无菌空气的制备

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。
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，所以静电除尘对很精选小PPT的微粒效率较低。
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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。
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4）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。
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三、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。
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二、 发酵对空气无菌程度的要求
1、好气性发酵过程中需要大量的无菌空气，空气 要作到绝对无菌在目前是不可能的，也是不经济 的。 2、不同的发酵，由于所采用菌种的生长能力强弱、 生长速度的快慢、分泌物的性质、发酵周期的长 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。
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。
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。
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第二节 空气的过滤除菌原理和过滤介质
一、空气过滤除菌的原理
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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”。
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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
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； 南方温暖、湿润，空气中的含菌量较多；
工业发酵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
少动力消耗的有效除菌方法。
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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
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通常细菌繁殖一代只需20-30min，如果发酵 过程中进入一个细菌，则繁殖15h后，可达到109 （10亿)个。则大量的杂菌就使发酵受到严重干扰 或失败，故是以进入1-2个杂菌即失败作为依据的。
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3）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。
反比。
紫外线通常用于无菌室、医院手术室等空气对流
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。
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γ射线源
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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。
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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。
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空气进口温度为21℃，空 气的出口温度为187-198℃， 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
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1) 为了延长空气的高温时间，防止空气在贮罐中 走短路，最好在贮罐内加装导简。采用热杀菌 装置时，还应装有空气冷却器，并排除冷凝水， 以防止在管道设备死角积聚而造成杂菌繁殖的 场所。
2) 在进入发酵罐前应加装分过滤器以保证安全;采 用该系统压缩机能量消耗会相应增大，压缩机 耐热性能要增加，其零部件也要选用耐热材料。
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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。
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i 如酵母，培养基是以糖源为主，有机氮比较少， 它能利用无机氮源、要求的pH值较低，在低pH值 下，一般细菌较难繁殖，而酵母的繁殖速度又较 快，在繁殖过程中能抵抗少量的杂菌影响，因而 对无菌空气的要求不如氨基酸、液体曲、抗生素 发酵那么严格。 ii 氨基酸与抗生素发酵因周期长短的不同，对无菌 空气的要求也不同。
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；
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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。
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