发酵3项目三：空气除菌技术【PPT课件】.ppt

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1、项目三空气除菌*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，此种空气称为“无菌空气”。一般按染菌机率为10-3来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许1~2次染菌。无菌空气的概念单元知识一空气过滤除菌方法及除菌机理*无菌空气的质量标准压缩空气的压强空气流量空气的温度相对湿度洁净度*空气除菌方法辐射灭菌加热灭菌静电除菌过滤除菌*α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能破坏蛋白质，破坏生物活性物质，从而起到杀菌作用。但应用较广泛的还是紫外线，它在波长为2265~3287A时杀菌效力最强，通常用于无菌室和

2、医院手术室。但杀菌效率较低，杀菌时间较长。一般要结合甲醛蒸汽等来保证无菌室的无菌程度。加热灭菌*加热灭菌.*液体过滤除菌气体过滤除菌深层过滤除菌是使气体通过经高温灭菌的介质过滤层,将气体中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而取得无菌空气的方法。通过过滤除菌处理的空气可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温度以供好氧培养过程之用。该法是目前发酵工业上常使用的空气除菌方法。介质过滤除菌***静电除菌**静电防尘是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌目的。悬浮于空气中的微生物，其孢子大多带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离变成带电微粒。对于一些直径很小的微粒，它所带的电荷很小，当

3、产生的引力等于或小于气流对微粒的拖带力或微粒布朗扩散运动的动量时，则微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘对很小的微粒效率较低。*.*膜过滤深层介质过滤过滤除菌类型*绝对过滤**以纤维、颗粒状介质为过滤层（介质层厚），棉花、活性炭以超细玻璃纤维等作为过滤介质（介质层薄），玻璃纤维介质过滤*棉花：纤维直径20μm，间隙约50μm玻璃纤维活性炭超细玻璃纤维纸石棉滤板深层过滤介质*烧结材料过滤介质烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料皱褶过滤膜介质醋酸纤维酯类、聚四氟乙烯、尼龙膜新型过滤介质*.*惯性冲击作用拦截作用布朗扩散作用重力沉降作用静电吸附作用过滤除菌机理**过滤器中的滤层交错着无数的纤维，好像层层的网

4、格。带有微生物的空气通过滤层时，无论顺纤维方向流动或是垂直于纤维方向流动，仅能从纤维的间隙通过。由于纤维交错所阻挡，使空气要不断改变运动方向和速度才能通过滤层。惯性冲击作用**当气流通过滤层时，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，实现了过滤的目的。*当微粒随气流以一定速度垂直向纤维方向运动时，因障碍物的出现，空气流线由直线变成曲线。沿空气流线运动的微粒由于惯性作用仍然继续以直线前进，与介质碰撞而被捕集。这种捕集由于微粒直冲到纤维表

5、面，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。**惯性冲击作用是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤维的阻力，也就是取决于气流的流速。惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯性捕集作用很小，甚至接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导作用。*气流速度降低到惯性捕集作用接近于零时，此时的气流速度为临界速度。气流速度在临界速度以下时，微粒不能因惯性滞留于纤维上，捕集效率显著下降。但实践证明，随着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率又回升，说明有另一种机理在起作用，这就是拦截作用。拦截作用*微生物微粒直径很小，质量很轻，它随低速气流流动慢慢靠近纤维时，

6、微粒所在的主导气流流线受纤维所阻，从而改变流动方向，绕过纤维前进，而在纤维的周边形成一层边界滞流区。滞流区的气流速度更慢，进到滞流区的微粒慢惕靠近和接触纤维而被粘附滞留，称为拦截作用。*直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规则的运动，称为布朗扩散。扩散运动的距离很短，在较大的气流速度和较大热纤维间隙中是不起作用的，但在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中，扩散作用大大增加了微粒与纤维的接触机会，从而被捕集。扩散作用*微粒虽小，仍具有重力。当微粒重力超过空气作用于其上的浮力时，即发生一种沉降加速度。当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就发生沉降现象。就单一重力沉降而言，大颗粒比小颗粒作用

7、显著，一般50μm以上的颗粒沉降作用才显著。对于小颗粒只有气流速度很慢时才起作用。重力沉降作用一般是与拦截作用相配合，即在纤维的边界滞留区内。微粒的沉降作用提高了拦截捕集作用。重力沉降作用*干空气对非导体的物质作相对摩擦运动时，会产生静电现象，如一些合成纤维。悬浮在空气中的微生物大多带有不同的电荷。有人测定，约有75％的孢子具有l~60负电荷，15％的孢子带有5~14正电荷，其余10％则为中性，这