酸、液体曲、抗生素发酵那么严格。
（3）空气含菌量测定
难以准确测定，一般采用培养法和光学法。
目前我国采用Y-09－1型粒子计数器，是利用微粒对光线散射作用来测量粒子大小和数量的。总菌数的测定；重叠细菌则难以测准。
2、除菌方法
空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。
除去方法：静电吸附、介质过滤。
杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌。

（1）辐射杀菌

（2）热杀菌

（3）静电除菌

（4）过滤除菌法

（二）过滤除菌机理
阻碍导致气流出现无数次改变运动速度和方向，绕过纤维前进，从而产生了五种作用机理。
1、惯性冲击滞留作用机理2、拦截滞留作用机理

3、布朗扩散作用机理

4、重力沉降作用机理

5、静电吸附作用机理

当空气流过介质时，上述五种除菌机理同时起作用，不过气流速度不同，起主要作用的机理也就不同。当气流速度较大时，除菌效率随气流流度的增加而增加，此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，除菌效率随气流流度的增加而降低，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用。如果空气流速过大，除菌效率又下降，则是由于已被捕集的微粒又被湍动的气流夹带返回到空气中。（三）深层过滤效率计算
1、过滤效率的定义
2、影响空气过滤器的过滤效率的因素
3、对数穿透定律
4、过滤压力降
二、空气过滤除菌流程
空气过滤除菌流程是按生产对无菌空气要求具备的参数，如无菌程度、空气压力、温度等，并结合吸气环境的空气条件和所用除菌设备的特性，根据空气的性质而制定的。
介绍几种较为典型的设备流程：
（一）两级冷却、加热除菌流程
1、比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能充分地分离油水，使空气达到低的相对湿度下进入过滤器，以提高过滤效率。
2、特点：两次冷却、两次分离、适当加热。
3、尤其适用潮湿的地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备作适当的增减。
（二）冷热空气直接混合式空气除菌流程
1、压缩空气从贮罐出来后分成两部分，一部分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合。
2、特点是可省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备，流程比较简单，利用压缩空气来加热析水后的空气，冷却水用量少等。
3、适用于中等含湿地区，但不适合于空气含湿量高的地区

（三）高效前置过滤空气除菌流程
1、利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中、高效过滤后，再进入空气压缩机，这样就降低了主过滤器的负荷。
2、特点是采用了高效率的前置过滤设备，使空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程度比较高。
（四）利用热空气加热冷空气的流程
利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。

无菌空气制备的整个过程包括两部分内容：一是对进入空气过滤器的空气进行预处理，达到合适的空气状态（温度、湿度），二是对空气进行过滤处理，以除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需要。
三、空气预处理过程设备
（一）空气预处理的作用与原理
空气预处理的主要目的：
1．提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷。
2．去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器。提高压缩前空气的洁净度的主要措施：提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤。
（二）空气预处理设备
1．粗过滤器
安装在空气压缩机前的粗过滤器，其主要作用：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也可减轻总过滤器负荷。
粗过滤器一般要求过滤效率高，阻力小，否则会增加空气压缩机的吸入负荷和降低空气压缩机的排气量。
常用的粗过滤器有：布袋过滤、填料式过滤、油浴洗涤和水雾除尘等。
（1）布袋过滤装置
（2）油浴洗涤装置
（3）水雾除尘装置
（4）填料式过滤器2、空气压缩机
分为离心式空气压缩机和往复式空气压缩机两种。
空气除菌中除去水雾油雾的原因：
否则：（1）导致传热系数降低，给空气冷却带来困难。
（2）如果油雾的冷却分离不干净，带