工艺08 空气净化
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
▪ 当空气流速过低时，惯性撞击截留作用很 小。
▪ 当空气流速增大时，惯性撞击截留作用起 主导作用。
▪ 通过降低流速可以使惯性截留作用接近于 零，此时的气流流速称临界气流速度。
▪ 当气流速度降到临界速度以下时，微粒就 不能因惯性碰撞而滞留于纤维上，捕集效 率显著下降。但实践证时，随着气流速度 的继续下降，纤维对微粒的捕集效率不再 下降，反而又有所回升，WHY？
36张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。 缺点：强度不大（特别是受潮后）。
（3）微孔滤膜类介质
属绝对过滤 节能能量时间，操作简便
棉花 玻璃纤维 合成纤维 颗粒状活性炭
超细玻璃纤维纸过滤器，这些材料除菌 效率高，无需填充得很厚，如果用超细 纤维玻璃纸只需要少量几张就可以了
▪ 在实验室或中试规模，空气过滤器只设 一级，而大发酵工厂大多采用两级甚至三 级过滤。第一级过滤器常称为总过滤器， 二、三级过滤器称为分过滤器。
2、拦截截留作用
▪ 原理：因为微生物微粒直径很小，质量很轻，它 随气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在主导气流 流线受纤维所阻改变流动方向，绕过纤维前进， 并在纤维的周边形成一层边界滞留区，滞留区的 气流流速更慢，进到滞留区的微粒慢慢靠近和接 触纤维而被粘附截留。
▪ 截留作用的捕集效率决定于微粒直径和纤 维直径之比，又与空气流速成反比，当气 流速度低时截留才起作用。空气流速愈小， 纤维直径愈细，阻拦截留作用愈大。但是 在介质过滤的除尘除菌中，阻拦截留并不 起主要作用。
作用较大
▪重力 ▪静电引力
作用小
（二）空气过滤除菌的介质
（１）纤维状或颗粒状过滤介质
▪ 棉花：常用，有弹性，纤维长度适中。 ▪ 玻璃纤维：直径小，不易折断，过滤效果好。 ▪ 活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。
缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握， 空气压降大。
（２）纸类过滤介质——超细玻璃纤维纸
5、静电吸引作用
▪ 当具有一定速度的气流通过介质滤层时，由于摩 擦会产生诱导电荷。当菌体所带的电荷与介质所 带的电荷相反时，就会发生静电吸引作用。带电 的微粒会受带异性电荷的物体所吸引而沉降。此 外表面吸附也归属中这个范畴，如活性炭的大部 分过滤效能是表面吸附的作用。
▪惯性截留 ▪拦截 ▪布朗运动
一、空气净化的方法
▪ （一）热灭菌 ▪ （二）静电除菌 ▪ （三）介质过滤除菌
（一）热灭菌
▪ 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，便可实行干热灭菌。不必用蒸 汽或其他载体加热。
▪ 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。
1、惯性碰撞截留
▪ 原理：空气气流流速大时，气流中的微粒具有 较大的惯性力。当微粒随气流以一定速度向纤 维垂直运动因受纤维阻挡而急剧改变运动方向 时，由于微粒具有的惯性作用使它仍然沿原来 方向前进碰撞到纤维表面，产生摩擦粘附而使 微粒被截留在纤维表面，这种作用称惯性碰撞 截留。
惯性力与气流流速成正比
（三）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，而达到过滤除菌的目的。
▪ 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。
百度文库
过滤介质孔隙
绝对过滤:孔径(0.01-0.2 µ)小于微生物粒 子（0.5-2 µ)的微孔过滤膜。
母，霉菌和病毒。
无菌空气的标准
▪ 只要除去0.3~0.5µm的微粒，就可认为是 无菌。
发酵对空气无菌程度的要求
▪ 发酵对无菌空气的要求是：无菌，无灰尘， 无杂质，无水，无油，正压等几项指标。
▪ 发酵对无菌空气无菌程度的要求是：只要 在发酵过程中不因无菌空气染菌，造成损 失即可。
▪ 在工程设计中，一般要求1000次使用周期 中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气 的无菌程度为N=10-3。
第二节 空气的净化
空气中微生物的分布
▪ 空气中微生物含量一般为103 ~ 104个／米3。一 般附着在空气中的灰尘上或雾滴上。
▪ 北方气候寒冷干燥，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； ▪ 城市中空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量
较少，一般城市中杂菌数为3000~8000/米3 ▪ 空气中的微生物以细菌和细菌芽胞较多，也有酵
▪ 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 培养装置中管道的灭菌 以及管道长度等。
（二）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。
▪ 缺点：对于一些直径小的 微粒，所带电荷小，不能 被吸附而沉降。
相对过滤：过滤介质孔隙大于微生物 直径。如棉花、活性炭、玻璃纤维等
二、空气过滤除菌法
▪ （一）空气过滤除菌的原理 ▪ （二）空气过滤除菌的介质 ▪ （三）介质过滤效率 ▪ （四）影响介质过滤效率的因素 ▪ （五）提高过滤除菌效率的措施
（一）空气过滤除菌的原理
微粒随空气流通过一定厚度的过滤层 时，滤层纤维所形成的网格对气流进行无 数次的阻碍，从而无数次的改变气流的运 动速度和方向而绕流运动，这将引起微粒 对滤层纤维产生惯性撞击、重力沉降、拦 截、布朗扩散、静电引力等作用，将微粒 捕获在纤维表面实现过滤。
3、布朗扩散截留作用
▪ 直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规 则的直线运动称为布朗扩散，布朗扩散的运动距 离很短，在较大的气速、较大的纤维间隙中是不 起作用的，但在很慢的气流速度和较小的纤维间 隙中布朗扩散作用大大增加微粒与纤维的接触滞 留机会。
4、重力沉降作用
▪ 重力沉降起到一个稳定的分离作用，当微粒所受 的重力大于气流对它的拖带力时微粒就沉降。就 单一的重力沉降情况来看，大颗粒比小颗粒作用 显著，对于小颗粒只有气流速度很慢才起作用。 一般它是配合拦截截留作用而显著出来的。即在 纤维的边界滞留区内微粒的沉降作用提高了拦截 截留的效率。
▪ 当空气流速增大时，惯性撞击截留作用起 主导作用。
▪ 通过降低流速可以使惯性截留作用接近于 零，此时的气流流速称临界气流速度。
▪ 当气流速度降到临界速度以下时，微粒就 不能因惯性碰撞而滞留于纤维上，捕集效 率显著下降。但实践证时，随着气流速度 的继续下降，纤维对微粒的捕集效率不再 下降，反而又有所回升，WHY？
36张叠在一起使用，过滤效率高，压降小。 缺点：强度不大（特别是受潮后）。
（3）微孔滤膜类介质
属绝对过滤 节能能量时间，操作简便
棉花 玻璃纤维 合成纤维 颗粒状活性炭
超细玻璃纤维纸过滤器，这些材料除菌 效率高，无需填充得很厚，如果用超细 纤维玻璃纸只需要少量几张就可以了
▪ 在实验室或中试规模，空气过滤器只设 一级，而大发酵工厂大多采用两级甚至三 级过滤。第一级过滤器常称为总过滤器， 二、三级过滤器称为分过滤器。
2、拦截截留作用
▪ 原理：因为微生物微粒直径很小，质量很轻，它 随气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在主导气流 流线受纤维所阻改变流动方向，绕过纤维前进， 并在纤维的周边形成一层边界滞留区，滞留区的 气流流速更慢，进到滞留区的微粒慢慢靠近和接 触纤维而被粘附截留。
▪ 截留作用的捕集效率决定于微粒直径和纤 维直径之比，又与空气流速成反比，当气 流速度低时截留才起作用。空气流速愈小， 纤维直径愈细，阻拦截留作用愈大。但是 在介质过滤的除尘除菌中，阻拦截留并不 起主要作用。
作用较大
▪重力 ▪静电引力
作用小
（二）空气过滤除菌的介质
（１）纤维状或颗粒状过滤介质
▪ 棉花：常用，有弹性，纤维长度适中。 ▪ 玻璃纤维：直径小，不易折断，过滤效果好。 ▪ 活性炭：要求质地坚硬，颗粒均匀。
缺点：体积大，装填费时费力，松紧度不易掌握， 空气压降大。
（２）纸类过滤介质——超细玻璃纤维纸
5、静电吸引作用
▪ 当具有一定速度的气流通过介质滤层时，由于摩 擦会产生诱导电荷。当菌体所带的电荷与介质所 带的电荷相反时，就会发生静电吸引作用。带电 的微粒会受带异性电荷的物体所吸引而沉降。此 外表面吸附也归属中这个范畴，如活性炭的大部 分过滤效能是表面吸附的作用。
▪惯性截留 ▪拦截 ▪布朗运动
一、空气净化的方法
▪ （一）热灭菌 ▪ （二）静电除菌 ▪ （三）介质过滤除菌
（一）热灭菌
▪ 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，便可实行干热灭菌。不必用蒸 汽或其他载体加热。
▪ 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。
1、惯性碰撞截留
▪ 原理：空气气流流速大时，气流中的微粒具有 较大的惯性力。当微粒随气流以一定速度向纤 维垂直运动因受纤维阻挡而急剧改变运动方向 时，由于微粒具有的惯性作用使它仍然沿原来 方向前进碰撞到纤维表面，产生摩擦粘附而使 微粒被截留在纤维表面，这种作用称惯性碰撞 截留。
惯性力与气流流速成正比
（三）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，而达到过滤除菌的目的。
▪ 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。
百度文库
过滤介质孔隙
绝对过滤:孔径(0.01-0.2 µ)小于微生物粒 子（0.5-2 µ)的微孔过滤膜。
母，霉菌和病毒。
无菌空气的标准
▪ 只要除去0.3~0.5µm的微粒，就可认为是 无菌。
发酵对空气无菌程度的要求
▪ 发酵对无菌空气的要求是：无菌，无灰尘， 无杂质，无水，无油，正压等几项指标。
▪ 发酵对无菌空气无菌程度的要求是：只要 在发酵过程中不因无菌空气染菌，造成损 失即可。
▪ 在工程设计中，一般要求1000次使用周期 中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气 的无菌程度为N=10-3。
第二节 空气的净化
空气中微生物的分布
▪ 空气中微生物含量一般为103 ~ 104个／米3。一 般附着在空气中的灰尘上或雾滴上。
▪ 北方气候寒冷干燥，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； ▪ 城市中空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量
较少，一般城市中杂菌数为3000~8000/米3 ▪ 空气中的微生物以细菌和细菌芽胞较多，也有酵
▪ 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 培养装置中管道的灭菌 以及管道长度等。
（二）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。
▪ 缺点：对于一些直径小的 微粒，所带电荷小，不能 被吸附而沉降。
相对过滤：过滤介质孔隙大于微生物 直径。如棉花、活性炭、玻璃纤维等
二、空气过滤除菌法
▪ （一）空气过滤除菌的原理 ▪ （二）空气过滤除菌的介质 ▪ （三）介质过滤效率 ▪ （四）影响介质过滤效率的因素 ▪ （五）提高过滤除菌效率的措施
（一）空气过滤除菌的原理
微粒随空气流通过一定厚度的过滤层 时，滤层纤维所形成的网格对气流进行无 数次的阻碍，从而无数次的改变气流的运 动速度和方向而绕流运动，这将引起微粒 对滤层纤维产生惯性撞击、重力沉降、拦 截、布朗扩散、静电引力等作用，将微粒 捕获在纤维表面实现过滤。
3、布朗扩散截留作用
▪ 直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规 则的直线运动称为布朗扩散，布朗扩散的运动距 离很短，在较大的气速、较大的纤维间隙中是不 起作用的，但在很慢的气流速度和较小的纤维间 隙中布朗扩散作用大大增加微粒与纤维的接触滞 留机会。
4、重力沉降作用
▪ 重力沉降起到一个稳定的分离作用，当微粒所受 的重力大于气流对它的拖带力时微粒就沉降。就 单一的重力沉降情况来看，大颗粒比小颗粒作用 显著，对于小颗粒只有气流速度很慢才起作用。 一般它是配合拦截截留作用而显著出来的。即在 纤维的边界滞留区内微粒的沉降作用提高了拦截 截留的效率。