第一讲 空气除菌流程

发酵过程控制
往复式空气压缩机： 靠活塞在气缸内的往复运动将空气抽吸、压出，因此出 口压力不稳定，而且因为气缸内要加入润滑油对活塞润滑， 以减轻摩擦，所以压缩的空气带有油雾，导致传热系数降 低，给空气的冷却带来困难，且如果油雾分离不彻底，带 入过滤器会阻塞过滤介质的纤维间隙，增大空气压力损失； 油雾黏附在纤维表面，可能成为微生物穿透滤层的途径， 降低过滤，严重时还会浸润介质。
第一节 空气介质过滤除菌 流程
一 空气除菌流程的要求
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将空气过滤除菌并输送到需要的地方，要 提高空气的 能量即增加空气的压力，需用空气压缩机或鼓风机。
对于风压要求较低，输送距离短、无菌要求也不很高 的场合，可用普通的离心式鼓风机增压。空气以很低 的流速进行过滤除菌，气流的阻力损失很小。由于空 气压缩比很小，空气温度升高不大。相对湿度变化也
发酵过程控制 3 空气贮罐
作用：消除压缩机排出空气量的 脉冲，维持稳定的空气压力，同 时也可以利用重力沉降作用分离 部分油雾。 安装位置：大多数将贮罐紧接着 压缩机安装，特别是往复式压缩 机，有利于后边的管道、容器压 力稳定，气流速度均匀。 贮罐体积： V=0.1～0.2Vc Vc—— 压缩机的排气量(m3/min)
不大，经过滤器过滤后就可符合所需无菌空气的要求。
这种流程最重要的是鼓风机的增压和空气过滤的阻力 损失要配合好，以保证空气过滤后还有足够的压强推
动空气在管道和无菌空间中流动。
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要制备无菌程度较高而且有较高压强的无菌空气，要 采用较高压的空气压缩机。由于压缩比大，空气的参 数变化就大，需要增加一系列附属设备。这种流程的 制定应根据所在地的地理、气候环境和设备条件等因 素。
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工作流程： 空气从入口进入后经过油箱 中的油层洗涤，空气中的微粒 被油黏附住、逐渐沉降于油箱 底部，经过油浴的空气含有油 雾需要经过百叶窗式的圆盘， 分离较大颗粒的油雾，再经滤 网分离小颗粒油雾后，由中心 管吸入空气压缩机。
工作流程： 空气从设备下部进入，经从上部 喷下的水雾洗涤，将空气中的灰尘、 微生物等颗粒洗去，从除尘器底排 出。 除尘效果： 对0.5m的颗粒，过滤效率为50％ ～70％，对1.0 m的颗粒除去效率 为55％～88％，对5 m以上的颗粒 除去效率为90％～99％。 要求：空气在除尘器内的流速不能 太大，一般在1～2m/s之间， 以免带出水雾太多，影响压 缩机。
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水雾除尘装置
发酵过程控制 2 空气压缩机
供应发酵工业生产用的空气要求在生产工程中克服各 种阻力，因此要求提供空气有0.2～0.3MPa的压力，属于 低压压缩空气。常用涡轮式空气压缩机（最理想）、往复 式压缩机。 涡轮式空气压缩机： 电机直接带动涡轮，靠涡轮高速旋转产生的离心力将 空气吸入。输气量大，输出空气压力稳定，效率高，设备 占地面积小，特别是输出的空气不带油雾，是理想的供气 设备。生物工业上常用涡轮压缩机的输气量在100m3/min 以上。
发酵过程控制 二 空气除菌流程
空气压缩冷却过滤Βιβλιοθήκη 程： 适用： 气候寒冷、相 对湿度很低的 环境。
如果采用涡轮压缩机或无油润滑空压机，效果很好， 如果采用普通压缩机，可能会引起油雾污染过滤器，应 再安装丝网分离器先将油雾除去。
发酵过程控制 两级冷却、分离、加热的空气除菌流程：
适合于各种气候条件，能充分地分离空气中的水分， 提高过滤效率。油雾和水雾的分离去除比较完全，保证 干过滤。 03年/4月2号
4 气液分离器
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作用：将空气中被冷凝成雾状和水雾和油雾粒子除去。
旋风分离器：
要求： 直径不能太大，否则分离效率降低。 进气口的气流速度要适当，一般在15～25m/s，排气口气 流速度为4～8m/s。
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丝网分离器：
原理：利用填料的惯性拦截作用 分离空气中的水雾和油雾。 效果：可除去小至5m的雾状颗 粒，分离效率可达98～99％。不 适合于雾沫浓度很大的场合，因 雾沫会堵塞孔隙而增大压力损失。 常用材料：不锈钢、镍、铝、铜、 聚乙烯、聚丙烯、涤纶等
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高效前置过滤除菌流程：
特点：无菌程度高。空气经前置高效过滤器后，无菌程 度已达99.99％，再经主过滤器，无菌程度更高。 高效前置过滤器采用泡沫塑料（静电除尘）和超细玻璃 纤维纸串联使用作为过滤介质。
三 空气介质过滤除菌附属设备 1 粗过滤器 安装位置：粗过滤器安装在空气压缩机前。 作用：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也减 轻总过滤器的负荷。 要求：过滤效率要高，阻力要小，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。 常用粗过滤器：布袋过滤器、填料式过滤器、油浴洗涤 和水雾除尘器等。