1-空气净化设备

作用机制
5、静电吸附作用机理
☻干空气对过滤介质相对运动磨擦时会产生 电荷
☻悬浮在空气中的微生物微粒大多带有电荷 ☻异性电荷相吸
过滤机理总结
作用机制
直接拦截 惯性撞击 扩散拦截
三 常用的过滤介质
棉花 玻璃纤维 超细玻璃纤维纸 活性碳 石棉滤板 烧结材料
过滤介质
第三节 空气过滤除菌流程
一 对无菌空气的要求
1、无菌，含菌数≤10-6个/m3，无灰尘、无杂质、无水、无油 2、具有足够的压力、适宜的温度和流量。
二 空气除菌流程要求
(一) 必须有供气设备 ---- 空气压缩机 1、往复式空气压缩机 2、涡轮式空气压缩机
流程要求
二 空气除菌流程要求
(二) 具有高效的过滤除菌设备 作用：除去空气中微生物微粒 (三) 其他附属设备 要求：
1、尽量采用新技术提高效率，减少设备 2、精减设备流程，降低设备投资、运转经费和动力消
耗，简便操作 (四) 建立一套监测仪表，经常检查空气质量，保证安全
生产
除菌流程-1
三 空气除菌流程 (一) 两级冷却、分离、加热空气除菌流程
图 1-1 两级冷却、加热除菌流程图 1—粗过滤器 2—压缩机 3—贮罐 4、6—冷却器 5—旋风分离器 7—丝网分离器8—加热器 9—总过滤器
第一章 空气净化设备
第一节 第二节 第三节 第四节
第一节 空气净化方法
一 概述 1、谷氨酸发酵是好气性发酵，需供氧
菌体细胞生长期，谷氨酸生成期都消耗氧气。 2、氧气的获得
普通空气--是谷氨酸发酵生产取这不尽、用之不 竭的氧源。
概述
3、空气的特点 ♫ O2 – 21%；N2 – 78% (体积比) ♫ 空气中含有悬浮的灰尘颗粒和各种微生物。
除菌设备
七 过滤器
1、总过滤器 -- 深层棉花 (活性碳、玻璃纤维) 总过滤器 结构：器身为立式圆筒形，上、下联接封头
内部填充过滤介质 设有进气口、排气口、排污口、安全阀、压力表 过滤介质：大部分采用棉花、活性碳 使用：分三层，上下两层敷设棉花，
中间层敷设棒状活性碳 (φ3×5～10mm ) 填充物顺序：孔板 → 铁丝网 → 纱布 → 棉花 → 纱布 →
(二) 冷热空气直接混合式空气除菌流程
图 1-2 冷热空气直接混合式除菌流程 1 一粗过滤器 2 一压缩机 3 一贮罐 4 一冷却器
5 一丝网分离器 6 一总过滤器
除菌流程-2
(二) 冷热空气直接混合式空气除菌流程
工作过程:
压缩空气从贮所罐出来后分成两部分：一部分进入 冷却器，冷却到较低温度，经丝网分离器分离除去水、 油后与加一部分未处理的高温压缩空气混合。此时混 合空气温度已达30～35℃，相对湿度为50～60%的 要求，再进入总过滤器，完成全面、彻底除菌。
旋转向下的外旋流，在下降过程中不断向分离器的中 心部分流入，形成向心的径向气流，这部分气流就构成了 旋转向上的内旋流，内、外旋流的旋转方向是相同的，最 后净化气流经上方的排气管排出器外。
五旋风分离器 (汽液分离器)
3、工作原理：
除菌设备
除菌设备
六 除雾器 (是填料分离器)
作用：进一步净化气体 填料：焦碳、活性碳、瓷环、金属车屑 (成丝状)、金
特点:
➢ 省去二级冷却，分离设备和加热设备，流程简单；
➢ 适用条件: 中等湿度地区；
➢ 合理利用热能，冷却水用量减少。
(三) 高效前置过滤除菌流程
除菌流程-3
图 1-3 高效前置过滤除菌流程图 1一 粗过滤器 2一 压缩机 3一 贮罐 4一 冷却器
5一 丝网分离器 6一 加热器 7—总过滤器
除菌流程-2
活性碳 → 纱布 → 棉花 → 纱布 → 铁丝网 → 孔板。
除菌设备
七 过滤器
1、总过滤器 -- 深层棉花 (活性碳、玻璃纤维) 总过滤器 填充密度：棉花可为150～200kg/ m3，
玻璃棉可为 200～260kg/m3， 活性炭为 400～450kg/m3。 安装要求：紧密均匀、压紧一致 优点：能在一定位移范围内保持对孔板的一定压力
除菌流程-1
(一) 两级冷却、分离、加热空气除菌流程
特点: ➢ 二次冷却、二次分离、适当加热，过滤除菌效果好，
总过滤器负荷小，使用寿命长； ➢ 适用范围广，各种气候条件，尤其是南方多雨城市； ➢ 工艺复杂，实际生产中可根据当地的空气性质，对无
菌空气要求的各种参数等情况，对流程设备作适当的 增减。
除菌流程-2
3、 标准型旋风分离器的设计参数
除菌设备
除菌设备
五 汽液分离器 (旋风分离器)
3、工作原理： 气流以较高速度15～20m/s从切线方向进入旋风分离
器，受器壁的约束，气流由直线运动变为圆周运动，形成 旋转向下的外旋流，此时，重度较大的水滴、油滴在惯性 离心力的作用下，被甩向器壁与气流分离，水滴、油滴一 旦与器壁接触，便失去惯性力，沿器壁向下滑至锥底的排 灰口；
四 空气除菌方法 辐射灭菌 加热灭菌 化学药物灭菌 静电吸附除菌 介质过滤除菌 (以此为主)
定义
介质过滤除菌:利用有孔介质从气体中除去微 生物及灰尘.
孔
含微生物的气体 微生物
洁净气体 滤材
第二节 空气过滤除菌原理
一 过滤除菌原理： 细菌微粒经过过滤介质材料微孔系统时被
拦截滞留而不能通过。 二 具体作用机制： ♣ 惯性冲击滞留机理 ♣ 拦截滞留机理 ♣ 布朗扩散机理 ♣ 重力沉降机理 ♣ 静电吸附机理
过滤 介质
微生 物微 粒
空气 流向
2、拦截滞留
作用机制
绝对截留-颗粒被捕获在滤材纤维之间形成的孔中
2、拦截滞留
作用机制
♦ 当颗粒大于流道孔径时即被该结构去除 ♦ 容污能力可以用弯曲结构提高
♦ 通过搭桥作用，尺寸小于滤孔的颗粒也可被拦截
作用机制
3、布朗扩散作用机理
布朗运动：是液体分子永不停息地做无 规则运动的反映，是微观分子热运动造成 的宏观现象。
属丝网、塑料丝网等 常采用设备： 瓷环除雾器 丝网分离器
除菌设备
七 过滤器
作用：除去气体中的杂菌，为关键设备、决定空气净化质量 分两级过滤
总过滤器：离用气车间往往较远 (一级过滤器) 分过滤器：用气车间旁边，一个设备配一个分过
滤器 (二级过滤器) 1、总过滤器
一般采用深层棉花 (活性碳、玻璃纤维) 总过滤器
结构：有安全阀、压力表的空罐壳体 可带冷却盘，出口也可设汽液过滤器
四 空气冷却器 种类：
立式列管式换热器 沉浸式热交换器 喷淋式热交换器动画
除菌设备
除菌设备
五旋风分离器 (汽液分离器)
1、作用：分离空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子 2、 构造：没有任何运动部件 3、 标准型旋风分离器的设计参数
一般城市中空气中的含菌量103～104个/m3， 平均5000个 /m3 4、微生物存在对谷氨酸发酵的影响 ♦ 会消耗大量的营养物质 ♦ 产生相异的代谢产物，影响产品质量， 产量下降
三 谷氨酸发酵对空气无菌程度的要求
理论上，染菌机率﹤10-3。即1000次发酵周 期所用的无菌空气只通过1～2细菌或其他杂菌。
第四节 空气过滤除菌设备
一 粗过滤器
作用：捕集较大灰尘，防止压缩机磨损，减轻总过滤器负荷 位置：空气压缩机前 要求：效率高、阻力小 种类：
➢ 布袋式过滤 ➢ 填料式粗过滤器
除菌设备
二 空气压缩机
最好选用 无油润滑的往复式压缩机 或涡轮式空气压缩机
三 空气贮罐
作用：排除空气脉动、维持稳定压力 分离部分水滴、油滴
气体分子作布朗运动
3、扩散拦截
作用机制
过滤 介质
微生物 微粒
空气 流向
3、扩散拦截
作用机制
被随机运动的气体分子碰撞的颗粒撞击到 过滤介质上并被吸附截留
对细小颗粒 (0.1～0.3微米)非常有效
作用机制
4、重力沉降作用机理
☻当微粒秘受的重力大于气流对它的拖带力 时就沉降
☻大颗粒比小颗粒作用明显 ☻对于小颗粒,只有气流速度很慢时才起作用 ☻一般它是配合拦截作用显示出来的 ☻本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒
七 过滤器
2、分过滤器
带分离网的过滤器 管式过滤器 棉花纤维夹活性碳分过滤器 金属微孔薄膜管式分过滤器
除菌设备
作用机制
1、惯性冲击滞留机理
♥ 尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式 ♥ 流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有
直线运动的惯性 ♥ 颗粒离开流体主流而撞击到滤材上
1、惯性冲击
作用机制
过滤 介质
空气 流向
微生 物微
粒
1、惯性ห้องสมุดไป่ตู้击
作用机制
当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到 滤材表面并由于吸附力而停留
(三) 高效前置过滤除菌流程
工作过程: 利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中效，高效过滤后，
进入压缩空气机。经高效前置过滤后，空气的无菌 程度已经相当高，再经冷却、分离、入主过滤器过滤后， 空气的无菌程度就更高，以保证发酵的安全。 特点: ❖ 无菌程度最高:
经前置过滤后，无菌程度已较高 经主过滤后，无菌程度更高 ❖ 适用条件:无限制
1、惯性冲击
作用机制
＆ 当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加惯性过滤机制的有效性。
＆ 对大于 0.5～1.0 微米的颗粒很有效。
作用机制
2、拦截滞留机理
☻流体中的基本过滤机制 ☻本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒
2、拦截滞留
作用机制
例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸大于其 孔径的颗粒