生物工程设备 第四章.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章 空 气 除 菌,第一节 空气除菌的方法和原理,第二节 空气介质除尘设备,第三节 新型过滤器,第一节 空气除菌的方法和原理（,p402),一、生物工业生产对空气质量的要求,1.,空气中微生物的分布,空气中微生物的含量和种类，随地区，季节和空气中灰尘粒子多少，以及人们的活动情况而异。,潮湿、温度高南方,干燥的北方,人口稠密城市,人口稀少农村,地平面,高空 （每升高,10,英尺，含量减少一个数量级）,因此选择高空取风。,空气中的微生物种类以细菌和细菌芽胞较多，也有酵母，霉菌和病毒。这些微生物大小不一，,一般附着在空气中的灰尘上或雾滴上,。,空气中微生物数目的数量级可以认为，,10,3,10,4,个,/m,3,.,无菌程度是一项关键指标。,生物工业生产中应用的“无菌空气”是指通过除菌处理含菌量 降低到零或极低。一般以染菌率为,10,-3,来表示无菌程度，即,1000,次培养所用的无菌空气只允许,1,次染菌。,对不同的生物发酵生产和同一工厂的不同生产区域（环节），应有不同的空气无菌度的要求。我国参考美国、日本等的标准也提出了空气洁净级别。（见表）,3.,空气含菌量的测定,据统计，大城市每立方米空气中的含菌数约为,300010000,个。,培养法,光学法,粒子计数器,粒子计数器：可测量,0.35,m,各种浓度的微粒。,强光 空气试样 聚集投入光电倍增管 光电转换器,粒子大小,电信号峰值 读数,粒子数量,电信号脉冲频率,二、空气净化除菌方法及原理,（一）空气除菌方法,介质过滤,分离微生物,静电吸附,辐 射,化学药品,杀灭微生物,加 热,温度,200,250,300,350,时间,15.1s,5.1 s,2.1 s,1.05s,1.,热杀菌,空气中的细菌孢子在,218,，,24s,被杀死。但需要消耗大量能源，,需增设换热设备，不经济。,鉴于空气在进入培养系统之前，一般需用空压机以提高压力，所以,空气热灭菌时所需温度的提高，可直接利用空气压缩时的温度升高来实,现。,一般来说，要杀死空气中的杂菌，在不同温度下所需的时间如表,实际生产中：,单独采用压缩过程杀菌（如图）,两种情形,在空气灭菌流程中，加压过程升温起协助作用。,空气热灭菌流程：,粗,过滤 预热,冷却,保温,增压,增压,2.,辐射杀菌,（尚待进一步研究）,理论上,（,、,、,）,射线,、,紫外线、超声波等都能破坏蛋白质,的活性，起到杀菌作用。,但在实际应用中紫外线较为广泛，波长,253.7265nm,的紫外线杀菌效力最强。,其杀菌力与强度呈正比，与距离的平方成反比。,（紫外线杀菌作用是在分子,DNA,上形成嘧啶聚体,使,DNA,受损,）,通常用于无菌室，距灯管,500mm,以内。,但杀菌效率较低，杀菌时间较长,（,30min,）。一般要结合甲醛蒸汽等来保证无菌室的无菌程度。,3.,静电除菌,（已有应用）：利用静电吸附带电粒子达到除菌目的。,对水雾、油雾、尘埃和微生物在最佳条件下，,1,m,微粒,的去除,率高达,99%,。,能耗少，处理,1000m,3,空气,0.20.8Kw/hr,空气压力损失小，设备体积小。,但设备维护和安全技术措施要求较高,。,静电除尘装置,电离区：,10KV,的直流电压，将小微粒电离使带电（,对小微粒效果好,）空气通过电离区后，它所带的细菌微粒被电离而带正电荷,。,捕集区：,5KV,的直流电压，将小微粒吸附到极板上，定期清除微粒,（,尘厚,1mm,时,),极板,4.,过滤除菌法,（目前最常用）,用定期灭菌的干燥介质来,阻截,流过的空气中所含微生物。,深层过滤：,过滤介质孔隙,大于,微粒直径，由一定滤层,厚度,达到过滤目的；发酵,工厂采用的空气过滤设备为传统的深层过滤设备时，滤层厚度一般,为,1,2,米,。,介质有：棉花、活性炭、玻璃纤维、合成纤维、烧结 材料、微孔滤膜,等。（充填系数为,8%,时，棉花的空隙,2050,m,）,绝对过滤：,过滤介质的空隙,小于,微粒直径，可以除去,0.2m,左右的粒,子，将微 生物绝对的阻截在介质一边。,还可除去,0.01m,微粒称为,高效绝对过滤器,常见悬浮于空气中的微生物粒子大小在,0.5,2,微米之间，,（二）介质除菌机理,（深层过滤）,1.,惯性冲击滞留作用,微粒随空气运动时具有一定的惯性，,遇到介质时，空气绕过介质继续 前进，,微粒则由于运动惯性冲至介质（纤维）,表面，由于,摩擦粘附,而滞留。,惯性冲击为介质过滤的主要作用。,图,7-3,单纤维空气流程图,2.,拦截滞留作用,当气流下降到,临界速度,以下时，,微粒不再因惯性滞留在纤维上。但,当速度进一步下降，捕集效率有回,升，即拦截滞留。,当微生物随气流低速运动时，,气流在绕道前行时在纤维周围形成边,界滞留区，在滞留区流速更慢，进到,滞留区的微粒慢慢靠近纤维,被吸附,。,拦截,3.,布朗扩散作用,微粒在,流速小时产生不规则直线运动,布朗运动,，运动距离短，除菌作用在较大的气速或较大的纤维间隙不起作用，但在很小的气速和小间隙中能大大增加了微粒与纤维的接触滞留机会。,布朗扩散与微粒和纤维的直径有关，,与流速成反比,，在,气流速度小时,，起重要作用之一。,4.,重力沉降作用,重力沉降是一个稳定的分离作用，,当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时,，微粒就容易沉降,.,就单一的重力沉降情况下，,大颗粒比小颗粒作用显著,，对于小颗粒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集效率。,5.,静电吸附作用,干空气对非导体的物质相对运动磨擦时，会产生诱导电荷，纤维和树脂处理过的纤维,m,尤其是一些合成纤维更为显著。,悬浮在空气中的微生物微粒大多带有不同的电荷，如枯草杆菌孢子,20%,带正电荷，,20%,带负电荷。这些带电的微粒会受带,异性电荷的物体所吸引,而沉降,.,当空气流过介质时，上述五种截留除菌机理同时起作用，,不过气流速度不同，起主要作用的机理也就不同。,当气流速度较大时，除菌效率随空气流速的增加而增加，此时惯性冲击起主要作用；,当气流速度较小时，,除菌效率随气流速度的增加而降低，此时，,扩散起主要作用；,如果空气流速过大,除菌效率又下降,则是由于已被捕集的微粒又被湍动的气流夹带返回到空气中。,第二节 空气介质除尘设备,一、介质过滤除菌流程：,1.,空气压缩冷却过滤流程,2.,两极冷却、分离、加热的空气除菌流程,3.,前置高效过滤除菌流程,4.,空气过滤除菌实用化流程,1.,两级冷却、分离、加热的空气除菌流程,流程特点：,压缩后,两次冷却、两次分离、适当加热。,较完善，适应,各种气候条件。,应用：,柠檬酸生产,该除菌流程尤其适用潮湿的地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备作适当的增减。一些对无菌程度要求比较高的微生物工程产品，均使用此流程。,2.,前置高效过滤除菌流程,丝网分离器,空气 高效过滤器 空压机 贮罐 冷却器,过滤器 加热器 丝网分离器,该流程特点,：,无菌程度高,从空压机以后的流程与前面的两级流程的第二级相同。,前置的高效过滤器：,采用泡沫塑料（静电除菌）和,超细纤维纸,串联组合的过滤介质。,过滤后无菌程度已达,99.99%,，再经冷却、分离和主过滤器过滤，,空气的无菌程度更高。,3.,空气过滤除菌实用化流程（味精厂等）,沉浸式空气冷却器,油水,分离器,空气,冷却管,除雾器,金属微孔管,过滤器,过滤,过滤,过滤,特点：,两次冷却,，,三次分离，,三次过滤，,最后过滤器前加热。,二、空气介质过滤除菌流程中的设备,作用：,空压机：,增压。保证空气过滤后还有足够的压力推动空气在管道和无,菌空间中流动。,贮罐：,消除脉动，维持空气压力。,冷却器：,使油雾、水雾冷凝。,旋风分离器：,气液两相分离，第一级冷却后,油水结成较大,的雾，适,合用旋风分离器分离。,丝网分离器：,分离油水，第二级冷却后，雾粒较小，适宜丝网,吸附,分离。,加热器：,继续降低湿度达到,5060%,，使后过滤器正常工作。,二、空气介质过滤除菌流程中的设备,布袋式、,填料式,1.,粗过滤器 油浴洗涤 ,水雾除尘 ,2.,空气压缩机,3.,空气贮罐,4.,气液分离器 旋风分离器,丝网分离器,5.,空气冷却器 列管式、沉浸式、喷淋式等,纤维介质深层过滤器,填料式,6.,空气过滤器 纤维纸平板过滤器 平板式,管式过滤器,接迭式低速过滤器,（一）,粗滤器,一般作为空气压缩机的附件，安排在空压缩机的空气进口，有的则单独设置。其结构为一个内装过滤介质的方形或园形器体。,高空取气管,粗过滤器,捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损,作用 ：,减轻总过滤器的负荷,要求：,过滤效率高、,阻力小,。,布袋过滤器：采用合成纤维，减小阻力。,填料式过滤器,：一般用油浸铁回丝、玻璃纤维,常用粗过滤器 或其它合成纤维做填料。,油浴洗涤,水雾除尘,1.,填料式过滤器,一般用,油浸铁回丝,、,玻璃纤维,或其他,合成纤维,等作填料。,过滤效果比布袋过滤稍好，,阻力损失也较小,，但结构较复杂，占地面积也较大，内部,填料经常洗换,才能保持一定的过滤作用，操作比较麻烦。,2.,油浴洗涤装置,空气进入 通过油浴 经过圆盘 滤网,由上往下从中心通过 压缩机,油层：,微粒被油黏附而逐渐沉降,于油箱底部。,圆盘：,百叶窗式，分离较大粒油雾,滤网：,分离小颗粒油雾,特点：,效果较好，阻力损失小，但,耗油量大,3.,水雾除尘装置,结构：,如图,空气经过由上部喷下的,水雾洗涤,，,将灰尘、微生物微粒,黏附沉降,。空,气,再经过滤网滤除水雾,，从上出。,洗涤室内，空气流速不能太快，,一般,12m/s,，,否则带出水雾太多,会影响压缩机，,降低排气量,。,（二）空压机,（三）空气贮罐,作用：,消除空气压缩机（特别是往,复式）造成的脉动，维持罐,内稳定；使部分液滴在罐内,沉降。,如能在贮罐内放置丝网除雾,器则 更好。,结构：,装有安全阀、压力表的空罐壳体。,有些单位在罐内装冷却蛇管，利用空气冷却器排出的冷却水进行冷却，提高冷却水的利用率。也有的在贮罐内加装导筒，使进入贮罐的热空气沿一定路线经过，增加一定热杀菌效果。,（四）气液分离器,作用：将被冷凝成雾状的,水雾,和,油雾,除去。,形式很多 旋风式分离器,常用的 填料式分离器,1.,旋风分离器,（气固、气液分离）,适于分离,10,m,的微粒。,但对,10m,以下的微粒分离就比较困难。,一般冷凝水雾粒的大小为,10,200m,，可选用旋风分离器进行分离。旋风分离器的压头损失通常是,500,一,2000Pa,。,旋风分离器结构多种，总的要求是：,（,1,）直径不宜太大，因为,离心力与半径成反比,。,分离量大时，可采用多个并联。,直径可由公式估算：,（,2,）进口气速要适当。,离心力与气流速度的平方成正比,。,但进口气速过大，则能量损失多，产生涡流，降低效率。,一般进气,1525m/s,，排气,48m/s,。,2.,填料分离器,利用各种填料如焦碳、活性炭、瓷环、金属丝网、塑料丝网等的,惯性挡截,作用分离空气中的水雾或油雾。,瓷环,87.5204m,2,/m,3,比表面积,丝网,(d=0.10.4mm)10002000m,2,/m,3,且,间隙小,要达到同样的分离效果，丝网的设备小，,丝网分离器 结构如图：,空气切线进入，雾状微粒随空气经丝,网，向上排出，大的雾粒沿壁从下部,排出。,特点：,分离器体积小，可除去,5,m,的雾状微粒。分离效率可达,98%,99%,，且阻力损失不大。,对于雾沫浓度很大的场合，会因雾沫阻塞孔隙而增大阻力损失。（所以，对于两级分离时，用在第二级）,丝网的规格：,常用的丝网由不锈钢、镍、铝、铜、聚乙烯等材料制成,;,丝的直径一般为,0.25mm,或,0.10.4mm,扁丝,;,丝网孔径,2080,目，厚,100mm150mm;,分离细雾时可采用,200300,目；,分离器的圆筒直径：,s,为,丝网间隙中空气实际流速的,75%,。,V,g,通过分离器的空气体积流量，,m,3,/s,s,空气截面流速，,m/s,D,分离器圆筒直径，,m,（五）空气冷却器,列管式热交换器,种类 沉浸式热交换器,喷淋式热交换器,列管式热交换器：,冷却水（或低温水、冷盐水）在管内流动，流速为,0.53m/s,；,空气在,壳内,流速为,215 m/s,。,为增加冷却水的流程，可采用多程（一般为,24,程）,空气的传热系数很低,420KJ/,（,m,2,.h.,),，,如果提高传热,系数，如用强制的冷空气作为冷却介质，,翘板式热交换器,传热系,数达,1260KJ/,（,m,2,.h.,),时，提高到空气流速为,5,10 m/s,。,三、深层过滤器,（,1,）纤维介质过滤器,结构：,如图,空气从侧下部以切线方向进入，,上下,棉花,层厚度为总的,1/41/3,，中间,活性炭,占,1/31/2,，用麻布层隔开，最,上与最下部有铁丝网，及弹簧压紧装,置。,上方安装安全阀、压力阀、罐底,装排污孔,灭菌：,自上而下通入干燥蒸汽，维持,45min,，,然后用压缩空气吹干。,作为总过滤器，每月灭菌一次，,分过滤器,每批灭菌一次。,（,2,）平板式纤维过滤器,结构：,如图,适应填充薄层的,过滤板,或,过滤纸,。,缓冲层：,填装棉花、玻璃纤维或,金属丝网等。,上下孔板先铺金属丝网（,3040,目）和织物（麻布），使介质均,匀受力，固定周边用橡胶圈密封，,防空气走短路。,上花板,四、过滤器有关计算,1.,过滤除菌及对数穿透定律：,（,1,）过滤除菌效率,N,1,过滤前空气微粒含量，个,/m,3,N,2,过滤后空气微粒含量，个,/m,3,N,2,/N,1,过滤前后空气中微粒浓度比，即,穿透率,。,（,2,）过滤除菌的对数穿透定律,即：,或,介质：纤维种类、纤维直径、填充密度,常数,K,与多个因素有关：微粒直径,空气流速,空气通过单位滤层后，微粒浓度下降与进入空气微粒浓度成正比。,K,通常可选择特定的条件通过实验方法求得,如：,d,f,=16,m,的棉花纤维，填充系数为,8%,时，实验测得过滤常数,K,值,（,3,）过滤常数,K,与,L,90,L,90,为,时的,滤层厚度,即：,由于,即（,N,2,/N,1,）,=0.10,过滤常数为过滤效率,90%,时所需滤层厚度的倒数,所以,为了实验和计算的方便，可采用过滤效率为,0.9,时的滤层厚度作为对比基准：,90,=,（,N,1,-N,2,)/N,1,=1-N,2,/N,1,=0.90,即：,N,2,/N,1,=0.1,故：,lg(,N,2,-N,1,),90,=-,KL,90,=lg(0.1,)=-1,故得：,K,=1/L,90,过滤常数,K,是过滤效率为,90%,时所需滤层厚度的倒数。,这样在一系列的,L,90,实验数据上，设计新过滤器时计算就很方便。,（,4,）过滤介质厚度的计算,工程当中要解决的问题是：达到过滤除菌的要求时，滤层的厚度是多少,既然根据对数穿透定律,得到了 及,通过实验，在过滤介质、空气流速一定时，可测得,K,如果：,N,0,已知（可测得）,N,s,由工程要求可知,10,-3,个,，,那么：由 得,L,可由实验测得（见下表）,空气速度,V(,米,/,秒,),0.05,0.1,0.5,1.0,2.0,3.0,K(1/,厘米,),0.193,0.135,0.1,0.196,1.35,2.56,空气速度,V(m,/sec),0.03,0.15,0.3,0.92,1.52,3.15,K(1/cm),0.567,0.252,0.193,0.394,1.50,6.06,14m,玻璃纤维的,K,值,16m,棉花纤维的,K,值,当棉花纤维直径为,16m,，填充系数为,8%,时测得的,K,值见表,采用直径为,14m,经过酚醛树脂处理的玻璃纤维，以枯草杆菌菌进行实验测定的,K,值。,2.,过滤介质,（,1,）棉花：,d=1621,m,，,装填密度：,150200Kg/m,3,如果压不紧或装填不均匀，会造成空气短路，影,响效果。,（,2,）玻璃纤维：,d=819,m,，,充填系数：,6%10%,。,直径越小越好，但,d,越小，强度越低，易断,碎造成堵塞，增加阻力。,（,3,）活性炭：,d=3mm,，,L=510mm,圆柱状用在两层棉花,之间，用量为总滤层的,1/31/2,。,（,4,）石棉滤板：,20%,的小而直的蓝石棉纤维，,8%,的纸浆纤,维混合打桨抄制而成。,滤板厚,35mm,，,效率不高，,用于分过滤器,，特点：,湿强度,大，能耐受蒸汽反复杀菌,。,（,5,）烧结材料,:,包括：,烧结金属,：钛、锰等金属合金粉末烧结,而成，厚,4mm,左右，,孔径,515,m,烧结陶瓷,及,烧结塑料,等一般孔径为：,1030,m,特点：,强度高，寿命长，能耐受高温反复杀菌，,且受潮后影响不大。,作为二级分过滤器使用,。安装后只要定期,反冲杀菌即可。价格昂贵；,若压力损失增大至一定值后需要更换。,如：聚乙烯醇过滤板,（,PVA,）,以,聚乙烯醇,烧结基板外加,耐热树脂,处理。,120,、,30min,灭菌不变形，每周杀菌一次可使用一年。,特点,：加工方便，微孔多，间隙中等，过滤效率高。属于高气流速度类型，对流速十分敏感。,国外常用的,PVA,滤板，,厚度,0.5cm,，,孔径,6080,m,，,最高效率时气速,0.8m/s,，,过滤效率,99.999%,，压力损失只有,140540Pa,。,（,6,）超细玻璃纤维纸：,用,无碱性玻璃喷吹制得,，,d=11.5,m,，,不宜装填，故做成,0.251mm,厚的纤维纸。,密度,380Kg/m,3,，,网格空隙为,0.55,m,，,比棉花小,1015,倍。过滤效率较高。,超细玻璃纤维纸属于,高速过滤介质,。,在低速过滤时，以,拦截扩散,为主，当高于,临界速度时，以,惯性冲击,为主，气速越高，,效率越高。,所以，生产操作时，应避开效率最低,的临界速度。,缺点：,由于纤维制作，强度很差。抗湿性能差。,为此，用,树脂处理,或加入,疏水剂,处理。使耐受油、水及蒸汽杀菌。并且有坚韧、不怕折叠，湿强度高等特点，同时具有更高的过滤效率（,0.3,m,油雾测定过滤效率达,99.99%,），过滤阻力较低（不大于,450Pa,）。,材料,尺寸,厚度,网格空隙,棉花,d=1621,m,玻璃纤维,d=819,m,活性炭,d=3mm,，长：,510mm,圆柱,石棉滤板,35mm,烧结材料,4mm,左右,515,m,1030,m,超细玻璃纤维纸,d=11.5,m,0.251mm,0.55,m,3.,有关空气过滤器的计算（,p393),1.,滤层厚度,L,的计算,2.,过滤器直径,D,的计算,3.,过滤压力损失,p,的计算,例：,试设计一台通风量为,10m,3,/min,的棉花过滤器。,空气压强,为,392KPa,（,绝对压力），进入过滤器的空气含菌量是,5000,个,/m,3,，,发酵周期为,100h,，,要求倒罐率为,0.1%,（即,1000,次发酵周期漏进一个杂菌），工,作温度为,30,。,解：,选用直径,d,f,=16,m,的棉花纤维，填充系数,=8%,，,空气流速,v,s,=0.1m/s,。,据表查得过滤常数,K=13.5 m,-1,。,（,1,）,计算滤层厚度,L,空气速度,V(,米,/,秒,),0.05,0.1,0.5,1.0,2.0,3.0,K(1/,厘米,),0.193,0.135,0.1,0.196,1.35,2.56,空气速度,V(m,/sec),0.03,0.15,0.3,0.92,1.52,3.15,K(1/cm),0.567,0.252,0.193,0.394,1.50,6.06,14m,玻璃纤维的,K,值,16m,棉花纤维的,K,值,当棉花纤维直径为,16m,，填充系数为,8%,时测得的,K,值见表,采用直径为,14m,经过酚醛树脂处理的玻璃纤维，以枯草杆菌菌进行实验测定的,K,值。,过滤前含菌数为,N,1,=5000,10,60,100=3,10,8,个,过滤后含菌数为,N,2,=10,-3,个,代入求得过滤层厚度：,（,2,）计算过滤器直径,D,：,进口空气压强,p,1,=98070Pa,（工程大气压）,过滤工作压强,p,2,=392000Pa,通气量,V,1,=10m,3,/min=0.19m,3,/s,过滤空气,流量,为：,故过滤层直径（即过滤器内径）为：,（,3,）计算过滤压力损失,p:,根据公式：,c,阻力系数，是雷诺准数的函数，棉花,c=100/Re,。,L,过滤层厚度，,m,；,空气密度，,Kg/m,3,；,(,0,=1.293),v,空气在介质间隙中的流速，,m/s,；,介质填充系数，,v,s,空,截面气速，,m/s,；,d,f,纤维直径，,m,；,d,f,=16,m,m,实验指数，棉花：,m=1.45,；,空气在滤层中流速（空截面气速,vs,=0.1m/s,）,空气在滤层中密度,(,0,=1.293 Kg/m3,；,),阻力系数（棉花,c=100/Re,）,分别求出,：,(,粘度）,以棉花为过滤介质时，阻力系数：,第三节 新型过滤器,p,387,一、新型过滤介质及过滤器,绝对过滤,微孔直径,0.10.22,m,小于细菌直径（,0.52,m),两类 可除去噬菌体以外的全部微生物,可除去小至,0.01,m,的包括噬菌体（,0.0170.35,m,）,全部微生物,如：,a.,美国,Milipore,公司,（纯水机、滤器、细菌计数器）,孔隙,0.22,m,膜式过滤器,可除去噬菌体以外的所有微生物,膜材,：,PVDF,聚偏氟乙烯,PTFE,聚四氟乙烯,b.,英国,DH,（,Domnick,Hunter),公司,100%,滤除,0.01,m,以上的微粒，,121,反复加热杀菌,被公认是最保险、安全的空气除菌过滤器。,两种过滤介质：,d=0.5,m,超细玻璃纤维（,bio-x,滤材）,膨化,PTFE,（,聚四氟乙烯）属高流速过滤介质,性能见下表：,c.,滤芯的结构,聚丙烯,70,次,60,次,c,.,我国：核工业净化过滤技术中心研制成,JPF,型,聚偏二氟乙烯膜，,折叠式,JLS,型,微孔烧结金属过滤器（,Ni,）,JLS,型除去,0.3,m,以上的微粒达：,=99.9999%,，,压降不大于,0.01Mpa,。,二、,JPF,型过滤器的结构,（,1,）特点：,过滤效率高、空气流量,大、疏水性好、耐蒸汽加热灭菌、,安装与更换方便。,需装预过滤器。,（,2,）结构：,见图,过滤能力：,0.5150m,3,/min,相应型号：,JPF-0.5JPF-150,固定孔板,进气,三、高效空气过滤器的安装,（,1,）无论是采用,JPF,（,聚偏二氟乙烯膜），,还是采用,JLS,（,微孔烧结金属过滤器）,都必须安装空气预过滤器，如图：以,JLS,为例。,加热,（,2,）,YUDZ,型折叠式空气预过滤器,滤芯结构：,如图,预过滤器作用：,滤除铁锈、尘埃等微粒。,本章小结：,第一节 空气除菌的方法和原理,一、生物工业生产对空气质量的要求,二、空气净化除菌方法及原理,（一）空气除菌方法,（二）介质除菌机理,介质过滤,静电吸附,辐 射,化学药品,加 热,1.,惯性冲击滞留作用,2.,拦截滞留作用,3.,布朗扩散作用,4.,重力沉降作用,5.,静电除尘作用,第二节 空气介质除尘设备,一、介质过滤除菌流程：,1.,空气压缩冷却过滤流程,2.,两极冷却、分离、加热的空气除菌流程,3.,前置高效过滤除菌流程,4.,空气过滤除菌实用化流程,二、空气介质过滤除菌流程中的设备,二、空气介质过滤除菌流程中的,设备及作用,1.,粗过滤器 油浴洗涤,水雾除尘,2.,空气压缩机,3.,空气贮罐,4.,气液分离器 旋风分离器,丝网分离器,5.,空气冷却器 列管式、沉浸式、喷淋式等,6.,空气过滤器 纤维介质深层过滤器 填料式,纤维纸平板过滤器 平板式,三、过滤介质,1.,过滤除菌及对数穿透定律：,2.,过滤介质,材料,尺寸,厚度,网格空隙,棉花,d=1621,m,玻璃纤维,d=819,m,活性炭,d=3mm,，长：,510mm,圆柱,石棉滤板,35mm,烧结材料,4mm,左右,515,m,1030,m,超细玻璃纤维纸,d=11.5,m,0.251mm,0.55,m,四、有关空气过滤器的计算,1.,滤层厚度,L,的计算,2.,过滤器直径,D,的计算,3.,过滤压力损失,p,的计算,第三节 新型过滤器,a.,美国,Milipore,公司,PVDF,聚偏氟乙烯,PTFE,聚四氟乙烯,b.,英国,DH,（,Domnick,Hunter),公司,d=0.5,m,超细玻璃纤维（,bio-x,滤材）,膨化,PTFE,（聚四氟乙烯）,c.,我国：核工业净化过滤技术中心研制成,JPF,型,聚偏二氟乙烯膜，,折叠式,JLS,型,微孔烧结金属过滤器（,Ni,）,e.,GS,-NB,型系列折叠式过滤器,作业题：,1.,空气除菌中深层过滤与绝对过滤有何不同？简要叙述深层过滤机理。,2.,写出空气介质过滤实用化流程，总结流程中所包含的主要设备及其作用。,3.,什么是对数穿透定律？其含义是什么？,4.,简述,JPF,多滤芯膜折叠空气过滤器的结构及工作原理。,5.,掌握深层过滤器计算过程,过滤除菌的对数穿透定律,即：,或,空气通过单位滤层后，微粒浓度下降与进入空气微粒浓度成正比。,（,1,）滤层厚度,L,（,2,）过滤层直径,（,3,）过滤压力损失,p:,