1、空氣除菌設備第1頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 一、空氣除菌 耗氧發酵和微生物繁殖培養都需要氧氣，以空氣為氧源。空氣中含有雜菌較多，消耗營養物質，干擾甚至破壞預定發酵的正常進行。（一）通風發酵對無菌空氣的要求和除菌方法1、通風發酵對無菌空氣的要求（1）空氣中微生物的分布 第2頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 空氣中主要含有孢子和芽孢，細小而輕的菌體； 隨水分的蒸發、物料的移動被氣流帶入空氣中或黏附在灰塵 上而漂浮在氣流中。 空氣中含菌量隨環境的不同而有很大的差異，選擇良好的取風位置(如高空取風等)和提高空氣除菌系統的除菌效率。（2）發酵對空

2、氣無菌程度的要求 不同的發酵過程，由于菌種生長能力強弱、生長速度快慢、它的分泌物的性質、發酵周期長短、培養物的營養成分和pH值的差異，對所用的無菌空氣的無菌程度有不同的要求。如酵母培養沒有氨基酸、液體曲、抗生素發酵那么嚴格。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（3）空氣含菌量測定 難以準確測定，一般采用培養法和光學法。 目前我國采用Y-091型粒子計數器，是利用微粒對光線散射作用來測量粒子大小和數量的。總菌數的測定；重疊細菌則難以測準。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、介質過濾。殺滅方法：輻射、熱殺菌、化學藥物殺菌。 第4頁，共2

3、4頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（1）輻射殺菌（2）熱殺菌 （3）靜電除菌（4）過濾除菌法第5頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（二）過濾除菌機理 阻礙導致氣流出現無數次改變運動速度和方向，繞過纖維前進，從而產生了五種作用機理。 1、慣性沖擊滯留作用機理第6頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五2、攔截滯留作用機理3、布朗擴散作用機理4、重力沉降作用機理5、靜電吸附作用機理第7頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 當空氣流過介質時，上述五種除菌機理同時起作用，不過氣流速度不同，起主要作用的機理也就不同。當氣流速

4、度較大時，除菌效率隨氣流流度的增加而增加，此時慣性沖擊起主要作用；當氣流速度較小時，除菌效率隨氣流流度的增加而降低，此時擴散起主要作用；當氣流速度中等時，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的氣流夾帶返回到空氣中。第8頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（三）深層過濾效率計算 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、對數穿透定律 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對無菌空氣要求具備的參數，如無菌程度、空氣壓力、溫度等，并結合吸氣環境的空氣條件和所用除菌設備的特性，根據空氣的性

5、質而制定的。 介紹幾種較為典型的設備流程：第9頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（一）兩級冷卻、加熱除菌流程 1、比較完善的空氣除菌流程，可適應各種氣候條件，能 充分地分離油水，使空氣達到低的相對濕度下進入過濾器，以提高過濾效率。 2、特點：兩次冷卻、兩次分離、適當加熱。 3、尤其適用潮濕的地區，其他地區可根據當地的情況，對流程中的設備作適當的增減。第10頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（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，一部分進入冷卻器，冷卻到較低溫度，經分離器分離水、油霧后與另一部分未處理過的高溫壓縮空

6、氣混合。 2、特點是可省去第二次冷卻后的分離設備和空氣加熱設備，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，但不適合于空氣含濕量高的地區第11頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 第12頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（三）高效前置過濾空氣除菌流程 1、利用壓縮機的抽吸作用，使空氣先經中、高效過濾后，再進入空氣壓縮機，這樣就降低了主過濾器的負荷。 2、特點是采用了高效率的前置過濾設備，使空氣經過多次過濾，因而所得的空氣無菌程度比較高。 第13頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（四

7、）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行交換，使冷空氣的溫度升高，降低相對濕度。 第14頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 無菌空氣制備的整個過程包括兩部分內容：一是對進入空氣過濾器的空氣進行預處理，達到合適的空氣狀態（溫度、濕度），二是對空氣進行過濾處理，以除去微生物顆粒，滿足生物細胞培養需要。 三、空氣預處理過程設備 （一）空氣預處理的作用與原理 空氣預處理的主要目的： 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入空氣過濾器。第15頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分

8、，星期五 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吸入空氣的前過濾。 （二）空氣預處理設備 1粗過濾器 安裝在空氣壓縮機前的粗過濾器，其主要作用：捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機受損，同時也可減輕總過濾器負荷。 粗過濾器一般要求過濾效率高，阻力小，否則會增加空氣壓縮機的吸入負荷和降低空氣壓縮機的排氣量。 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，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五（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，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 2、空氣壓

9、縮機 分為離心式空氣壓縮機和往復式空氣壓縮機兩種。 空氣除菌中除去水霧油霧的原因： 否則：（1）導致傳熱系數降低，給空氣冷卻帶來困難。 （2）如果油霧的冷卻分離不干凈，帶入過濾器會堵塞過濾 介質的纖維空隙，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，嚴重時還會浸潤介質而破壞過濾效果。 第18頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五3空氣貯罐 貯氣罐的作用：（1）消除脈動維持罐壓的穩定。（2）使部分液滴在罐內沉降。（3）保溫滅菌。 第19頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 4氣液分離器 （1）旋風分離器 （2

10、）絲網分離器 第20頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五 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、過濾介質及過濾器的結構 （一）常用過濾介質 1、纖維狀或顆粒狀過濾介質 （1）棉花 （2）玻璃纖維 （3）活性炭 （4）燒結金屬 （5）多孔陶瓷 （6）多孔塑料第21頁，共24頁，2022年，5月20日，12點11分，星期五2、過濾紙類介質主要是超細玻璃纖維紙。3、微孔膜類過濾介質4、非織造布（二）空氣介質過濾器1纖維狀或顆粒介質過濾器 孔板鐵絲網麻布棉花麻布活性炭麻布棉花麻布鐵絲網孔板。第22頁，共24頁，2022年，5月20