第四章-工业发酵灭菌与除菌.ppt

现代发酵技术 2、静电除菌： 原理： 含灰尘和微生物的空气通过高压直流电场，气体电离，产生的离子使灰尘和微生物等成为载电体，捕集于电极上； 特点 吸附于电极上的颗粒、油滴和水滴等要定期清洗； 特点：能耗低、捕集效率高、设备庞大 现代发酵技术 3、介质过滤除菌 绝对介质过滤 深层介质过滤 现代发酵技术 （1）绝对过滤 定义 介质之间的空隙小于被滤除的微生物，当空气流过介质层后，空气中的微生物被滤除。 介质的空隙小于0.5μm， 从可靠性、经济性、可操控性上不如深层介质过滤。 现代发酵技术 （2）深层介质过滤除菌介质 除菌原理 惯性冲击作用 阻截作用 布朗扩散 重力沉降 静电吸附 现代发酵技术 1）惯性冲击作用 当微生物等颗粒随空气以一定的速度流动 在接近纤维时，气流碰到纤维而受阻，空气就改变运动方向绕过纤维继续前进。 微生物等颗粒由于具有一定的质量，在以一定速度运动时具有惯性，碰到纤维时，由于惯性作用而离开气流碰在纤维表面上，由于摩擦、粘附作用，被滞留在纤维表面上，这叫做惯性滞留作用 当气流达到一定速度时，它是介质过滤除尘的主要作用。 现代发酵技术 2）阻截作用 在气流速度在临界速度以下，由于速度很低时，在纤维周边形成一层边界滞留区，在滞留区内气流速度更慢，在滞留区内的颗粒缓慢接近纤维，并与之接触，由于摩擦、粘着作用而被滞留，这种作用称为阻截作用。 现代发酵技术 3）布朗运动 很小的颗粒在流动速度很慢的气流中能产生一种不规则直线运动，称为布朗运动 4）重力沉降： 当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就沉降。 5）静电吸附： 很多微生物都带电荷（譬如枯草芽孢杆菌孢子中20％带正电荷，15％带负电荷）；受摩擦产生的静电吸引而沉降。 现代发酵技术 各种机理各自所作贡献的大小：一般认为惯性冲击截留、拦截滞留截留和布朗运动截留的作用较大，而重力和静电引力的作用则很小。 特点：介质空隙大于微生物，必须一定厚度才能达到过滤除菌的目的，所以称为深层过滤除菌。 深层过滤除菌的作用比较 现代发酵技术 深层介质过滤除菌介质 滤材要求：耐高温高压、不易被油水污染、除菌效率高、阻力小、成本低、易更换等； 常用：棉花、棒状活性炭、玻璃棉、超细玻璃纤维纸、石棉滤板等。 现代发酵技术 空气过滤除菌的介质 滤材要求： 耐高温高压、不易被油水污染、除菌效率高、阻力小、成本低、易更换等； 常用介质： 纤维状或颗粒状过滤介质 棉花；玻璃纤维；活性炭；超细玻璃纤维纸；石棉滤板 烧结过滤介质 新型过滤介质（微孔滤膜类过滤介质） 活性炭 微孔滤膜 现代发酵技术 过滤器的失效 过滤介质失效（活性炭灰化、棉花粉末化）造成漏风 尘饼堵塞介质造成压降过大，过滤缓慢。 现代发酵技术 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； 介质除菌效率 实际生产中取N2为0.001，即1000发酵只有一次染菌 现代发酵技术 影响介质过滤的效率 介质种类 介质的直径与粒度 介质填充厚度 介质填充密度 空气的流速 空气中微粒的大小 现代发酵技术 提高过滤除菌效率的措施 设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气净化流程，以达到除油、水和杂质的目的。 设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。 保证进口空气清洁度，减少进口空气的含菌数。 降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作。 现代发酵技术 空气过滤器类型 1、分类 1）以纤维状物（棉花、玻璃纤维、涤纶、微尼纶等）或颗粒状物质（如活性炭）为介质所构成的过滤器. 特点：过滤层厚度大，体积大，压力降大，操作麻烦 2）以微孔滤纸、滤板、滤棒构成的过滤器。 特点：过滤层薄、体积小、压降小，操作简单，价格贵 现代发酵技术 2、过滤器的结构类型 现代发酵技术 四、空气过滤流程 1、对空气的要求 无菌、干燥、有一定的温度，一定的压力 一般流程如下： 高空采风→无油润滑空气压缩→贮罐→冷却→一次过滤→二次过滤→进入发酵罐 现代发酵技术 2、典型的空气除菌流程 1）将空气冷却至露点以上的流程 适用范围：气候干燥地区 现代发酵技术 一次冷却一次析水的空气预处理流程适用范围：空气湿含量较大地区 2、典型的空气除菌流程 现代发酵技术 2、典型的空气除菌流程 高空采风、两次冷却、两次分油水、适当加热流程  特点 ：两次冷却、两次分油水、适当加热。 空气第一次冷却到30～35℃，第二级冷却至20～25℃，经分水后加热到30～35℃，因为温度升高，相对湿度下降。 现代发酵技术 2、典型的空气除菌流程 利用热空气加热冷空气的流程适用范围：空气湿含量中等地区 现代发酵技术 2、典型的空气除菌流程 冷热空