微生物發酵技術-無菌空氣制備目錄Content過濾除菌機理01總結02

過濾除菌機理4介質過濾是以大空隙的介質過濾層除去較小顆粒，這顯然不是面積過濾（即不是絕對過濾），而是一種滯留現象。這種滯留現象是由多種作用機制構成的，主要有慣性碰撞、阻截、布朗運動、重力沉降和靜電吸引等。過濾除菌機理51、慣性沖擊滯留作用

當微生物等顆粒隨空氣以一定速度流動，在接近纖維時，氣流碰到纖維而受阻，空氣就改變運動方向繞過纖維繼續前進。但微生物等顆粒由于具有一定質量，在以一定速度運動時具有一定慣性，碰到纖維時，由于慣性作用而離開氣流碰到纖維表面上，由于摩擦、粘附作用，被滯留在纖維表面上。6纖維能滯留微粒的寬度區域b與纖維直徑df之比，稱為單纖維的慣性沖擊捕獲效率，可用

1表示：纖維滯留微粒的寬度b的大小由微粒的運動慣性所決定；微粒的運動慣性越大，它受氣流換向干擾越小，b值就越大。

1=

bdf7

氣流速度下降到微粒的慣性力不足以使微粒脫離主導氣流對纖維產生碰撞，即在氣流的任一處，微粒也隨氣流改變方向而繞過纖維前進，即b=0，纖維的碰撞滯留效率等于0，這時的氣流速度稱為慣性碰撞的臨界速度vc。vc=Vs1－

Vs

—

容器截面的空氣速度；

—

介質填充密度慣性碰撞的臨界速度受填充密度的影響82、攔截滯留作用

當氣流速度在臨界速度以下，顆粒不再由于慣性碰撞而滯留。但是，顆粒質量很小，在氣流繞過纖維時，顆粒仍然隨氣流運動，在氣流速度低時，在纖維周邊形成一層邊界滯留區，在滯流區內氣流速度更慢，進入滯留區的顆粒緩慢接近纖維，并與之接觸，由于摩擦、粘附作用而被滯留。這就是阻截（攔截）滯留作用93、布朗運動

直徑小于1m的微粒在很慢的氣流中能產生一種不規則的直線運動，即布朗運動。

使較小的顆粒凝聚為較大顆粒，隨即可能產生重力沉降或被過濾介質截留；

氣流速度大時，凝聚現象為慣性碰撞所取代104、重力沉降作用

再小的微粒也有重力；

當微粒所受的重力大于氣流對它的拖帶力時，微粒就會沉降。

對于小顆粒而言，只有在氣流速度很慢時才起作用。

一般它是與攔截作用相配合的，即在纖維的邊界滯留區內，微粒的沉降作用提高了攔截滯留的捕獲效率。115、靜電吸引作用

許多微生物和孢子都帶有電荷

具有一定速度的氣流通過介質濾層時，由于摩擦作用而產生誘導電荷

當菌體所帶電荷與介質電荷相反時，即發生靜電吸附作用12

總結14過濾制備“無菌空氣”原理示意圖。

1516

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。思考題

無菌空氣制備的主要機理是什么？1微生物發酵技術-無菌空氣制備目錄Content無菌空氣概念01制備方式021.無菌空氣概念無菌空氣：發酵工業應用的“無菌空氣”是指通過除菌處理使空氣中含菌量降低在一個極低的百分數，從而能控制發酵污染至極小機會。此種空氣稱為“無菌空氣”?！盁o菌空氣”不是絕對“無菌”，而是符合生產要求。

空氣中的含菌量隨環境不同而有很大差異：一般干燥寒冷的北方空氣中的含菌量較少，而潮濕溫暖的南方則含菌量較多；人口稠密的城市比人口少的農村含菌量多；地面又比高空的空氣含菌量多。各地空氣中所懸浮的微生物種類及比例各不相同，數量也隨條件的變化而異，一般設計時以含量為103~104個／m3進行計算。各種不同的發酵過程，對空氣無菌程度的要求也不同。影響因素是比較復雜的，需要根據具體情況而訂出具體的工藝要求。一般按染菌機率為10-3來計算，即1000次發酵周期所用的無菌空氣只允許1次染菌。2.無菌空氣制備方式無菌空氣輻射滅菌化學藥物滅菌靜電除菌其他介質過濾加熱滅菌1.原理α射線、X射線、β射線、γ射線、紫外線、超聲波等從理論上講都能破壞蛋白質，破壞生物活性物質，從而起到殺菌作用。一）輻射滅菌2.應用范圍通常用于無菌室和醫院手術室。3.缺點殺菌效率較低，殺菌時間較長。一般要結合甲醛蒸汽等來保證無菌室的無菌程度。原理:利用空氣壓縮時產生的熱進行滅菌。空氣進口溫度為21°C，出口溫度為187~198°C，壓力為0.7MPa。二)加熱滅菌利用壓縮熱進行空氣滅菌的流程圖原理利用靜電引力來吸附帶電粒子而達到除塵、除菌的目的。三)靜電除菌2.優點阻力小，約1.01325×104Pa染菌率低，平均低于10-15％除水、除油的效果好耗電少3.缺點設備龐大、一次性投資較大、捕集率尚嫌不夠，需要采取其它措施。

32濾材孔過濾除菌利用有孔介質從氣體中除去微生物潔凈氣體含微生物的氣體四)介