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第五章空气除菌

教学目的：1、了解空气灭菌的基本方法和无菌空气的质量标准；2、熟悉介质

过滤除菌的机理；3、掌握空气过滤器的结构；4、掌握典型的空气除菌流程。

教学方法：讲授

教学手段：使用多媒体课件

教学内容：

第一节空气净化的方法

一、空气的组成

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1、气态物质混合物：氮气、氧气、二氧化碳、惰性气体、HO等

2、悬浮在气态中的灰尘：地壳物质颗粒、烟灰、花粉、微生物

其中，空气中微生物的数量与环境有密切关系：一般干燥寒冷的北方，空气中含微生物量较

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少，而湿润温暖的南方空气中含微生物较多；城市空气中的微生物含量（103-104个/m）比

人口稀少的农村多；地平面空气中微生物含量比高空多。

二、空气灭菌的必要性

1、好氧微生物在培养过程中，其生长、繁殖、代谢均需要大量氧气的参与；

2、所需氧气通常是以空气的形式提供的；

3、空气中含大量的各类微生物，如果随空气一同进入培养系统，便会在合适的条件下大量

繁殖，与目的菌株竞争性消耗营养物质，并产生各种副产物，从而干扰或破坏纯种培养过程

的正常进行，甚至使培养过程彻底失败导致倒罐；

4、因此空气的灭菌是好氧培养过程中的一个重要环节。

三、空气灭菌的方法

1、热灭菌法

基于加热后微生物体内的蛋白质（酶）热变性而得以实现。

空气在进入培养系统之前，一般均需用压缩机压缩，提高压力，所以，空气热灭菌时所需的

温度，就不必用蒸汽或其他载热体加热，而可直接利用空气压缩时的温度升高来实现。

空气经压缩后温度可升到200℃以上，保持一定时间后，便可实现干热杀菌。

利用空气压缩时所产生的热量进行灭菌的原理对制备大量无菌空气具有特别重要的意义。

在实际应用时，对培养装置与空气压缩机的相对位置，连接压缩机与培养装置的管道灭菌以

及管道长度等问题都必须加以仔细考虑。

2、静电除菌

近年来一些工厂已使用静电除尘除去空气中的水雾、油雾、尘埃，同时也除去了空气中的微

生物。

静电除菌时是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。

悬浮于空气中的微生物，其孢子大多数带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场

时都会被电离成带电颗粒。

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微粒布朗扩散运动

的动量时，则微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘灭菌对很小的微粒效率较低。

3、介质过滤除菌法

过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。

该法广泛应用，是获得大量无菌空气的常规方法，在生产中使用最多。

（1）绝对过滤：利用微孔滤膜，其孔隙小于0.5甚至0.1μm，将空气中的细菌滤除，从而

获得无菌空气。

（2）深层介质过滤：由多种介质组成过滤层，滤层较深，空隙较大，靠静电、扩散、惯性

和阻截作用等将细菌截留在滤层中，从而获得无菌空气。

第二节空气的深层过滤除菌原理和介质

一、空气的过滤除菌原理

1、布朗扩散截留作用

2、拦截截留作用

3、惯性撞击截留作用

4、重力沉降作用

5、静电吸引作用

在过滤除菌中，有时很难分辨上述各种机理各自所作贡献的大小。

随着参数的变化，各种作用之间有着复杂的关系，目前还未能作准确的理论计算。

一般认为惯性撞击截留、拦截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。

气流速度小：布朗扩散截留和拦截截留显著

气流速度大：惯性撞击截留作用显著

二、空气过滤除菌常用介质

1、纸类过滤介质

玻璃纤维纸：以质量较好的无碱玻璃采用喷吹法制成直径很小的纤维（Φ1-1.5μm），

由于纤维特别细小，故不宜散装填充，而采用造纸的方法作成0.25-1mm厚的纤维纸。一般

应用时需将3～6张滤纸叠在一起使用。

玻璃纤维纸很薄，纤维间的孔隙为1～1.5μm，厚度约为0.25-0.4mm，密度为2600kg/m3，

堆积密度为384kg/m3，填充率为14.8％。

优点：过滤效率高，对于0.3μm的颗粒的去除率为99.99％以上，同时阻力比较小