空气除菌设备

空气除菌设备第1页，课件共24页，创作于2023年2月

一、空气除菌

耗氧发酵和微生物繁殖培养都需要氧气，以空气为氧源。空气中含有杂菌较多，消耗营养物质，干扰甚至破坏预定发酵的正常进行。（一）通风发酵对无菌空气的要求和除菌方法1、通风发酵对无菌空气的要求（1）空气中微生物的分布

第2页，课件共24页，创作于2023年2月空气中主要含有孢子和芽孢，细小而轻的菌体；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。空气中含菌量随环境的不同而有很大的差异，选择良好的取风位置(如高空取风等)和提高空气除菌系统的除菌效率。（2）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。第3页，课件共24页，创作于2023年2月（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。2、除菌方法空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。除去方法：静电吸附、介质过滤。杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌。

第4页，课件共24页，创作于2023年2月（1）辐射杀菌（2）热杀菌（3）静电除菌（4）过滤除菌法第5页，课件共24页，创作于2023年2月（二）过滤除菌机理

阻碍导致气流出现无数次改变运动速度和方向，绕过纤维前进，从而产生了五种作用机理。

1、惯性冲击滞留作用机理第6页，课件共24页，创作于2023年2月2、拦截滞留作用机理3、布朗扩散作用机理4、重力沉降作用机理5、静电吸附作用机理第7页，课件共24页，创作于2023年2月

当空气流过介质时，上述五种除菌机理同时起作用，不过气流速度不同，起主要作用的机理也就不同。当气流速度较大时，除菌效率随气流流度的增加而增加，此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，除菌效率随气流流度的增加而降低，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用。如果空气流速过大，除菌效率又下降，则是由于已被捕集的微粒又被湍动的气流夹带返回到空气中。第8页，课件共24页，创作于2023年2月（三）深层过滤效率计算

1、过滤效率的定义

2、影响空气过滤器的过滤效率的因素

3、对数穿透定律

4、过滤压力降

二、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，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除菌设备的特性，根据空气的性质而制定的。介绍几种较为典型的设备流程：第9页，课件共24页，创作于2023年2月（一）两级冷却、加热除菌流程

1、比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能充分地分离油水，使空气达到低的相对湿度下进入过滤器，以提高过滤效率。

2、特点：两次冷却、两次分离、适当加热。

3、尤其适用潮湿的地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备作适当的增减。第10页，课件共24页，创作于2023年2月（二）冷热空气直接混合式空气除菌流程

1、压缩空气从贮罐出来后分成两部分，一部分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合。

2、特点是可省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备，流程比较简单，利用压缩空气来加热析水后的空气，冷却水用量少等。

3、适用于中等含湿地区，但不适合于空气含湿量高的地区第11页，课件共24页，创作于2023年2月

第12页，课件共24页，创作于2023年2月（三）高效前置过滤空气除菌流程

1、利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中、高效过滤后，再进入空气压缩机，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，使空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程度比较高。

第13页，课件共24页，创作于2023年2月（四）利用热空气加热冷空气的流程

利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。

第14页，课件共24页，创作于2023年2月

无菌空气制备的整个过程包括两部分内容：一是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（温度、湿度），二是对空气进行过滤处理，以除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需要。三、空气预处理过程设备

（一）空气预处理的作用与原理

空气预处理的主要目的：

1．提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷。

2．去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器。第15页，课件共24页，创作于2023年2月

提高压缩前空气的洁净度的主要措施：提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤。（二）空气预处理设备

1．粗过滤器

安装在空气压缩机前的粗过滤器，其主要作用：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也可减轻总过滤器负荷。粗过滤器一般要求过滤效率高，阻力小，否则会增加空气压缩机的吸入负荷和降低空气压缩机的排气量。常用的粗过滤器有：布袋过滤、填料式过滤、油浴洗涤和水雾除尘等。第16页，课件共24页，创作于2023年2月（1）布袋过滤装置（2）油浴洗涤装置（3）水雾除尘装置（4）填料式过滤器第17页，课件共24页，创作于2023年2月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。空气除菌中除去水雾油雾的原因：否则：（1）导致传热系数降低，给空气冷却带来困难。（2）如果油雾的冷却分离不干净，带入过滤器会堵塞过滤介质的纤维空隙，增大空气压力损失。（3）黏附在纤维表面，可能成为微生物微粒穿透滤层的途径，降低过滤效率，严重时还会浸润介质而破坏过滤效果。第18页，课件共24页，创作于2023年2月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。

第19页，课件共24页，创作于2023年2月4．气液分离器（1）旋风分离器（2）丝网分离器

第20页，课件共24页，创作于2023年2月5．空气冷却器

（1）立式列管式热交换器（2）喷淋式热交换器（3）沉浸式热交换器

四、过滤介质及过滤器的结构（一）常用过滤介质

1、纤维状或颗粒状过滤介质（1）棉花（2）玻璃纤维（3）活性炭（4）烧结金属（5）多孔陶瓷（6）多孔塑料第21页，课件共24页，创作于2023年2月2、过滤纸类介质主要是超细玻璃纤维纸。3、微孔膜类过滤介质4、非织造布（二）空气介质过滤器1．纤维状或颗粒介质过滤器孔板→铁丝网→麻布→棉花→麻布→活性炭→麻布→棉花→麻布→铁丝网→孔板。第