第三章 空气除菌设备

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❖ 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。选择 良好的取风位置（如高空取风等）可以提高空气除 菌系统的除菌效率。
❖ 一般每升高10 m，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／
细胞
宽，μm
长，μm
0.5~1.0 1.0~1.5
— 1.0~2.5
1.3~2.0
8.1~25.8
0.5~1.0
1.0~3.0
0.5~0.7
1.8~3.3
0.5~1.1
1.6~4.8
0.9~2.1
2.0~10.0
0.6~1.6 精品1.课6~件13.6
孢子
宽，μm
长，μm
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
0.5~1.0
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除菌机理分类：
——惯性冲击滞留作用机理 ——拦截滞留作用机理 ——布朗扩散作用机理 ——重力沉降作用机理 ——静电吸附作用机理
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1、惯性冲击滞留作用机理
❖ 原理：当微粒随气流以一定的
速度垂直向纤维方向运动时，
第三章 空气过滤 除菌系统
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教学目的与要求
❖ 掌握空气过滤除菌的方法和机理。 ❖ 掌握常用的空气过滤器和主要空气过滤系
统的种类、结构和性能。 ❖ 本章重点、难点——空气相对过滤除菌的
机理。
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本章内容
❖ 第一节 空气除菌的方法及机理 ❖ 第二节 过滤除菌的流程 ❖ 第三节 常用空气过滤器及过滤除菌系统
10-空气吸入塔 9-粗过滤器 8-预热器
空气热灭菌流程示意图
1-空气压缩机 2-粗过滤器 3-保温管 4-贮气罐 5-保温罐 6列管式冷却器 7-涡轮压缩机 8-预热器 9-粗过滤器 10-空气
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吸入塔
（三）静电除菌
❖ 原理：利用静电引力来吸附带电离子而达到除尘灭 菌的目的。悬浮于空气中的微生物、微生物孢子大 多数带有不同的电荷，没有电荷的微粒进入高压静 电场时则会被电离成带正电荷。
才能除菌，也称相对过滤。 ❖ 介质孔隙小于微生物——微生物直接被截留，也称
绝对过滤。 ❖ 空气中微生物粒子通常0.5-2 um。 ❖ 一般过滤介质的孔隙都较微生物大。
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空气中常见杂菌的大小
菌种
金黄色小球菌 产气杆菌
蜡样芽孢杆菌 普通变形杆菌 地衣芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 巨大芽孢杆菌 霉状分枝杆菌
电离区 捕集区
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静电除尘器装置图
❖ 优点：除尘效果好，耗能小（每处理1000m3空气 每小时只耗电0.2-0.8 kW），设备较小。
❖ 缺点：对设备维护和安全技术措施要求较高（微粒 积累到一定厚度时，极板间放电，极板电压下降， 微粒吸附力减弱）。
❖ 应用：洁净工作台，洁净工作室。
❖ 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 粒布朗运动的动量时，微粒就不能被吸附而沉降， 所以静电除尘对很小的精微品课粒件 效率较低。
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第一节 空气除菌的方法及机理
❖ 一、通风发酵对无菌空气的要求 ❖ 二、空气除菌的方法和杀菌机理 ❖ 三、相对过滤除菌机理
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一、通风发酵对类以细菌和细菌芽胞较多，也有 酵母，霉菌和病毒；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。
（四）过滤除菌
❖ 过滤除菌——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——棉花、活性炭、超细玻璃纤维、 石棉滤纸、PVA烧结材料过滤介质、烧结金属过滤 介质等。
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常用的过滤介质按孔隙大小可以分为两类： ❖ 介质孔隙大于微生物——需有一定厚度的介质滤层
❖ 应用：常用于无菌室和医院手术室等空气对流不大 的环境下消毒。
❖ 缺点：效率低，需要时间长，一般要结合其他方法 （甲醛熏蒸等）。
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（二）热灭菌法
❖ 热杀菌是一种有效的、可靠的杀菌办法。
空气温度与微生物热死灭的时间
温度 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 时间 15.1 s 5.1 s 2.1 s 1.05 s
0.9~1.8
0.6~1.2
0.9~1.7
0.8~1.2
0.8~1.8
三、相对过滤除菌机理
❖ 原理：也称深层过滤，是依靠气流通过滤层时，基 于滤层纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出 现无数次改变气速大小和方向的绕流运动，从而导 致微生物微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗 扩散、重力及静电引力等作用，从而把微生物微粒 截留、捕集在纤维表面上，实现了过滤。
❖ 发酵对无菌空气的无菌程度要求——在工程设计中 一般要求1000次使用周期中只允许有1次染菌。
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（三）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，原理——利
用微粒对光线散射作用来测量粒子大小和数量。 ❖ 缺点：重叠细菌则难以测准，只是包含灰尘和细菌
等微粒观念，不能测量空气活菌数。
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二、空气除菌的方法和杀菌机理
（一） 辐射杀菌
❖ 种类：超声波、高能阴极射线、X射线、γ射线、β 射线、紫外线等
❖ 原理：破坏蛋白质活性而起杀菌作用。
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❖ 目前应用较广泛的还是紫外线。紫外线波长为 253.7-265 nm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。
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❖ 直接加热：消耗大量能源，增设许多换热设备，不 经济。
❖ 利用余热进行杀菌：空气在进入培养系统之前，一 般需用空压机以提高压力，所以空气热灭菌时所需 温度的提高，可直接利用空气压缩时的温度升高来 实现。
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2-粗过滤器
3-保温管 4-贮气罐
5-保温罐
1-空气压缩机
7-涡轮压缩机 6-列管式冷却器
m3。
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（二）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。
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❖ 发酵对无菌空气的要求——无菌，无灰尘，无杂质， 无水，无油，正压等几项指标。