第四章 空气除菌设备文档.ppt

第一节 概 述 一、除菌意义 好气性微生物的生长和合成代谢产物都需要氧，工业生产上均采用空气作为氧的来源 空气中有各种各样的微生物，它们消耗营养物质，干扰甚至破坏预定发酵的正常进行 为了保证纯种培养，必须将空气中的微生物除去或灭活 二、除菌要求 三、除菌方法 四、空气中微生物的分布 第二节 空气过滤除菌流程 空气过滤需要推动力；过滤介质要求在干燥条件下工作，才能保证除菌效率 预处理: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（压力、温度、湿度） 过滤:对空气进行过滤处理，除去微生物 一、对空气预处理的要求（空气过滤时状态） 二、空气过滤除菌流程 制定原则： 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 吸气环境的空气条件 所用除菌设备的特性 要求：尽量采用新技术新设备，提高除菌效率，减少设备数量，降低设备投资、运转费用和动力消耗，便于操作 2、特点 （三）空气压缩冷却过滤除菌流程 1、流程：将压缩空气冷却到30～35℃、相对湿度 为60%～70%以下 2、特点 （四）冷热空气间接换热的空气除菌流程 1、流程：压缩后的热空气和冷却后的冷空气进行 热交换 2、特点 （五）冷热空气直接混合的空气除菌流程 1、流程：压缩空气从缓冲罐出来后分成两部分，一部分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分离水雾后与另一部分高温气体混合 2、特点 2、特点 省去分离设备、加热设备和加热介质 空气过滤除菌后易重被污染 第三节 深层过滤除菌原理 过滤除菌方法:绝对过滤和深层过滤 绝对过滤：介质的孔隙小于被滤除的尘埃或微生物，当空气流过介质层时，空气中的尘埃和微生物被截留在介质层的表面 深层过滤：介质间的孔隙大于被滤除的尘埃或微生物。空气流过这种介质过滤层时，借助惯性碰撞、拦截、静电吸咐、扩散、沉降等作用，将其尘埃和微生物截留在介质层内 1、惯性冲击滞留作用机理 微生物等颗粒由于具有一定的质量，在以一定速度运动时而有惯性 单纤维惯性冲击捕集效率： 当气流速度低于临界速度时，颗粒不会因惯性碰撞而被滞留 很小的颗粒在流动速度很低的气流中能产生一种不规则直线运动，称为布朗运动 4、重力沉降作用机理 5、静电吸附作用机理 二、深层过滤除菌效率 2、影响过滤效率的因素 多层细小的纤维将空气中粒子拦截在介质层中，因此过滤效率是随滤层厚度的增加而提高的 此式称为对数穿透定律，它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 过滤常数K值与气流速度、纤维直径、介质填充密度以及空气中颗粒大小等有关 三、绝对过滤 第四节 过滤除菌设备 一、空气预处理过程设备 二、空气过滤除菌设备 一、空气预处理过程设备 2、空气压缩机 3．缓冲罐 尺寸 二、空气过滤除菌设备 棉花：使用未脱脂棉，纤维长度约2～3cm，纤维直径为16～20μm，填充率为8.5%～10% 超细玻璃纤维纸:厚度约为0.25～0.4mm，纤维间的孔隙约为1～1.5μm，填充率为14.8% 烧结材料：烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料 （二）空气过滤器 棉花—活性炭过滤器 3、新型过滤器 聚乙烯醇（PVA）过滤器 Bio-x过滤器 高流量过滤器 JPF型膜过滤器 聚乙烯醇（PVA）过滤器 构造：用具有特殊多孔型结构和耐热性能的聚乙烯醇海棉状物质为介质加工制成的。有圆板型和圆筒型两种。将聚乙烯醇（PVA）乙酰化并以耐热树脂（如硅氧树脂）涂敷，制成片式过滤介质，孔隙为10～20μm 特点：除菌效率达99.9999%以上，压力降在0.015MPa以下， 能够经受蒸汽反复灭菌，使用可达一年以上，杀菌及干燥时间极短，更换方便，占地面积小 Bio-x过滤器 构造：用直径为0.5μm玻璃纤维制成1mm厚的滤材，卷成三卷，再以较粗的坚韧的玻璃无纺布做内外衬，再在内、外以不锈钢网固定，做成滤筒状 特点：它能滤除0.01μm颗粒（噬菌体大小为0.02μm），过滤效率为99.9999%。空气流量大，压力降小，结构简单，体积小，安装方便。缺点是强度不大，易损而失效，受潮也失效 高流量过滤器 聚四氟乙烯（PTFE）材料为滤芯的以High Flow Bio-x和High Flow Tetpor II为代表的高流量过滤器 PTEE是一种坚韧的疏水性材质，可以做成折叠滤芯，增加了过滤面积，使空气流量为Bio-x的3倍，延长了使用寿命，进一步缩小了体积。这种过滤器的空隙率达94%，大于普通的膜过滤器（PTFE 为75% ，PVDF为 66%） 过滤器由蒸汽过滤器、预过滤器和精过滤器组成一套。预过滤器的过滤效率为99.97%，能凝聚压缩空气中的油、水成液滴予以排除，但不能用蒸汽灭菌 JPF型膜过滤器 JPF型聚二氟乙烯膜折叠式