生化工艺第四章空气除菌(讲课)选读.ppt

说说空气中微生物的数量与环境的密切关系： 北方与南方、城市与农村、地面与高空、工业城市与非工业城市 空气热灭菌流程示意图 按过滤机制不同可分为表面过滤介质和深层过滤介质。 表面过滤介质 编织网粉末烧结 深度过滤介质 纤维材料结构 棉花 活性炭或玻璃纤维 有机合成纤维 浇铸膜结构 2、拦截留作用 流体中的基本过滤机制 本质是一种筛分效应，机械拦截颗粒 例如：一种简单的筛网可以拦截尺寸 大于其孔径的颗粒 3、惯性撞击截留作用 尺寸小于滤材孔径的颗粒的辅助拦截方式 流体携带的颗粒由于质量和线速度而具有直线运动的惯性 颗粒离开流体主流而撞击到滤材上 四、介质过滤除菌的效率 过滤效率就是滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值，它是衡量过滤设备过滤能力的指标。 五、影响介质过滤效率的因素 1）介质的种类 2）介质的直径 3）介质密度 4）空气流速 5）介质厚度 6）空气中微粒的大小 两级冷却、加热除菌流程 高效前置过滤空气除菌流程 两级冷却、加热除菌流程 油浴洗涤装置 水雾除尘装置 其原理为： 一、利用组分质量（重量）不同对混合物进行分离（如分离方法①、②、③、⑥）； 二、利用分散系粒子大小不同对混合物进行分离（如分离方法④、⑤）。 现有的分离方法存在如下优缺点： 一、重力沉降的设备体积庞大，分离效率低，分离负荷低，分离范围窄，但设备简单不需要内件； 二、离心力分离和折流分离分离效率较低（可分离较小液滴），分离负荷较高，分离范围较宽，设备体积较小，可用于高压设备； 三、填料分离、丝网分离和超滤分离分离效率较高（可分离小液滴），但分离负荷低，分离范围窄，容易将已着网的液体带走，而且容易堵。 2. 现有的气液分离器采用的分离方法有： ①、重力沉降； ②、折流分离； ③、离心力分离； ④、丝网分离； ⑤、超滤分离； ⑥、填料分离等 4. 空气冷却器 立式列管式热交换器 沉浸式热交换器 喷淋式热交换器 惯性撞击 当流体改变运动方向时，惯性使颗粒撞击到滤材表面并由于吸附力而停留 惯性撞击 当流经过滤介质时流体必须沿弯曲通道行进。 这将增加过滤机制的有效性。 惯性撞击 停留的颗粒减小了滤孔孔径 惯性撞击 惯性撞击 颗粒被机械拦截或被吸附拦截 在气体中比在液体中更有效. 对大于 0.5 - 1.0 微米的颗粒很有效. 5、静电吸引作用 表面相互作用 电荷不同 范德华力(Van der Waals) 拦截尺寸小于滤孔的颗粒 由于: 吸附 表面作用 穿透率（P）为： 过滤效率： ：过滤前空气中的微粒数； ：过滤后空气中的微粒数； ：穿透率； 对数穿透定律 研究过滤器的过滤规律时，先排除一些复杂的因素，假定： 过滤器中过滤介质每一纤维的空气流态并不因其它邻近纤维的存在而受影响； 空气中的微粒与纤维表面接触后即被吸附，不再被气流带走； 过滤器的过滤效率与空气中微粒的浓度无关； 空气中的微粒在滤层中递减均匀，即每一纤维薄层除去同样百分率的菌体。 将上式变形后积分： 或 这就是对数穿透定律，表示进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数，常数K的值与空气流速、纤维充填密度和直径、空气中微粒大小等因素有关。 第四节、空气过滤除菌流程及设备 一、对空气过滤除菌流程的要求 要制备较高无菌程度、具有一定压力的无菌空气，并保持过滤器在比较高的效率 下进行过滤，并维持一定的气流速度和不受油、水的干扰，则要有一系列的加热、冷 却及分离和除杂设备来保证。空气过滤除菌有多种流程，下面分别介绍几种较典型流 程。 流程的制订还需要根据所在地的地理、气候环境和设备条件加以考虑。 压缩机 冷却器 分离器 加热器 过滤器 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 冷却器 旋风分离器 丝网分离器 加热器 过滤器 二、空气除菌流程的分析 1）两级冷却、加热除菌流程 流程优点： 适用地区： 问题 加热器的作用？ 冷热空气直接混合式空气除菌流程 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 丝网分离器 过滤器 2）冷热空气直接混合式空气除菌流程 流程优点： 适用地区： 压缩机 高效前置过滤器 贮罐 冷却器 丝网分离器 加热器 过滤器 3）高效前置过滤空气除菌流程 流程优点： 适用地区： 将空气冷却至露点以上流程 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 空气总过滤器 空气分过滤器 高空采风 利用热空气加热冷空气的流程示意图 压缩机 粗过滤器 热交换器 冷却器 空气总过滤器 空气分过滤器 高空采风 析水器 4）将空气冷却至露点以上的流程 5）利用热空气加热冷空气的流程 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 空气总过滤器 空气分过滤器 高空采风 析水器