发酵工程第四章无菌空气的制备ppt课件.ppt

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1、第四章无菌空气的制备无菌空气的制备第一节空气中的微生物和除菌方法第二节空气的过滤除菌原理和过滤介质第三节空气过滤除菌的工艺技术第一节空气中的微生物和除菌方法空气中的微生物种类及分布空气除菌的方法和要求一、空气中的微生物种类及分布空气中常见的微生物种类有多种芽孢杆菌、变形杆菌、产气杆菌、酵母菌和病毒等。空气中微生物数量与环境有关，地区、季节、气候等都会影响。一般设计时以含量为103~104个／m3进行计算。二、空气除菌的方法和要求发酵工业应用的“无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低在一个极低的百分数，从而能控制发酵污染至极小机会

2、。此种空气称为“无菌空气”。标准一般是99.99%，空气灭菌的方法空气灭菌的方法热灭菌法辐射灭菌法静电除菌法介质过滤除菌法1、热灭菌法空气热灭菌不需要通过蒸汽或者加热载体加热，直接通过空气压缩之后的温度提升即可完成灭菌过程。小型空气压缩机2、辐射灭菌法各种射线级超声波等理论上都能破坏微生物细胞结构，从而起到杀菌作用。辐射灭菌仅用于表面灭菌和有限空间灭菌。应用最广泛的是紫外线灭菌，常与甲醛蒸汽一起结合进行灭菌。3、静电除菌法近年来一些工厂已使用静电除尘器除去空气中的水雾、油雾和尘埃，同时也除去了空气中的微生物。利用静电引力来吸附带电的粒

3、子达到除尘灭菌的效果。1-钢丝（电晕电极）；2-钢管（沉淀电极）；3-高压绝缘瓷瓶；4-钢板；5-空气入口；6-封头；7-钢板；8-法兰；9-空气出口。4、介质过滤除菌法让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中含有的微生物，从而获得无菌空气。原理：将介质填充到过滤器中，空气流过借助于惯性碰撞、阻截、扩散、静电等作用将尘埃微生物留在介质中，达到除菌效果。过滤器有很多种，根据过滤方式和过滤介质的不同可以进行区分。无菌空气的制备第一节空气中的微生物和除菌方法第二节空气的过滤除菌原理和过滤介质第三节空气过滤除菌的工艺技术第二节空气的过滤除菌原理和

4、过滤介质空气过滤除菌的原理空气过滤除菌的介质介质过滤的效率影响过滤除菌效果的因素提高过滤除菌效率的措施一、空气过滤除菌的原理介质过滤是以大空隙的介质过滤层除去较小颗粒，这显然不是面积过滤（即不是绝对过滤），而是一种滞留现象。这种滞留现象是由多种作用机制构成的，主要有惯性碰撞、阻截、布朗运动、重力沉降和静电吸引等。1、惯性冲击滞留作用当微生物等颗粒随空气以一定速度流动，在接近纤维时，气流碰到纤维而受阻，空气就改变运动方向绕过纤维继续前进。但微生物等颗粒由于具有一定质量，在以一定速度运动时具有一定惯性，碰到纤维时，由于惯性作用而离开气流

5、碰到纤维表面上，由于摩擦、粘附作用，被滞留在纤维表面上。这种现象称作惯性冲击滞留作用惯性冲击滞留作用纤维能滞留微粒的宽度区域b与纤维直径df之比，称为单纤维的惯性冲击捕获效率，可用1表示：纤维滞留微粒的宽度b的大小由微粒的运动惯性所决定；微粒的运动惯性越大，它受气流换向干扰越小，b值就越大。1=bdf惯性冲击滞留作用气流速度下降到微粒的惯性力不足以使微粒脱离主导气流对纤维产生碰撞，即在气流的任一处，微粒也随气流改变方向而绕过纤维前进，即b=0，纤维的碰撞滞留效率等于0，这时的气流速度称为惯性碰撞的临界速度vc。vc=Vs1－Vs

6、—容器截面的空气速度；—介质填充密度惯性碰撞的临界速度受填充密度的影响2、拦截滞留作用当气流速度在临界速度以下，颗粒不再由于惯性碰撞而滞留。但是，颗粒质量很小，在气流绕过纤维时，颗粒仍然随气流运动，在气流速度低时，在纤维周边形成一层边界滞留区，在滞流区内气流速度更慢，进入滞留区的颗粒缓慢接近纤维，并与之接触，由于摩擦、粘附作用而被滞留。这就是阻截（拦截）滞留作用在介质过滤除菌中并非主要作用拦截滞留作用对微粒的捕获效率2与气流的雷诺准数和微粒与纤维的直径比相关拦截滞留作用雷诺准数是一个无因次数群，是流体流动状态各方面因素的综合

7、体现，是许多化工过程计算的必需参数。3、布朗运动直径小于1m的微粒在很慢的气流中能产生一种不规则的直线运动，即布朗运动。使较小的颗粒凝聚为较大颗粒，随即可能产生重力沉降或被过滤介质截留；气流速度大时，凝聚现象为惯性碰撞所取代4、重力沉降作用再小的微粒也有重力；当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就会沉降。对于小颗粒而言，只有在气流速度很慢时才起作用。一般它是与拦截作用相配合的，即在纤维的边界滞留区内，微粒的沉降作用提高了拦截滞留的捕获效率。5、静电吸引作用许多微生物和孢子都带有电荷具有一定速度的气流通过介质

8、滤层时，由于摩擦作用而产生诱导电荷当菌体所带电荷与介质电荷相反时，即发生静电吸附作用空气的过滤除菌原理和过滤介质空气过滤除菌的原理空气过滤除菌的介质介质过滤的效率影响过滤除菌效果的因素提高过滤除菌效率的措施二、空气过滤