空氣除菌設(shè)備

空氣除菌設(shè)備第1頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、空氣除菌

耗氧發(fā)酵和微生物繁殖培養(yǎng)都需要氧氣，以空氣為氧源?？諝庵泻须s菌較多，消耗營養(yǎng)物質(zhì)，干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行。（一）通風(fēng)發(fā)酵對(duì)無菌空氣的要求和除菌方法1、通風(fēng)發(fā)酵對(duì)無菌空氣的要求（1）空氣中微生物的分布

第2頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣中主要含有孢子和芽孢，細(xì)小而輕的菌體；隨水分的蒸發(fā)、物料的移動(dòng)被氣流帶入空氣中或黏附在灰塵上而漂浮在氣流中。空氣中含菌量隨環(huán)境的不同而有很大的差異，選擇良好的取風(fēng)位置(如高空取風(fēng)等)和提高空氣除菌系統(tǒng)的除菌效率。（2）發(fā)酵對(duì)空氣無菌程度的要求不同的發(fā)酵過程，由于菌種生長能力強(qiáng)弱、生長速度快慢、它的分泌物的性質(zhì)、發(fā)酵周期長短、培養(yǎng)物的營養(yǎng)成分和pH值的差異，對(duì)所用的無菌空氣的無菌程度有不同的要求。如酵母培養(yǎng)沒有氨基酸、液體曲、抗生素發(fā)酵那么嚴(yán)格。第3頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）空氣含菌量測(cè)定難以準(zhǔn)確測(cè)定，一般采用培養(yǎng)法和光學(xué)法。目前我國采用Y-09－1型粒子計(jì)數(shù)器，是利用微粒對(duì)光線散射作用來測(cè)量粒子大小和數(shù)量的?？偩鷶?shù)的測(cè)定；重疊細(xì)菌則難以測(cè)準(zhǔn)。2、除菌方法空氣除菌就是除去或殺滅空氣中的微生物。除去方法：靜電吸附、介質(zhì)過濾。殺滅方法：輻射、熱殺菌、化學(xué)藥物殺菌。

第4頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）輻射殺菌（2）熱殺菌（3）靜電除菌（4）過濾除菌法第5頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）過濾除菌機(jī)理

阻礙導(dǎo)致氣流出現(xiàn)無數(shù)次改變運(yùn)動(dòng)速度和方向，繞過纖維前進(jìn)，從而產(chǎn)生了五種作用機(jī)理。

1、慣性沖擊滯留作用機(jī)理第6頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、攔截滯留作用機(jī)理3、布朗擴(kuò)散作用機(jī)理4、重力沉降作用機(jī)理5、靜電吸附作用機(jī)理第7頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)空氣流過介質(zhì)時(shí)，上述五種除菌機(jī)理同時(shí)起作用，不過氣流速度不同，起主要作用的機(jī)理也就不同。當(dāng)氣流速度較大時(shí)，除菌效率隨氣流流度的增加而增加，此時(shí)慣性沖擊起主要作用；當(dāng)氣流速度較小時(shí)，除菌效率隨氣流流度的增加而降低，此時(shí)擴(kuò)散起主要作用；當(dāng)氣流速度中等時(shí)，可能是截留起主要作用。如果空氣流速過大，除菌效率又下降，則是由于已被捕集的微粒又被湍動(dòng)的氣流夾帶返回到空氣中。第8頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）深層過濾效率計(jì)算

1、過濾效率的定義

2、影響空氣過濾器的過濾效率的因素

3、對(duì)數(shù)穿透定律

4、過濾壓力降

二、空氣過濾除菌流程

空氣過濾除菌流程是按生產(chǎn)對(duì)無菌空氣要求具備的參數(shù)，如無菌程度、空氣壓力、溫度等，并結(jié)合吸氣環(huán)境的空氣條件和所用除菌設(shè)備的特性，根據(jù)空氣的性質(zhì)而制定的。介紹幾種較為典型的設(shè)備流程：第9頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程

1、比較完善的空氣除菌流程，可適應(yīng)各種氣候條件，能充分地分離油水，使空氣達(dá)到低的相對(duì)濕度下進(jìn)入過濾器，以提高過濾效率。

2、特點(diǎn)：兩次冷卻、兩次分離、適當(dāng)加熱。

3、尤其適用潮濕的地區(qū)，其他地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)氐那闆r，對(duì)流程中的設(shè)備作適當(dāng)?shù)脑鰷p。第10頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程

1、壓縮空氣從貯罐出來后分成兩部分，一部分進(jìn)入冷卻器，冷卻到較低溫度，經(jīng)分離器分離水、油霧后與另一部分未處理過的高溫壓縮空氣混合。

2、特點(diǎn)是可省去第二次冷卻后的分離設(shè)備和空氣加熱設(shè)備，流程比較簡單，利用壓縮空氣來加熱析水后的空氣，冷卻水用量少等。

3、適用于中等含濕地區(qū)，但不適合于空氣含濕量高的地區(qū)第11頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

第12頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）高效前置過濾空氣除菌流程

1、利用壓縮機(jī)的抽吸作用，使空氣先經(jīng)中、高效過濾后，再進(jìn)入空氣壓縮機(jī)，這樣就降低了主過濾器的負(fù)荷。

2、特點(diǎn)是采用了高效率的前置過濾設(shè)備，使空氣經(jīng)過多次過濾，因而所得的空氣無菌程度比較高。

第13頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）利用熱空氣加熱冷空氣的流程

利用壓縮后熱空氣和冷卻后的冷空氣進(jìn)行交換，使冷空氣的溫度升高，降低相對(duì)濕度。

第14頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

無菌空氣制備的整個(gè)過程包括兩部分內(nèi)容：一是對(duì)進(jìn)入空氣過濾器的空氣進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到合適的空氣狀態(tài)（溫度、濕度），二是對(duì)空氣進(jìn)行過濾處理，以除去微生物顆粒，滿足生物細(xì)胞培養(yǎng)需要。三、空氣預(yù)處理過程設(shè)備

（一）空氣預(yù)處理的作用與原理

空氣預(yù)處理的主要目的：

1．提高壓縮空氣的潔凈度，降低空氣過濾器的負(fù)荷。

2．去除壓縮后空氣中所帶的油水，以合適的空氣濕度和溫度進(jìn)入空氣過濾器。第15頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月

提高壓縮前空氣的潔凈度的主要措施：提高空氣吸氣口的位置和加強(qiáng)吸入空氣的前過濾。（二）空氣預(yù)處理設(shè)備

1．粗過濾器

安裝在空氣壓縮機(jī)前的粗過濾器，其主要作用：捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機(jī)受損，同時(shí)也可減輕總過濾器負(fù)荷。粗過濾器一般要求過濾效率高，阻力小，否則會(huì)增加空氣壓縮機(jī)的吸入負(fù)荷和降低空氣壓縮機(jī)的排氣量。常用的粗過濾器有：布袋過濾、填料式過濾、油浴洗滌和水霧除塵等。第16頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）布袋過濾裝置（2）油浴洗滌裝置（3）水霧除塵裝置（4）填料式過濾器第17頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、空氣壓縮機(jī)分為離心式空氣壓縮機(jī)和往復(fù)式空氣壓縮機(jī)兩種?？諝獬谐ニF油霧的原因：否則：（1）導(dǎo)致傳熱系數(shù)降低，給空氣冷卻帶來困難。（2）如果油霧的冷卻分離不干凈，帶入過濾器會(huì)堵塞過濾介質(zhì)的纖維空隙，增大空氣壓力損失。（3）黏附在纖維表面，可能成為微生物微粒穿透濾層的途徑，降低過濾效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)浸潤介質(zhì)而破壞過濾效果。第18頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月3．空氣貯罐

貯氣罐的作用：（1）消除脈動(dòng)維持罐壓的穩(wěn)定。（2）使部分液滴在罐內(nèi)沉降。（3）保溫滅菌。

第19頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月4．氣液分離器（1）旋風(fēng)分離器（2）絲網(wǎng)分離器

第20頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月5．空氣冷卻器

（1）立式列管式熱交換器（2）噴淋式熱交換器（3）沉浸式熱交換器

四、過濾介質(zhì)及過濾器的結(jié)構(gòu)（一）常用過濾介質(zhì)

1、纖維狀或顆粒狀過濾介質(zhì)（1）棉花（2）玻璃纖維（3）活性炭（4）燒結(jié)金屬（5）多孔陶瓷（6）多孔塑料第21頁，課件共24頁，創(chuàng)作于2023年2月2、過濾紙類介質(zhì)主要是超細(xì)玻璃纖維紙。3、微孔膜類過濾介質(zhì)4、非織造布（二）空氣介質(zhì)過濾器1．纖維狀或顆粒介質(zhì)過濾器孔板→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