空气除菌讲课稿
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空气净化除菌和调节设备PPT讲稿
图4-71机-滤械网振2动-加袋油式斗除尘3-油器镜 4-油层
图4-9 水雾除尘装置
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• 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。
• 3）空气贮罐
贮气罐的作用： （1）消除脉动维持罐压的稳定。（2）使部分
液滴在罐内沉降。（3）保温灭菌。
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3、高效前置过滤空气除菌流程
• 1）利用压缩1机的抽吸作3用，4使空5气先经6 中、7高效
过滤后，再进入空气压2 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
图4-5 高效前置过滤空气除菌流程
空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程 1-高效前置过滤器 2-压缩机 3-贮罐 4-冷却器 5-丝网分离器 6-加热器 7-过滤器 度比较高。
(a)惯性
(b)拦截
(c)扩散
(d)重力
(e)静电
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利用惯性、拦截和扩散作用除去颗粒或液 滴的纤维工作原理
空气
过滤空气
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/%
扩散机理
重新污染 惯性冲击机理
噬菌体
拦截机理
vs / (m/s)
0
图4-15 过滤除菌效率（ ）与气速（vs)的关系
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进气
排气
出灰口 图4-11 旋风分离器
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填料式分离器是利 用各种填料如焦炭 、活性炭、磁环、 金属丝网、塑料丝 网等的惯性拦截作 用分离空气中水雾 或油雾。
图4-9 水雾除尘装置
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• 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。
• 3）空气贮罐
贮气罐的作用： （1）消除脉动维持罐压的稳定。（2）使部分
液滴在罐内沉降。（3）保温灭菌。
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3、高效前置过滤空气除菌流程
• 1）利用压缩1机的抽吸作3用，4使空5气先经6 中、7高效
过滤后，再进入空气压2 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
图4-5 高效前置过滤空气除菌流程
空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程 1-高效前置过滤器 2-压缩机 3-贮罐 4-冷却器 5-丝网分离器 6-加热器 7-过滤器 度比较高。
(a)惯性
(b)拦截
(c)扩散
(d)重力
(e)静电
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利用惯性、拦截和扩散作用除去颗粒或液 滴的纤维工作原理
空气
过滤空气
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/%
扩散机理
重新污染 惯性冲击机理
噬菌体
拦截机理
vs / (m/s)
0
图4-15 过滤除菌效率（ ）与气速（vs)的关系
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进气
排气
出灰口 图4-11 旋风分离器
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填料式分离器是利 用各种填料如焦炭 、活性炭、磁环、 金属丝网、塑料丝 网等的惯性拦截作 用分离空气中水雾 或油雾。
无菌空气技术课件
无菌空气技术
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无菌空气技术
第一节 第二节 第三节 第四节
空气中的微生物和除菌方法 空气的过滤除菌原理和过滤介质 空气过滤除菌的工艺技术 常用空气过滤器介绍及检测
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2
第一节 空气中的微生物和除菌方法
一．空气中的微生物种类及分布 二．空气除菌的方法和要求
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3
一、空气中的微生物种类 及分布
3）玻璃纤维 8–19 m；
4）超细玻璃纤维丝 利用高质量的无碱玻璃采用喷制法
制成的 1 – 1.5 m的细丝；
4-钢板；5-空气入口；6-封头；7-钢板；8-法兰；9-空气出口。
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10
4、介质过滤除菌法
• 让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中含有的 微生物，从而获得无菌空气。
• 原理：将介质填充到过滤器中，空气流过借助于 惯性碰撞、阻截、扩散、静电等作用将尘埃微生 物留在介质中，达到除菌效果。
• 过滤器有很多种，根据过滤方式和过滤介质的不 同可以无菌空气质量要求
发酵用无菌空气的质量标准 • 连续提供一定流量的压缩空气； • 空气的压强（表压）0.2-0.35MPa； • 进入过滤器之前，空气的相对湿度小于70％； • 进入发酵罐的空气温度可比培养温度稍高 • 压缩空气的洁净度，取失败率为10－3。
• 空气中常见的微生物种类有多种芽孢杆菌、变形 杆菌、产气杆菌、酵母菌和病毒等。
• 空气中微生物数量与环境有关，地区、季节、气 候等都会影响。
• 一般设计时以含量为103~104个／m3进行计算。
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4
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5
二、空气除菌的方法和要 求
• 发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理 使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而 能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“无 菌空气”。标准一般是99.99%，
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无菌空气技术
第一节 第二节 第三节 第四节
空气中的微生物和除菌方法 空气的过滤除菌原理和过滤介质 空气过滤除菌的工艺技术 常用空气过滤器介绍及检测
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第一节 空气中的微生物和除菌方法
一．空气中的微生物种类及分布 二．空气除菌的方法和要求
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一、空气中的微生物种类 及分布
3）玻璃纤维 8–19 m；
4）超细玻璃纤维丝 利用高质量的无碱玻璃采用喷制法
制成的 1 – 1.5 m的细丝；
4-钢板；5-空气入口；6-封头；7-钢板；8-法兰；9-空气出口。
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4、介质过滤除菌法
• 让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中含有的 微生物，从而获得无菌空气。
• 原理：将介质填充到过滤器中，空气流过借助于 惯性碰撞、阻截、扩散、静电等作用将尘埃微生 物留在介质中，达到除菌效果。
• 过滤器有很多种，根据过滤方式和过滤介质的不 同可以无菌空气质量要求
发酵用无菌空气的质量标准 • 连续提供一定流量的压缩空气； • 空气的压强（表压）0.2-0.35MPa； • 进入过滤器之前，空气的相对湿度小于70％； • 进入发酵罐的空气温度可比培养温度稍高 • 压缩空气的洁净度，取失败率为10－3。
• 空气中常见的微生物种类有多种芽孢杆菌、变形 杆菌、产气杆菌、酵母菌和病毒等。
• 空气中微生物数量与环境有关，地区、季节、气 候等都会影响。
• 一般设计时以含量为103~104个／m3进行计算。
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二、空气除菌的方法和要 求
• 发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理 使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而 能控制发酵污染至极小机会。此种空气称为“无 菌空气”。标准一般是99.99%，
第一讲 空气除菌流程
发酵过程控制
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。
4 气液分离器
发酵过程控制
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。
发酵过程控制
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。
发酵过程控制
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。
发酵过程控制
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。
空气除菌
二、空气除菌方法
1.加热灭菌 将空气加热至一定温度，并维持一定时间，
杀灭空气中的微生物。
2.静电除尘 静 除 静电除尘是利用静电引力来吸附带电粒子 静电除 是利用静电引力来吸附带电粒子
而达到除菌除尘的目的。
2.发酵对空气无菌程度的要求 一般按染菌机率为10-3来计算，即1000 次发酵周期所用的无菌空气只允许通过1～2个杂菌。 灰尘粒子的平均大小约0.6μm左右，所以空气除菌主要是去除 空气中的微粒(0.6-1μm ）
高空采风→粗滤器→空压机→贮罐→冷却器→油水分离器 →丝网分离器→加热器→总过滤器→分过滤器→发酵罐
提高除菌效率的主要措施有以下几方面：
A．减少进口空气的含菌数 B．设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤 介质。 C．设计合理的空气预处理设备，以达到除油、水和杂质的 合 备 除 目的。 D．降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质在 干燥状态下工作。
2016-9-21
第四章 空气除菌(Sterilization of Air)
一、通风发酵(Aerobic fermentation)对无菌空气的要求
1.空气中微生物的分布 空气中含菌量随环境的不同而有很大的差异。
南方气候温暖，潮湿，空气中的含菌量较多，离地面越高，含菌量越少； 一般每升高10米，空气中的含菌量就降低一个数量级； 城市的空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量较少，一般城市空气中 杂菌数为3000～8000个／米3 。
度很慢的气流中能产生一种不规则直线运动，称为布朗扩 其结果使较小的微粒凝集成较大微粒，增加了微粒与 纤维接触滞留的机会。
纤维过滤除菌是几种作用综合的结果，比较 复杂，当气流速度较大时（约＞0.1m/min)， 以惯性冲击为主；当气流速度低于一定值时， 以拦截、扩散、重力沉降作用为主，并可认为 惯性冲击不起作用，此时的气流速度称为临界 速度Vc，与纤维直径、微粒直径、气体物理性 质有关，只有静电吸引不受外界因素的影响。
4空气过滤除菌
第三节 空气过滤除菌流程
1—粗过滤器；2—空压机；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—过滤器
第二节 空气过滤除菌原理
按过滤除菌机制不同，可分为介质深层过滤除菌和绝 对过滤除菌两大类。在介质深层过滤除菌中，介质间的孔 隙（一般大于50μm）远大于微生物（一般细菌为1μm）， 具有一定厚度的介质层靠静电吸引、重力沉降、布朗扩散 截留、惯性撞击滞留、拦截滞留等作用将细菌截留在滤层 中。而在绝对过滤除菌中，其过滤介质是微孔滤膜，孔隙 可以小于0.1μm，由于孔隙小于细菌，故空气中的细菌不 能穿过介质（滤膜），而被截留在介质表面。
第四章 空气除菌技术
第一节 概述 空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。其方法大致有以下几 种： 1. 加热灭菌 加热灭菌是指利用蒸汽、电能或空气压缩机产生的热量将空气加 热到一定温度并维持一定时间，使微生物的蛋白质（酶）氧化变性而 被杀灭的方法。 2. 辐射灭菌 α-射线、β-射线、γ-射线、χ-射线、紫外线、超声波等能够破坏 蛋白质等生物活性物质，而达到杀菌目的。 3. 静电除菌 静电除菌是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除菌除尘的目的。 4. 过滤除菌 过滤除菌是指空气通过经灭菌的介质层后，空气中的微生物等微 粒被阻截在介质层中，而达到除菌的目的。
一、介质深层过滤除菌 （一）常用过滤介质与过滤器 1. 棉花 通常选用纤维细长疏松的未脱脂棉花作为过滤介质。 2. 玻璃纤维 普通玻璃纤维的直径一般为8~19μm。超细玻璃纤维的直径一般 1~1.5μm，不宜散装充填，一般将其制成厚度为0.25~1mm的纤维纸， 然后夹在平板式纤维纸过滤器中。 3. 烧结材料 烧结材料的过滤介质种类很多，包括烧结金属、烧结陶瓷、烧结 塑料等。 4. 活性炭 一般采用直径3mm、长5~10mm的圆柱状活性炭作为过滤介质。 5. 过滤器 常用的深层过滤器有纤维介质深过滤器和平板式纤维纸过滤器。
空气除菌的方法
空气除菌的方法嘿，朋友们！咱今天来聊聊空气除菌这档子事儿。
你说这空气看不见摸不着的，可里面的细菌啥的可不少呢！就好像那隐藏在暗处的小捣蛋鬼，随时准备给咱来点儿麻烦。
咱先说说通风吧，这可是最基础最简单的办法啦！就好比给房间打开了一扇窗，让新鲜的空气能涌进来，把那些脏东西都给挤出去。
你想想看，要是长时间不通风，那空气不就跟一潭死水似的，细菌们可不得在里面欢快地蹦跶呀！所以啊，没事就把窗户打开，让空气流动起来，这多好呀！还有啊，绿植也是个好帮手呢！它们就像是空气的小卫士，能帮着吸收一些有害物质，顺便也给咱的环境增添点生机和色彩。
你看那绿萝，长得绿油油的，多可爱呀！摆在家里，既能除菌又能当装饰，一举两得呀！再来说说空气净化器吧，这可算得上是个高科技玩意儿。
它就像一个超级英雄，专门对付那些空气中的坏家伙。
不过咱可得选好了，可别买个中看不中用的回来。
不然那不是白花钱嘛！咱平时也得注意卫生呀，别把家里搞得乱七八糟的，给细菌们创造温床。
就跟打仗似的，咱得把自己的阵地打扫干净，让敌人无处可藏。
你说这空气除菌重要不？那肯定重要呀！咱每天都得呼吸空气，要是空气不干净，那咱的身体能好吗？这就好比每天吃不干净的东西，那肠胃能受得了吗？还有紫外线消毒呢，这可是个厉害的手段。
就像太阳公公发威，把那些细菌都给晒跑咯！但用的时候可得小心，别把自己给照到了。
咱还可以用醋来熏蒸，那味道虽然有点冲，可效果还是不错的呢！这就好像给空气洗了个澡，把那些脏东西都给洗掉了。
总之啊，空气除菌的办法有很多，咱得根据自己的情况来选择。
别嫌麻烦，这可是为了咱自己的健康着想呀！咱可不能让那些看不见的细菌在咱身边为所欲为，对吧？咱得把它们都赶跑，让自己能呼吸到干净、清新的空气。
这多舒服呀！所以呀，大家都行动起来吧，让我们的生活空间变得更加健康、美好！。
优质文档]教授教化重点空气除菌的方法-常用的过滤介质-过滤除菌的机制及流程
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六、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，根据空气的性质而制订的，同时要结合 吸气环境的空气条件和所用设备的特性进行考虑。 一般的深层通气发酵，除要求无菌空气具有必要 的无菌程度外，还要具有一定高的压力，这就需 要比较复杂的空气除菌流程。
3、热杀菌
将空气加热到一定温度后保温一定时间,使 微生物蛋白热失活而致死。热杀菌是有效的，可 靠的杀菌方法，但是如果采用蒸汽或电热来加热 大量的空气，以达到杀菌目的，这是十分不经济 的。工业上是利用空气压缩时放出的热量进行杀 菌。实用流程图如下。
2024/9/28
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4、过滤除菌
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面，这叫做惯性冲击滞留作用。当气流速度达到一定时，
它是介质过滤除菌的主要作用纤维能滞留微粒的宽度区 间b与纤维直径df之比称为单纤维的惯性碰撞捕集效率， 用η1表示： η1=b/df b值由微粒的运动惯性所决定。微粒 的运动惯性越大，它所受气流换向干扰越小，b值就越大。
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20~50um，微粒随气流通过滤层时，滤层纤维所形成的网格 阻碍气流前进，使气流出现无数次改变运动速度和方向，绕 过纤维前进，这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、 阻拦、重力沉降、布朗扩散、静电吸引等作用而把微粒滞留 在纤维表面上。
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1、惯性冲击滞留作用机理
当微生物等颗粒随空气以一定速度流动，在接近 纤维时，气流碰到纤维而受阻，空气就改变运动 方向绕过纤维继续前进。但微生物等颗粒由于具 有一定的质量，在以一定速度运动时具有惯性， 碰到纤维时，由于惯性作用而离开气流碰到纤维 表面上，由于摩擦、黏附作用，被滞留在纤维表 。
微生物发酵工程课件第13章 空气除菌
微粒随气流通过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流直线前进，使气流无数次改变运动速度 和运动方向，绕过纤维前进。这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、阻拦、布朗扩 散、静电吸引等作用而将微粒滞留在纤维表面上。
单纤维的流动模型---带颗粒的气流流过纤维截面的假想模型 下面分述颗粒被捕获的作用机理以及它们的大小和关系。
2）发酵对空气无菌程度的要求
对空气要求随发酵不同而异，厚层固体制曲需要的空气量大，压力不高，无菌度不严格，一般选用离 心式通风并经适当的空调处理（温、湿）就可以了。
酵母培养消耗空气量大，无菌度也不十分严格，但需要一定压力以克服发酵罐的液柱阻力，所以一般 采用罗茨鼓风机或高压离心式鼓风机通风。
而对于密闭式深层好气发酵则需要严格的无菌度，必须经过除菌措施，
由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小，一般只有0.5-2µm，而过滤介质的材料一般孔径都大于 微粒直径几倍到几十倍，因此过滤机理比较复杂。
过滤介质逐渐由天然材料棉花过渡到玻璃纤维、超 细玻璃纤维和石棉板、烧结材料（烧结金属、烧 结陶瓷、烧结塑料）、微孔超滤膜等。
3. 过滤除菌的机理
目前工厂空气过滤设备：大多数是深层过滤和玻璃纤维过滤纸过滤器，所用的过滤介质一般是棉 花、活性炭，也有用玻璃纤维、焦炭和超细玻璃纤维、维尼龙等。对不同的材料、不同规格、不同填 充情况，都会得到不同的过滤效果。
1）惯性捕集作用
在滤器中滤层交错着无数的纤维，像形成层层的网格，随着 纤维直径减小，充填密度增大，所形成的网格就越紧密，网格的 层数也就越多，纤维间隙就越小。
气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大 气冰核）、太阳辐射的吸 收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。雾、烟、霾、轻 雾（霭）、微尘和烟雾等，都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。
单纤维的流动模型---带颗粒的气流流过纤维截面的假想模型 下面分述颗粒被捕获的作用机理以及它们的大小和关系。
2）发酵对空气无菌程度的要求
对空气要求随发酵不同而异，厚层固体制曲需要的空气量大，压力不高，无菌度不严格，一般选用离 心式通风并经适当的空调处理（温、湿）就可以了。
酵母培养消耗空气量大，无菌度也不十分严格，但需要一定压力以克服发酵罐的液柱阻力，所以一般 采用罗茨鼓风机或高压离心式鼓风机通风。
而对于密闭式深层好气发酵则需要严格的无菌度，必须经过除菌措施，
由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小，一般只有0.5-2µm，而过滤介质的材料一般孔径都大于 微粒直径几倍到几十倍，因此过滤机理比较复杂。
过滤介质逐渐由天然材料棉花过渡到玻璃纤维、超 细玻璃纤维和石棉板、烧结材料（烧结金属、烧 结陶瓷、烧结塑料）、微孔超滤膜等。
3. 过滤除菌的机理
目前工厂空气过滤设备：大多数是深层过滤和玻璃纤维过滤纸过滤器，所用的过滤介质一般是棉 花、活性炭，也有用玻璃纤维、焦炭和超细玻璃纤维、维尼龙等。对不同的材料、不同规格、不同填 充情况，都会得到不同的过滤效果。
1）惯性捕集作用
在滤器中滤层交错着无数的纤维，像形成层层的网格，随着 纤维直径减小，充填密度增大，所形成的网格就越紧密，网格的 层数也就越多，纤维间隙就越小。
气溶胶是液态或固态微粒在空气中的悬浮体系。它们能作为水滴和冰晶的凝结核（见大气凝结核、大 气冰核）、太阳辐射的吸 收体和散射体，并参与各种化学循环，是大气的重要组成部分。雾、烟、霾、轻 雾（霭）、微尘和烟雾等，都是天然的或人为的原因造成的大气气溶胶。
第三章_空气除菌
2、特点
省去分离设备、加热设备和加热介质 空气过滤除菌后易重被污染
空气预处理流程的选择 除菌效率达到要求（气候、环境） 设备数量、投资、运转费用和动力消耗较少 操作简便
第二节 深层过滤除菌原理
过滤除菌方法:绝对过滤和深层过滤 绝对过滤：介质的孔隙小于被滤除的尘埃或微
生物，当空气流过介质层时，空气中的尘埃和微 生物被截留在介质层的表面
空气过滤需要推动力；过滤介质要求在干 燥条件下工作，才能保证除菌效率
预处理: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（压力、温度、湿度）
过滤:对空气进行过滤处理，除去微生物
一、对空气预处理的要求（空气过滤时状态）
1、加压：（0.2~0.3MPa）在发酵生产过程中，为了维持
单纤维惯性冲击捕集效率： 1 b
df
式中：b—单纤维能滞留微粒的气流宽度，m
（微粒大小、密度、气流速度、空气粘度）
df—纤维直径，m
准数：
cpd
2u
p
0
18 df
式中：c—修正系数，11.46
ρ p—微粒密度，kg/m3 dp—微粒直径，m u0—气流速度，m/s μ —空气粘度，Pa.s
同一介质，过滤效率与介质纤维直径关系很大， 介质纤维直径越小，过滤效率越高
过滤效率与介质滤层厚度、填充密度和空气流速 有关
3、对数穿透定律
四点假定：
①过滤介质每一纤维的空气流态并不因其它邻近 纤维的存在而受影响
②空气中的微粒与纤维表面接触即被吸附，不再 被气流卷起带走
③过滤效率与空气中微粒的浓度无关 ④空气中微粒在滤层中递减均匀，即每一纤维薄
两次冷却、分离、加热的空气除菌流程
第三章 空气除菌
第一节 空气的预处理，1、流程
空20-30m
空 气 贮 罐
Q，
冷 却 器
旋 风 分 离 器
冷 却 器
加 热 器
Acid/base
空气
Fresh Media Feed
Level Sensor pH Sensor
Inlet Air Flow
Antifoa Exit Gas Flow m
Q，
Agitator Sparser
第一节 空气的预处理 空气压缩、冷却、加热过程中状态参数的变化 2、空气压缩、冷却、加热过程中状态参数的变化 （1）压缩
T 2 P2 = T1 P1
K −1 K
CP = 1 .4 K= CV
绝热指数， 空气为1.4
式中T1、T2是空气压缩前后的绝对温度 P1、P2是空气压缩前后的绝对压强 CP：定压比热 CV：定容比热
η2=
NR=
1 1 1 + 2(1+ NR ) ln( + NR ) − (1+ NR） 2(2.00 − ln N Re) 1 + NR
dp df
NRe = dfuρ/μ
η2 =
1 1 1 + 2(1+ NR ) ln( + NR ) − (1+ NR） 2(2.00 − ln N Re) 1 + NR
DBM：微粒扩散系数
1 3
T：绝对温度 K：Boltzmann波尔曼常数1.41×10-24kg·m/k
C：修正系数=1+ 2λ 1.257 + 0.4 exp(− 0.55dp )
DBM = CKT/3πμdp
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杀菌效率较低，杀菌时间较长。一般要结合甲醛蒸 汽等来保证无菌室的无菌程度。
热灭菌
原理：基于加热后微生物体内的蛋白（酶）热变性而得以实现。 如果采用蒸汽或电热来加热大量的空气，以达到灭菌目的，这
样太不经济。 利用空气压缩时产生的热进行灭菌对于无菌要求不高的发酵来
说则是一个经济合理的方法。 热空气进入培养系统之前，一般均需用压缩机压缩，提高压力。 空气压缩后温度能达到200度以上，保持一定时间后，便可实行
由于空气中的微生物数量因地区、气候而不 同；因此吸气口的高度也必须因地制宜，一般
以离地面5~10m为好。 在吸气口处需要设置防止颗粒及杂物吸入的 筛网(也可以装在粗过滤器上)，以免损坏空气 压缩机。如果将粗过滤器提高到相当于吸气口
(2)将经压缩后的热空气冷却，并将析出的油、水尽可能地除掉。 常采用油水分离器与去雾器相结合的装置
(3)为防止往复压缩机产生脉动，和一般的空气供给一样，流程 中需设置一个或数个贮气罐。
(4)空气过滤器一般采用二台总过滤器(交叉使用)和每个发酵罐单 独配备分过滤器相结合的方法，以达到无菌的要求
（二）过滤除菌的一般流程
空气过滤除菌一般是把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤， 然后进入空气压缩机。从空气压缩机出来的空气(一般压力在 0.2MPa以上，温度120~160°C)，先冷却至适当温度(20~25°C) 除去油和水，再加热至30~35°C，最后通过总空气过滤器和 分过滤器(有的不用分过滤器)除菌，从而获得洁净度、压力、 温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。一般，空气净化采取 如下图所示的工艺流程
供给发酵用的无菌空气，需要克服介质阻力、发酵液静压力和管道阻力， 故一般使用空压机。
从大气中吸入的空气常带有灰尘、沙土、细菌等；在压缩过程中，又会污 染润滑油或管道中的铁锈等杂质。
空气经压缩，一部分动能转换成热能，出口空气的温度在120~160°C之间， 起到一定的杀菌作用，但在空气进入发酵罐前，必须先行冷却；
介质过滤除菌
介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将 空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目 的。
常用的过滤介质有棉花；活性炭或玻璃纤维、有机合成纤 维、有机和无机烧结材料等。
由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小，一般只有 0.5~2μm，而过滤介质的材料一般孔径都大于微粒直径几 倍到几十倍，因此过滤机理比较复杂。
无菌室常用的紫外灯功率为30W，安装在操作台上方一米 左右高处，每次照射15-30min既可。
紫外线有很强的杀菌力，但穿透力很弱，一张薄纸即可 完全挡住紫外线，因此待灭菌物品必须置于紫外光直接 照射下，而且在一定范围内作用强度与距离平方成反比。
此外，紫外线对人体组织有一定刺激作用，眼睛、皮肤受 照射后会产生某些症状，所以工作人员在无菌室操作时应 关闭紫外灯
干热杀菌。
利用空气压缩时所产生的热量进行灭菌的原理对制备大量 无菌空气有特别意义。
实际应用中需考虑培养装置与空气压缩机的相对位置，连 接压缩机与培养装置的管道的灭菌以及管道长度等。
静电除菌
静电除尘器可除去空气中的水雾、油雾、尘埃，同时也除去微生 物。
原理：利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌目的。 静电除菌净化空气有如下优点： (1)阻力小，约1.01325×104Pa； (2)染菌率低，平均低于10~15％； (3)除水、除油的效果好； (4)耗电少 缺点是设备庞大，需要采用高压电技术，且一次性投资较大； 对于一些直径小的微粒，所带电荷小，不能被吸附而沉降。 其捕集率尚嫌不够，需要采取其它措施
冷却出来的油、水，又必须及时排出，严防带入空气过滤器中，否则会使 过滤介质(如棉花等)受潮，失去除菌性能。
空气在进入空气过滤器前，要先经除尘、除油、除水，再经空气 过滤器除菌，制备净化空气送入发酵罐，供菌体生长与代谢的需 要。
过滤除的基本操作步骤：
(1)首先将进入空压机的空气粗滤，滤去灰尘、沙土等固体颗粒。 这样还有利于空压机的正常运转，提高空压机的寿命。
在上述工艺过程中，各种设备系围绕两个目的：一是提高压缩前空气的质量 (洁净度)；另一个是去除压缩空气中所带的油和水。
1 提高压缩前空气的质量
主要措施是提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的压缩前过滤
(1)空气吸气口
提高空气吸气口的高度可以减少吸入空气的 微生物含量。
据报道，吸气口每提高3—5m，微生物数量 减少一个数量级。
空气除菌
二 空气除菌的方法
发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个 极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。生产上使用的空气量大， 要求处理的空气设备简单，远行可靠，操作方便，现就各种除菌方法简述如 下
辐射杀菌 热杀菌 静电除菌 过滤除菌
辐射灭菌法
最常用的是用紫外光线进行无菌室灭菌。2537Å波长的紫 外线具有极强烈的杀菌效力，它的主要作用是使微生物 的DNA分子产生的胸腺嘧啶的二聚体，导致细胞死亡。
三 空气过滤除菌的流程
（一）空气净化的工艺要求
空气过滤除菌流程是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空气除菌设备的特性，根据 空气的性质而制订的
对于一般要求的低压无菌空气，可直接采用一般鼓风机增压后进入过滤器， 经一、二次过滤除菌而制得。如无菌室、超净工作台等用作层流技术的无菌空 气就是采用这种简单流程。 自吸式发酵罐是由转子的抽吸作用使空气通过过滤器而除菌的。 一般的深层通风发酵，除要求无菌空气具有必要的无菌程度外，还要具有一 定高的压力，这就需要比较复杂的空气除菌流程
从可靠性，经济适用与便于控制等方面考虑，目前仍以介 质过滤法较好，也是大多数发酵厂广泛采用的方法。
随着工业的发展，过滤介质逐渐由天然材料棉花过 渡到玻璃纤维、超细玻璃纤维和石棉板、烧结材料 (烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料)、微孔超滤膜等。 而且过滤器的形式也在不断发生变化，出现了一些
新的形式和新的结构，把发酵工业中的染菌控制在 极小的范围
热灭菌
原理：基于加热后微生物体内的蛋白（酶）热变性而得以实现。 如果采用蒸汽或电热来加热大量的空气，以达到灭菌目的，这
样太不经济。 利用空气压缩时产生的热进行灭菌对于无菌要求不高的发酵来
说则是一个经济合理的方法。 热空气进入培养系统之前，一般均需用压缩机压缩，提高压力。 空气压缩后温度能达到200度以上，保持一定时间后，便可实行
由于空气中的微生物数量因地区、气候而不 同；因此吸气口的高度也必须因地制宜，一般
以离地面5~10m为好。 在吸气口处需要设置防止颗粒及杂物吸入的 筛网(也可以装在粗过滤器上)，以免损坏空气 压缩机。如果将粗过滤器提高到相当于吸气口
(2)将经压缩后的热空气冷却，并将析出的油、水尽可能地除掉。 常采用油水分离器与去雾器相结合的装置
(3)为防止往复压缩机产生脉动，和一般的空气供给一样，流程 中需设置一个或数个贮气罐。
(4)空气过滤器一般采用二台总过滤器(交叉使用)和每个发酵罐单 独配备分过滤器相结合的方法，以达到无菌的要求
（二）过滤除菌的一般流程
空气过滤除菌一般是把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤， 然后进入空气压缩机。从空气压缩机出来的空气(一般压力在 0.2MPa以上，温度120~160°C)，先冷却至适当温度(20~25°C) 除去油和水，再加热至30~35°C，最后通过总空气过滤器和 分过滤器(有的不用分过滤器)除菌，从而获得洁净度、压力、 温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。一般，空气净化采取 如下图所示的工艺流程
供给发酵用的无菌空气，需要克服介质阻力、发酵液静压力和管道阻力， 故一般使用空压机。
从大气中吸入的空气常带有灰尘、沙土、细菌等；在压缩过程中，又会污 染润滑油或管道中的铁锈等杂质。
空气经压缩，一部分动能转换成热能，出口空气的温度在120~160°C之间， 起到一定的杀菌作用，但在空气进入发酵罐前，必须先行冷却；
介质过滤除菌
介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将 空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目 的。
常用的过滤介质有棉花；活性炭或玻璃纤维、有机合成纤 维、有机和无机烧结材料等。
由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小，一般只有 0.5~2μm，而过滤介质的材料一般孔径都大于微粒直径几 倍到几十倍，因此过滤机理比较复杂。
无菌室常用的紫外灯功率为30W，安装在操作台上方一米 左右高处，每次照射15-30min既可。
紫外线有很强的杀菌力，但穿透力很弱，一张薄纸即可 完全挡住紫外线，因此待灭菌物品必须置于紫外光直接 照射下，而且在一定范围内作用强度与距离平方成反比。
此外，紫外线对人体组织有一定刺激作用，眼睛、皮肤受 照射后会产生某些症状，所以工作人员在无菌室操作时应 关闭紫外灯
干热杀菌。
利用空气压缩时所产生的热量进行灭菌的原理对制备大量 无菌空气有特别意义。
实际应用中需考虑培养装置与空气压缩机的相对位置，连 接压缩机与培养装置的管道的灭菌以及管道长度等。
静电除菌
静电除尘器可除去空气中的水雾、油雾、尘埃，同时也除去微生 物。
原理：利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌目的。 静电除菌净化空气有如下优点： (1)阻力小，约1.01325×104Pa； (2)染菌率低，平均低于10~15％； (3)除水、除油的效果好； (4)耗电少 缺点是设备庞大，需要采用高压电技术，且一次性投资较大； 对于一些直径小的微粒，所带电荷小，不能被吸附而沉降。 其捕集率尚嫌不够，需要采取其它措施
冷却出来的油、水，又必须及时排出，严防带入空气过滤器中，否则会使 过滤介质(如棉花等)受潮，失去除菌性能。
空气在进入空气过滤器前，要先经除尘、除油、除水，再经空气 过滤器除菌，制备净化空气送入发酵罐，供菌体生长与代谢的需 要。
过滤除的基本操作步骤：
(1)首先将进入空压机的空气粗滤，滤去灰尘、沙土等固体颗粒。 这样还有利于空压机的正常运转，提高空压机的寿命。
在上述工艺过程中，各种设备系围绕两个目的：一是提高压缩前空气的质量 (洁净度)；另一个是去除压缩空气中所带的油和水。
1 提高压缩前空气的质量
主要措施是提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的压缩前过滤
(1)空气吸气口
提高空气吸气口的高度可以减少吸入空气的 微生物含量。
据报道，吸气口每提高3—5m，微生物数量 减少一个数量级。
空气除菌
二 空气除菌的方法
发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个 极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会。生产上使用的空气量大， 要求处理的空气设备简单，远行可靠，操作方便，现就各种除菌方法简述如 下
辐射杀菌 热杀菌 静电除菌 过滤除菌
辐射灭菌法
最常用的是用紫外光线进行无菌室灭菌。2537Å波长的紫 外线具有极强烈的杀菌效力，它的主要作用是使微生物 的DNA分子产生的胸腺嘧啶的二聚体，导致细胞死亡。
三 空气过滤除菌的流程
（一）空气净化的工艺要求
空气过滤除菌流程是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空气除菌设备的特性，根据 空气的性质而制订的
对于一般要求的低压无菌空气，可直接采用一般鼓风机增压后进入过滤器， 经一、二次过滤除菌而制得。如无菌室、超净工作台等用作层流技术的无菌空 气就是采用这种简单流程。 自吸式发酵罐是由转子的抽吸作用使空气通过过滤器而除菌的。 一般的深层通风发酵，除要求无菌空气具有必要的无菌程度外，还要具有一 定高的压力，这就需要比较复杂的空气除菌流程
从可靠性，经济适用与便于控制等方面考虑，目前仍以介 质过滤法较好，也是大多数发酵厂广泛采用的方法。
随着工业的发展，过滤介质逐渐由天然材料棉花过 渡到玻璃纤维、超细玻璃纤维和石棉板、烧结材料 (烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料)、微孔超滤膜等。 而且过滤器的形式也在不断发生变化，出现了一些
新的形式和新的结构，把发酵工业中的染菌控制在 极小的范围