第二章无菌空气的制备及除菌设备预案.ppt

发酵车间的空气过滤器 3.流程设计及控制要求 ? 吸入空气的含尘量要低，一定流量 Vg，一定的压力 P，控制进入过滤 器空气的相对湿度（φ≤60%）， 保证进罐无菌空气的洁净度 问题1 ? 生物发酵用净化空气的质量指 标如何控制？ 空气冷却至露点以上的流程 空气冷却至露点以下进行加热的流程 二级冷却和析水的空气预处理流程 具有热交换的空气预处理流程 冷热空气直接混合的空气预处理流程 问题2 ? 空气净化系统流程设计中如何 考虑节能？ 第2章 无菌空气的制备及除菌设备 ? 绝大多数工业发酵都是利用好气性微生物进 行深层悬浮纯种培养，在培养过程中需要连 续通入大量无菌空气，以供生产菌的生长和 代谢产物 例一个通气量为40m3/min的发酵罐，发酵 周期为125h，所需要通入的空气量高达 3×10 5 m 3 染菌原因 所占百分比% 染菌原因 所占百分比％ 1．种子染菌 9．64 8．接种管道渗漏 0．39 2．接种子罐压跌零 0．19 9．阀门泄漏 1．45 3．培养基灭菌不彻底 0．79 10．搅拌轴封泄漏 2．09 4．总空气系统带菌 19．96 11．罐盖泄漏 1．54 5．泡沫升至罐顶 0．48 12．其它设备泄漏 10．15 6．夹套穿孔 12．36 13．操作问题 10．15 7．蛇管穿孔渗漏 5．89 14．原因不明 24．91 抗生素生产发酵染菌的分析及资料统计 ? ? 无菌空气的制备是好氧培养过程中的一 个重要环节 如何有效合理地进行空气净化系统设计， 确保无菌，节约能源是空气净化系统设 计的关键 第2章 无菌空气的制备及除菌设备 本章重点： ? ? ? 生物发酵用净化空气的质量标准 压缩空气预处理原理 空气净化系统的流程设计及设备计算选型 第2章 无菌空气的制备及除菌设备 第1节 第2节 第3节 第4节 生物发酵用净化空气的质量标准 压缩空气的预处理原理 空气净化系统的流程设计及设备计算 空气除菌设备 第1节 生物发酵用净化空气的质量标准 生物发酵用净化空气的质量标准 ? ? ? ? ? 压强（P） 温度（T） 流量（Vg） 相对湿度（φ≤60%） 空气洁净度（无菌空气） 微生物生物反应器 无菌培养基 产品分离 无菌空气 生物发酵用净化空气的质量标准 绝热过程 k 取1.4, 多变过程 k 取1.3 生物发酵用净化空气的质量标准 生物发酵用净化空气的质量标准 发酵工业中所指的“无菌空气”是指通过除 菌处理后压缩空气中含菌量降低到零或除 菌效率达到99.9999%后的洁净空气，它 已能满足发酵工业的要求 第2节 压缩空气的预处理原理 1、压缩空气预处理的目的 2、压缩空气预处理原理 3、压缩空气除水原理 1.压缩空气预处理的目的 ? 保证通气发酵用无菌空气的质量指标 2.压缩空气预处理原理 ? 相对湿度 衡量空气中水汽偏离饱和程度的大小, φ=100% 空气达到饱和，对应的温度为露 点温度 PW：空气中水汽的分压 PS：与空气同温度的水汽的饱和蒸汽压 2.压缩空气预处理原理 ? 湿含量（X） 湿空气中水汽的重量与湿空气中干空气 的重量之比 P：某一状态时空气的压力 2.压缩空气预处理原理 若空气的湿含量x及温度T不变，空气的 压强愈大相对湿度也越大 3.压缩空气除水原理 相对湿度 Φ＝100% Φ＞100% Φ＜100% 湿含量 从状态1 X1＝ X2 X1＞ X2 达到饱和(对应温度为露点温度) 有水析出 无水析出 状态2 无水析出 有水析出 3.压缩空气除水原理 3.压缩空气除水原理 3.压缩空气除水原理—例题 参数 P(MPa) t (℃) 吸气状态 0.1013 20 压缩后 0.3013 120 一冷后 0.3013 40 二冷后 0.3013 25 加热后 0.3013 35 Φ(%) 　　 80 (2.8) (74.3) (100) (56.3) X(kg/kg) (0.0117) (0.0066) Ps( MPa) 0.00234 0.1986 0.00738 0.00317 0.00562 露点t (℃) 每kg干空气析出水 (34.5 ℃) (0.00556 MPa) (0.0051kg) 3.压缩空气除水原理 ? ? ? ? ? 压缩后，高温下空气中水是不会吸出 压缩空气由高温经冷却相对湿度增加 相对湿度为100%时相对应空气温度为露 点温度 压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露