第三章空气除菌设备1.ppt

第三章 空气过滤除菌系统 教学目的与要求 掌握空气过滤除菌的方法和机理。 掌握常用的空气过滤器和主要空气过滤系统的种类、结构和性能。 本章重点、难点——空气相对过滤除菌的机理。 本章内容 第一节 空气除菌的方法及机理 第二节 过滤除菌的流程 第三节 常用空气过滤器及过滤除菌系统 第一节 空气除菌的方法及机理 一、通风发酵对无菌空气的要求 二、空气除菌的方法和杀菌机理 三、相对过滤除菌机理 一、通风发酵对无菌空气的要求 （一）空气中微生物的分布 空气中的微生物种类以细菌和细菌芽胞较多，也有酵母，霉菌和病毒；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。 空气中微生物的含量和种类，随地区，季节和空气中灰尘粒子多少，以及人们的活动情况而异。选择良好的取风位置（如高空取风等）可以提高空气除菌系统的除菌效率。 一般每升高10 m，空气中的含菌量就降低一个数量级；城市的空气中含菌量较多，农村的空气中含菌量较少，一般城市空气中杂菌数为3000-8000个／m3。 （二）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。 发酵对无菌空气的要求——无菌，无灰尘，无杂质，无水，无油，正压等几项指标。 发酵对无菌空气的无菌程度要求——在工程设计中一般要求1000次使用周期中只允许有1次染菌。 （三）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，原理——利用微粒对光线散射作用来测量粒子大小和数量。 缺点：重叠细菌则难以测准，只是包含灰尘和细菌等微粒观念，不能测量空气活菌数。 二、空气除菌的方法和杀菌机理 （一） 辐射杀菌 种类：超声波、高能阴极射线、X射线、γ射线、β射线、紫外线等 原理：破坏蛋白质活性而起杀菌作用。 目前应用较广泛的还是紫外线。紫外线波长为253.7-265 nm时杀菌效力最强，它的杀菌力与紫外线的强度成正比，与距离的平方成反比。 应用：常用于无菌室和医院手术室等空气对流不大的环境下消毒。 缺点：效率低，需要时间长，一般要结合其他方法（甲醛熏蒸等）。 （二）热灭菌法 热杀菌是一种有效的、可靠的杀菌办法。 直接加热：消耗大量能源，增设许多换热设备，不经济。 利用余热进行杀菌：空气在进入培养系统之前，一般需用空压机以提高压力，所以空气热灭菌时所需温度的提高，可直接利用空气压缩时的温度升高来实现。 （三）静电除菌 原理：利用静电引力来吸附带电离子而达到除尘灭菌的目的。悬浮于空气中的微生物、微生物孢子大多数带有不同的电荷，没有电荷的微粒进入高压静电场时则会被电离成带正电荷。 优点：除尘效果好，耗能小（每处理1000m3空气每小时只耗电0.2-0.8 kW），设备较小。 缺点：对设备维护和安全技术措施要求较高（微粒积累到一定厚度时，极板间放电，极板电压下降，微粒吸附力减弱）。 应用：洁净工作台，洁净工作室。 但对于一些直径很小的微粒，它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小于气流对微粒的拖带力或微粒布朗运动的动量时，微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘对很小的微粒效率较低。 （四）过滤除菌 过滤除菌——使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的。 常用的过滤介质——棉花、活性炭、超细玻璃纤维、石棉滤纸、PVA烧结材料过滤介质、烧结金属过滤介质等。 常用的过滤介质按孔隙大小可以分为两类： 介质孔隙大于微生物——需有一定厚度的介质滤层才能除菌，也称相对过滤。 介质孔隙小于微生物——微生物直接被截留，也称绝对过滤。 空气中微生物粒子通常0.5-2 um。 一般过滤介质的孔隙都较微生物大。 空气中常见杂菌的大小 三、相对过滤除菌机理 原理：也称深层过滤，是依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动，从而导致微生物微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩散、重力及静电引力等作用，从而把微生物微粒截留、捕集在纤维表面上，实现了过滤。 除菌机理分类： ——惯性冲击滞留作用机理 ——拦截滞留作用机理 ——布朗扩散作用机理 ——重力沉降作用机理 ——静电吸附作用机理 1、惯性冲击滞留作用机理 原理：当微粒随气流以一定的速度垂直向纤维方向运动时，空气受阻即改变运动方向，绕过纤维前进，而微粒由于它的运动惯性较大，未能及时改变运动方向随主导气流前进，于是微粒直冲到纤维的表面，由于磨擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上。 ２、拦截滞留作用机理