第三章 无菌空气的制备电子教案.ppt

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1、第三章无菌空气的制备第一节基本概念无菌空气所谓无菌空气就是指不含有微生物菌体的空气。自然状态下的空气中含有悬浮的灰尘、各种微生物及水，压缩后还含有油滴。因此，空气在引进发酵罐之前必须进行严格处理，除去其中含有的微生物与其它有害成分。深层过滤利用过滤介质纤维的层层阻隔，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，导致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，从而把微粒截留、捕集在纤维表面上，实现了过滤除菌的目的。临界气流速度当气流速度降低至可以使惯性截留作用接近于零时，此时所对应的气流

2、流速称为临界气流速度。过滤效率是指被介质层捕集的尘埃颗粒与空气中原有颗粒数之比。充填系数容器内所充填的固体物质的体积占容器总容积的百分率。填充密度容器内填充的固体物质的量与其体积的比值。湿含量湿空气中，单位质量的干空气内所含有水汽的质量，称作湿含量或绝对含湿量。相对湿度一定总压下，湿空气中水蒸汽分压与该状况下空气中饱和水蒸汽分压的比值。第二节基本原理一、无菌空气制备的基本方法制备无菌空气的方法：如辐射灭菌、化学灭菌、加热灭菌、静电除菌，过滤介质除菌等。二、过滤除菌的原理1．介质过滤除菌机理：撞击、拦截、布朗扩散、重力及静

3、电引力等。2.对数穿透定律:进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数与滤层厚度成正比，即对数穿透定律。三、过滤介质1．常用过滤介质（1）棉花纤维细长疏松的新鲜产品。直径为16～21μm，装填时要分层均匀，最后压紧，填充密度达到150～200kg／m3，填充系数为8.5％～10％。（2）玻璃纤维纤维直径小，不易折断，过滤效果好。直径8～19μm。填充系数不宜太大，采用6％～10％，填充密度130～280kg／m3。缺点：碎末飞扬。（3）活性炭表面积大，吸附力较强。一般为颗粒状。直径为3mm，长5～10mm的圆柱状活性炭

4、，。过滤效率比棉花要低很多。（4）超细玻璃纤维纸无碱玻璃，采用喷吹法制成的直径很小的纤维(直径为1～1.5μm)。将该纤维制成0.25～1mm厚的纤维纸，它所形成的网格的孔隙为0.5～5μm，比棉花小10～15倍，故它有较高的过滤效率。（5）石棉滤板采用蓝石棉20％和8％纸浆纤维混合打浆压制而成。由于纤维直径比较粗，纤维间隙比较大，虽然滤板较厚(3～5mm)，但过滤效率还是比较低，只适应用于分过滤器。其优点是耐湿，受潮时也不易穿孔或折断，能耐受蒸汽反复杀菌，使用时间较长。2．新型过滤介质超细硼硅酸纤维滤材用0.5μm粗的

5、超细硼硅酸纤维层层搭织，形成3mm厚的滤层，容污空间达94％，实现了绝对除菌。折叠式微孔滤膜利用厚度为35～150μm的聚合高分子材质，经折叠、加衬、热熔合封口等工序，制成子弹状的滤芯。可实现直接拦截除菌。超细硼硅酸纤维涂覆聚四氟乙烯滤材在直径为0.5μm的超细硼硅酸纤维上涂覆一层聚四氟乙烯膜，再经折叠而成。在保证绝对除菌及噬菌体的前提下，具备了超大容污空间和强疏水性的优点，正确使用寿命可达3年以上。烧结材料过滤介质过滤效率较高。无菌空气的制备一般是把吸气口吸人的空气先经过压缩机前的过滤器过滤，再进入空气压缩机，从空压机

6、出来的空气(一般压力在1.96×105Pa以上，温度120～150℃)，先冷却到适当的温度(20～25℃)除去油和水，再加热至30～35℃，最后通过总过滤器和分过滤器除菌，从而获得洁净度、压力、温度和流量都符合要求的无菌空气。第三节无菌空气的制备过程1．两级冷却、加热除菌流程特点：两次冷却、两次分离、适当加热。优点：能提高传热系数，节约冷却用水，油水分离得完全。第一级冷却：30～35℃，第二级冷却：20～25℃.相对湿度仍是100％，加热将空气中的相对湿度降低至50％～60％，以保证过滤器的正常运行。适用于潮湿的地区一、

7、制备工艺2．冷热空气直接混合式空气除菌流程特点：省去第二冷却后的分离设备和空气再加热设备，流程比较简单，冷却水用量少。适用于中等湿含量地区。3．高效前置过滤空气除菌流程特点：采用了高效率的前置过滤设备，使空气经多次过滤，因而所得的空气无菌程度很高。4．利用热空气加热冷空气的流程特点：对热能的利用比较合理。图3-利用热空气加热冷空气的流程5．实用化流程结合以上的流程特点，综合环境条件，目前工厂常用空气过滤除菌流程二、注意事项（1）空气取气口伸向高空，背风取气。（2）空气进入空压机前，要先经过粗过滤器。否则空气中的尘埃颗粒就

8、会直接进入到空压机的汽缸内，与汽缸发生摩擦造成汽缸磨损。汽缸就会产生缝隙而漏气，从而影响空压机的工作效率。（3）空压机出来的压缩空气需要布置贮气罐。空压机出来的压缩空气是一个脉冲状态的气流，但是在介质过滤器的过滤要求是一个稳态流体。空气贮罐，可以把压缩机出来的脉冲压缩空气流态转为稳态。（4）压缩空气进入介质过滤器前要