无菌空气的制备 1..
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医药工业应用的“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”。
一 空气中的微生物种类及分布
空气中微生物的含量和种类,随地区、季节和空 气中灰尘粒子多少,以及人们的活动情况而异:
含量:1)北方气候干燥,寒冷,空气中的含菌量较少;
一般它是与拦截作用相配合的,即在纤维的边界 滞留区内,微粒的沉降作用提高了拦截滞留的捕获 效率。
介质除菌原理
5)静电吸引作用
许多微生物和孢子都带有电荷
具有一定速度的气流通过介质滤层时,由 于摩擦作用而产生诱导电荷 当菌体所带电荷与介质电荷相反时,即发 生静电吸附作用
提高过滤除菌效率的措施
南方温暖、湿润,空气中的含菌量较多; 2)离地面越高,含菌量越少; 3)一般每升高10米,空气中的含菌量就降低一个数量 级;
4)城市的空气中含菌量较多,农村的空气中含菌量
较少。
就种类而言,空气中的微生物种类以细菌、细菌
芽胞和霉菌孢子较多,也有酵母、霉菌和病毒。 微生物大小不一,一般附着在空气中的灰尘上或 雾滴上。 各地空气中所悬浮的微生物种类及比例各不相同, 数量也随条件的变化而异,一般设计时以含量为 10-3~10-4个/m3进行计算。
空气过滤除菌的工艺过程
空气 冷却器
高空取气管 贮气罐
前过滤 油水分离器
空气压缩机 加热器
空气过滤器
无菌空气
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但对于一些直径很小的微粒,它所带的电荷很小,
当产生的引力等于或小于气流对微粒的拖带力或微
粒布朗扩散运动的动量时,则微粒就不能被吸附而
沉降,所以静电除尘对很小的微粒效率较低。
4.过滤除菌法
是目前发酵工业中经济实用的空气除菌方法,
是采用定期灭菌的介质来阻截流过空气所含的微生
物,而取得无菌空气的。 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、无机和金属烧结材料等。
作用
Hale Waihona Puke Baidu
介质除菌原理
3)布朗运动 直径小于1m的微粒在很慢的气流中能产 生一种不规则的直线运动,即布朗运动。
使较小的颗粒凝聚为较大颗粒,随即可能 产生重力沉降或被过滤介质截留;
气流速度大时,凝聚现象为惯性碰撞所 取代
4)重力沉降作用
再小的微粒也有重力;
介质除菌原理
当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时,微 粒就会沉降。 对于小颗粒而言,只有在气流速度很慢时才起作 用。
无菌要求:在发酵过程中不因空气染菌而造成损失。 一般要求1000次使用周期中只允许有一个菌通
过,即经除菌后空气的无菌程度为N=10-3。 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。
无菌空气的制备
制作人:程亮
耗氧微生物在繁殖培养过程中都需要氧气,通 常以空气作为氧源。但空气中含各种各样的微生 物,会随着空气进入车间中,在适宜的条件下, 大量繁殖,消耗营养物质,产生代谢产物,干扰 甚至破坏车间的正常运行,使工作效率降低,产 量下降,甚至造成车间生产失败等。 因此空气的除菌成为车间工作的一个重要环节。
不大的环境下杀菌。但杀菌效率较低,杀菌时间较长, 一般要结合甲醛蒸汽消毒或苯酚喷雾等来保证无菌室 较高的无菌程度。
2.热杀菌
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,则
需要消耗大量的能源和增设大量的换热设备,这是不 经济的。
空气进口温度为 21 ℃,空 气的出口温度为187-
介质除菌原理
2)拦截滞留作用
当气流速度在临界速度以下,颗粒不再由于惯性碰撞 而滞留。但是,颗粒质量很小,在气流绕过纤维时, 颗粒仍然随气流运动,在气流速度低时,在纤维周边 形成一层边界滞留区,在滞流区内气流速度更慢,进 入滞留区的颗粒缓慢接近纤维,并与之接触,由于摩 擦、粘附作用而被滞留。这就是阻截(拦截)滞留
介质除菌原理
1)惯性冲击滞留作用
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质量, 在以一定速度运动时具有一定惯性,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、 粘附作用,被滞留在纤维表面上。 这种现象称作 惯性冲击滞留作用
198℃,压力为0.7MPa。
从压缩机出口到空气贮罐 段管道加保温层进行保温, 使空气达到高温后保持一 段时间,保证微生物死亡。
图4-1为利用空气压缩时放出的热量进行保温杀菌
3.静电除菌
原理:利用静电引力吸附带电粒子而达到除菌除尘 的目的。悬浮于空气中的微生物、微生物孢子大 多带有不同的电荷,没有带电荷的微粒在进入高压 静电场时都会被电离变成带电微粒。 常用于洁净工作台、洁净工作室所需无菌无尘 空气的第一次除尘,配合高效过滤器使用。
当过滤介质孔隙小于或大大小于被过滤的微粒
直径时,通常称为绝对过滤(膜过滤)。
膜过滤:是利用微孔滤膜,其空隙小于0.5μm,甚至小于0.1μm。
空气的过滤除菌原理和过滤介质
空气过滤除菌的原理
深层过滤:以棉花、玻璃纤维、活性炭为过滤介质。
介质间空隙大于微生物,如棉花纤维直径16-20m, 充填系数为8%时,所形成的网格空隙为20-50 m。 介质过滤是以大空隙的介质过滤层除去较小颗粒, 这显然不是面积过滤(即不是绝对过滤),而是一 种滞留现象。这种滞留现象是由多种作用机制构成 的,主要有惯性碰撞、阻截、布朗运动、重力 沉降和静电吸引等。
少动力消耗的有效除菌方法。
1. 辐射杀菌
理论上,声能、高能阴极射线、X射线、γ射线、β 射线、紫外线等都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。 但具体的杀菌机理研究比较少,了解得较多的是紫外 线杀菌,紫外线波长为2537-2650 À时杀菌效力最强,
它的杀菌力与紫外线的强度成正比,与距离的平方成
反比。
紫外线通常用于无菌室、医院手术室等空气对流
空气的除菌方法
空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。
破环生物体活性的方法较多,如辐射杀菌、加
热杀菌、化学药物杀菌,都是将有机体蛋白质变性 而破坏其活力。而静电吸附和介质过滤的方法是把 微生物的粒子用分离方法除去。
医药工作所需的无菌空气要求高,用量大,故选
择运行可靠、操作方便、设备简单、节省材料和减
1、减少进口空气的含菌量 2、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 3、设计合理的空气预处理设备,以除去油、水杂质 4、降低空气的相对湿度,避免过滤介质潮湿
一、对空气的要求
空气过滤除菌的工艺技术
无菌、干燥、有一定的温度,一定的压力 二、空气的预处理 1 、提高压缩前空气的洁净度:高空取气、空气吸口设置过滤 器 2、去除压缩后空气中所带的油和水