第五章 空氣除菌

第五章空氣除菌第一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Contents滅菌的目的、要求和方法培養(yǎng)基的濕熱滅菌空氣的除菌無(wú)菌檢測(cè)及發(fā)酵廢氣廢物的安全處理第二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四HotTip第三節(jié)空氣的除菌一、無(wú)菌空氣的概念

發(fā)酵工業(yè)應(yīng)用的“無(wú)菌空氣”是指通過(guò)除菌處理使空氣中含菌量降低在一個(gè)極低的百分?jǐn)?shù)，從而能控制發(fā)酵污染至極小機(jī)會(huì)。此種空氣稱為“無(wú)菌空氣”。第三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram二、空氣中微生物的分布空氣中的含菌量隨環(huán)境不同而有很大差異：一般干燥寒冷的北方空氣中的含菌量較少，而潮濕溫暖的南方則含菌量較多；人口稠密的城市比人口少的農(nóng)村含菌量多；地面又比高空的空氣含菌量多。第四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram三、發(fā)酵對(duì)空氣無(wú)菌程度的要求

各種不同的發(fā)酵過(guò)程，對(duì)空氣無(wú)菌程度的要求也不同。影響因素是比較復(fù)雜的，需要根據(jù)具體情況而訂出具體的工藝要求。一般按染菌機(jī)率為10-3。來(lái)計(jì)算，即1000次發(fā)酵周期所用的無(wú)菌空氣只允許1～2次染菌。第五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram四、空氣除菌的方法

輻射滅菌加熱滅菌靜電除菌介質(zhì)過(guò)濾第六頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram（１）輻射滅菌1、原理利用各種輻射源，例如X射線、紫外線等破壞生物活性物質(zhì)，從而起到殺菌作用。2、應(yīng)用范圍通常用于無(wú)菌室和醫(yī)院手術(shù)室的空氣滅菌。3、缺點(diǎn)殺菌效率較低，殺菌時(shí)間較長(zhǎng)。一般要結(jié)合甲醛蒸汽等來(lái)保證無(wú)菌室的無(wú)菌程度。第七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram（２）加熱滅菌雖然空氣中的細(xì)菌芽孢是耐熱的，但溫度足夠高也能將它破壞。例如懸浮在空氣中的細(xì)菌芽孢在218℃下24s就被殺死。但是如果采用蒸汽或電熱來(lái)加熱大量的空氣，以達(dá)到滅菌目的，這樣太不經(jīng)濟(jì)。利用空氣壓縮時(shí)產(chǎn)生的熱進(jìn)行滅菌對(duì)于無(wú)菌要求不高的發(fā)酵來(lái)說(shuō)則是一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的方法。第八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四利用壓縮熱進(jìn)行空氣滅菌的流程見(jiàn)右圖?？諝膺M(jìn)口溫度為21℃，出口溫度可達(dá)187~198℃，壓力為0.7MPa。壓縮后的空氣用管道或貯氣罐保溫一定時(shí)間以增加空氣的受熱時(shí)間，促使有機(jī)體死亡。第九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四右圖是一個(gè)用于石油發(fā)酵的無(wú)菌空氣系統(tǒng)，采用渦輪式空壓機(jī)，空氣進(jìn)機(jī)前利用壓縮后的空氣進(jìn)行預(yù)熱，以提高進(jìn)氣溫度并相應(yīng)提高排氣溫度，壓縮后的空氣用保溫罐維持一定時(shí)間。第十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram（３）、靜電除菌1、原理利用靜電引力來(lái)吸附帶電粒子而達(dá)到除塵、除菌的目的。2、優(yōu)點(diǎn)阻力小，約1.01×104Pa，染菌率低，平均低于10-15％除水、除油的效果好、耗電少3、缺點(diǎn)設(shè)備龐大、一次性投資較大、捕集率尚嫌不夠，需要采取其它措施。

第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Chart（４）介質(zhì)過(guò)濾除菌１、原理它采用定期滅菌的干燥介質(zhì)來(lái)阻截流過(guò)的空氣中所含的微生物，從而制得無(wú)菌空氣。濾材孔潔凈氣體含微生物的氣體第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四２、過(guò)濾介質(zhì)種類常用的過(guò)濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無(wú)機(jī)燒結(jié)材料等。由于被過(guò)濾的氣溶膠中微生物的粒子很小，一般只有0.5~2μm，而過(guò)濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑幾倍到幾十倍，因此過(guò)濾機(jī)理比較復(fù)雜。隨著工業(yè)的發(fā)展，過(guò)濾介質(zhì)逐漸由天然材料棉花過(guò)渡到玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維和石棉板、燒結(jié)材料(燒結(jié)金屬、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料)、微孔超濾膜等。第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram３、介質(zhì)過(guò)濾器的功能過(guò)濾器經(jīng)常被認(rèn)為是一種簡(jiǎn)單的網(wǎng)或篩子，過(guò)濾/分離是在一個(gè)平面上進(jìn)行的。第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四Diagram但實(shí)際上，空氣過(guò)濾器的濾材具有深度。“彎曲通道”的結(jié)果對(duì)于污染物的去除起到了輔助作用。第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

把吸氣口吸入的空氣先進(jìn)行壓縮前過(guò)濾，然后進(jìn)入空氣壓縮機(jī)。從空氣壓縮機(jī)出來(lái)的空氣(一般壓力在0.2MPa以上，溫度120~160℃)，先冷卻至適當(dāng)溫度(20~25℃)除去油和水，再加熱至30~35℃，最后通過(guò)總空氣過(guò)濾器和分過(guò)濾器除菌，從而獲得潔凈度、壓力、溫度和流量都符合工藝要求的滅菌空氣。

兩個(gè)目的：一是提高壓縮前空氣的質(zhì)量(潔凈度)；另一個(gè)是去除壓縮空氣中所帶的油和水。

五、空氣介質(zhì)過(guò)濾除菌的流程第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（1）空氣預(yù)處理空氣預(yù)處理流程圖第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四特點(diǎn)：兩次冷卻，兩次分離，適當(dāng)加熱第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四１、采風(fēng)塔采風(fēng)塔應(yīng)建在工廠的上風(fēng)口，遠(yuǎn)離煙囪。采風(fēng)塔越高越好，至少１０m，設(shè)計(jì)氣流速度為８m/s。第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四２、粗過(guò)濾器粗過(guò)濾器要安裝在空壓機(jī)吸入口之前，其主要作用是攔截空氣中較大的灰塵以保護(hù)空氣壓縮機(jī)，同時(shí)也起到一定的除菌作用，減少總過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。粗過(guò)濾器的要求：過(guò)濾效率要高，阻力要小；否則會(huì)增加壓縮空氣的吸入負(fù)荷和降隱低壓縮空氣機(jī)的排氣量。常用的粗過(guò)濾器有：布袋過(guò)濾、填料過(guò)濾、油浴洗滌、水霧除塵第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四

油浴洗滌裝置水霧除塵裝置空氣入口空氣出口濾網(wǎng)加油斗油鏡油層高壓水入口廢水出口空氣入口空氣出口過(guò)濾網(wǎng)第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四３、空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī)的作用是提供動(dòng)力，以克服隨后各設(shè)備的阻力，空壓機(jī)有往復(fù)式、螺桿式和渦輪式三種。第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四４、空氣貯罐空氣貯罐的作用是消除壓縮空氣的脈動(dòng)，維持穩(wěn)定的空氣壓力，這對(duì)往復(fù)式空壓機(jī)尤其重要。同時(shí)也可以利用重力沉降作用分離部分油霧。第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四５、冷卻器空壓機(jī)出口氣溫一般在120℃,所以必須冷卻，另外，在潮濕地區(qū)和季節(jié)，空氣中含水量很高，為了避免過(guò)濾介質(zhì)受潮而失效，冷卻還可以達(dá)到降濕的目的。６、氣液分離設(shè)備冷卻后的壓縮空氣，會(huì)有來(lái)自空壓機(jī)的潤(rùn)滑油，同時(shí)，如果冷卻溫度低于露點(diǎn)，空氣中還會(huì)有水，所以在冷卻器后面安置氣液分離設(shè)備以除去空氣中的水和油，保護(hù)過(guò)濾介質(zhì)。第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四氣液分離設(shè)備（１）旋風(fēng)分離器：利用離心力進(jìn)行氣液沉降分離的設(shè)備，水滴因其密度比空氣大得多而具有較大慣性而被甩向器壁最后被收集。第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（２）絲網(wǎng)除沫器：夾帶液滴的氣體以一定速度穿過(guò)絲網(wǎng)時(shí)，由于慣性作用，氣體中的液滴與絲網(wǎng)相撞擊附著于絲網(wǎng)上，然后液滴沿著細(xì)絲向下流達(dá)到氣液分離的目的?？諝馊肟诳諝獬隹谂盼鄣诙?yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四７、空氣加熱設(shè)備壓縮空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器與絲網(wǎng)除沫器把夾帶在空氣中的液滴等除掉后，相對(duì)濕度仍為100％，在進(jìn)入總過(guò)濾器之前為了把空氣的相對(duì)濕度從100%降到70%以下，應(yīng)該將壓縮空氣加熱。第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四空氣壓縮冷卻過(guò)濾流程第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四高效前置過(guò)濾除菌流程特點(diǎn)：無(wú)菌程度高第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（2）空氣的介質(zhì)除菌過(guò)濾器１、纖維及顆粒狀介質(zhì)過(guò)濾器立式圓筒形，內(nèi)部填充過(guò)濾介質(zhì)，一般為棉花、玻璃纖維和活性炭等，以達(dá)到除菌的目的，它在發(fā)酵工廠一般用作總過(guò)濾器。填充物的裝填順序如下：

孔板→鐵絲網(wǎng)→麻布→棉花→麻布→活性炭→麻布→棉花→麻布→鐵絲網(wǎng)→孔板第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四２、濾紙過(guò)濾器它的結(jié)構(gòu)與旋風(fēng)分離器相似，過(guò)濾器以超細(xì)玻璃纖維紙為過(guò)濾介質(zhì)。在過(guò)濾器筒射和頂蓋的法蘭間夾有兩塊多孔板以?shī)A住濾紙，安裝時(shí)還須在濾紙上下分別鋪上銅絲網(wǎng)，細(xì)麻布和橡膠圈。第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四３、管式過(guò)濾器若將過(guò)濾介質(zhì)卷裝在孔管上，總的過(guò)濾面積要比平板式大很多。但安裝濾紙時(shí)要防止空氣從紙縫走短路，這種過(guò)濾器的安裝和檢查比較困難。為了防止孔管密封的底部死角積水，封管底蓋要緊靠濾孔。第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四４、金屬過(guò)濾器第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四５、微孔膜過(guò)濾器－絕對(duì)過(guò)濾器第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四（3）空氣過(guò)濾介質(zhì)常用的空氣過(guò)濾介質(zhì)有棉花和活性炭、玻璃棉和活性炭、超細(xì)玻璃纖維紙、石棉濾板等；新的過(guò)濾介質(zhì)還有燒結(jié)材料、多孔材料、微孔過(guò)濾介質(zhì)等高效濾菌材料。第三十五頁(yè)，共三十七頁(yè)，編輯于2023年，星期四相對(duì)濕度

相對(duì)濕度是絕對(duì)濕度與最高濕度之間的比，它的值顯示水蒸氣的飽和度