第五章 空气除菌.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第五章 灭菌,Contents,灭菌的目的、要求和方法,培养基的湿热灭菌,空气的除菌,无菌检测及发酵废气废物的安全处理,Hot Tip,第三节空气的除菌,一、无菌空气的概念,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,”,。,Diagram,二、空气中微生物的分布,空气中的含菌量随环境不同而有很大差异：,一般干燥寒冷的北方空气中的含菌量较少，而潮湿温暖的南方则含菌量较多；,人口稠密的城市比人口少的农村含菌量多；,地面又比高空的空气含菌量多。,Diagram,三、发酵对空气无菌程度的要求,各种不同的发酵过程，对空气无菌程度的要求也不同。影响因素是比较复杂的，需要根据具体情况而订出具体的工艺要求。,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。,Diagram,四、空气除菌的方法,辐射灭菌,加热灭菌,静电除菌,介质过滤,Diagram,（）辐射灭菌,1,、原理,利用各种辐射源，例如,X,射线、紫外线等破坏生物活性物质，从而起到杀菌作用。,2,、应用范围,通常用于无菌室和医院手术室的空气灭菌。,3,、缺点,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。,Diagram,（）加热灭菌,虽然空气中的细菌芽孢是耐热的，但温度足够高也能将它破坏。例如悬浮在空气中的细菌芽孢在,218,下,24s,就被杀死。但是如果采用蒸汽或电热来加热大量的空气，以达到灭菌目的，这样太不经济。利用空气压缩时产生的热进行灭菌对于无菌要求不高的发酵来说则是一个经济合理的方法。,利用压缩热进行空气灭菌的流程见右图。空气进口温度为,21,，出口温度可达,187198,，压力为,0.7MPa,。压缩后的空气用管道或贮气罐保温一定时间以增加空气的受热时间，促使有机体死亡。,右图是一个用于石油发酵的无菌空气系统，采用涡轮式空压机，空气进机前利用压缩后的空气进行预热，以提高进气温度并相应提高排气温度，压缩后的空气用保温罐维持一定时间。,Diagram,（）、静电除菌,1,、原理,利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的。,2,、优点,阻力小，约,1.0110,4,Pa,，染菌率低，平均低于,10-15,除水、除油的效果好、耗电少,3,、缺点,设备庞大、一次性投资较大、捕集率尚嫌不够，需要采取其它措施。,Chart,（）介质过滤除菌,、原理,它采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物，从而制得无菌空气。,滤材,孔,洁净气体,含微生物的气体,、过滤介质种类,常用的过滤介质有棉花、活性炭或玻璃纤维、有机合成纤维、有机和无机烧结材料等。由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小，一般只有,0.52m,，而过滤介质的材料一般孔径都大于微粒直径几倍到几十倍，因此过滤机理比较复杂。随着工业的发展，过滤介质逐渐由天然材料棉花过渡到玻璃纤维、超细玻璃纤维和石棉板、烧结材料,(,烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料,),、微孔超滤膜等。,Diagram,、介质过滤器的功能,过滤器经常,被认为,是一种简单的网或筛子，过滤,/,分离是在一个平面上进行的。,Diagram,但实际上，空气过滤器的滤材,具有深度,。,“,弯曲通道,”,的结果对于污染物的去除起到了辅助作用。,把吸气口吸入的空气先进行压缩前过滤，然后进入空气压缩机。从空气压缩机出来的空气一般压力在,0.2MPa,以上，温度,120160,),，先冷却至适当温度,(2025,),除去油和水，再加热至,3035,，最后通过总空气过滤器和分过滤器除菌，从而获得洁净度、压力、温度和流量都符合工艺要求的灭菌空气。,两个目的：一是提高压缩前空气的,质量,(,洁净度,),；另一个是去除压缩空气中所带的,油和水,。,五、空气介质过滤除菌的流程,（,1,）空气预处理,空气预处理流程图,特点：两次冷却，两次分离，适当加热,、采风塔,采风塔应建在工厂的上风口，远离烟囱。采风塔越高越好，至少,m,，设计气流速度为,m/s,。,、粗过滤器,粗过滤器要安装在空压机吸入口之前，其主要作用是拦截空气中较大的灰尘以保护空气压缩机，同时也起到一定的除菌作用，减少总过滤器的负担。,粗过滤器的要求：过滤效率要高，阻力要小；否则会增加压缩空气的吸入负荷和降隐低压缩空气机的排气量。,常用的粗过滤器有：,布袋过滤、填料过滤、油浴洗涤、水雾除尘,油,浴,洗涤装置,水雾除尘装置,空气入口,空气出口,滤网,加油斗,油镜,油层,高压水入口,废水出口,空气入口,空气出口,过滤网,、空气压缩机,空气压缩机的作用是提供动力，以克服随后各设备的阻力，空压机有往复式、螺杆式和涡轮式三种。,、空气贮罐,空气贮罐的作用是消除压缩空气的脉动，,维持稳定的空气压力,，这对往复式空压机尤其重要。,同时也可以利用重力沉降作用分离部分油雾。,、冷却器,空压机出口气温一般在,120,所以必须冷却，另外，在潮湿地区和季节，空气中含水量很高，为了避免过滤介质受潮而失效，冷却还可以达到降湿的目的。,、气液分离设备,冷却后的压缩空气，会有来自空压机的润滑油，同时，如果冷却温度低于露点，空气中还会有水，所以在冷却器后面安置气液分离设备以除去空气中的水和油，保护过滤介质。,气液分离设备,（）旋风分离器：,利用离心力进行气液沉降分离的设备，水滴因其密度比空气大得多而具有较大惯性而被甩向器壁最后被收集。,（）丝网除沫器：,夹带液滴的气体以一定速度穿过丝网时，由于惯性作用，气体中的液滴与丝网相撞击附着于丝网上，然后液滴沿着细丝向下流达到气液分离的目的。,空气入口,空气出口,排污,、空气加热设备,压缩空气经旋风分离器与丝网除沫器把夹带在空气中的液滴等除掉后，相对湿度仍为,100,，在进入总过滤器之前为了把空气的相对湿度从,100%,降到,70%,以下，应该将压缩空气加热。,空气压缩冷却过滤流程,高效前置过滤除菌流程,特点：无菌程度高,（,2,）空气的介质除菌过滤器,、纤维及颗粒状介质过滤器,立式圆筒形，内部填充过滤介质，一般为棉花、玻璃纤维和活性炭等，以达到除菌的目的，它在发酵工厂一般用作总过滤器。,填充物的装填顺序如下：孔板铁丝网麻布棉花麻布活性炭麻布棉花麻布铁丝网孔板,、滤纸过滤器,它的结构与旋风分离器相似，过滤器以超细玻璃纤维纸为过滤介质。在过滤器筒射和顶盖的法兰间夹有两块多孔板以夹住滤纸，安装时还须在滤纸上下分别铺上铜丝网，细麻布和橡胶圈。,、管式过滤器,若将过滤介质卷装在孔管上，总的过滤面积要比平板式大很多。但安装滤纸时要防止空气从纸缝走短路，这种过滤器的安装和检查比较困难。为了防止孔管密封的底部死角积水，封管底盖要紧靠滤孔。,、金属过滤器,、微孔膜过滤器绝对过滤器,（,3,）,空气过滤介质,常用的空气过滤介质有棉花和活性炭、玻璃棉和活性炭、超细玻璃纤维纸、石棉滤板等；,新的过滤介质还有烧结材料、多孔材料、微孔过滤介质等高效滤菌材料。,相对湿度相对湿度是绝对湿度与最高湿度之间的比，它的值显示水蒸气的饱和度有多高，它的单位是,%,。相对湿度为,100%,的空气是饱和的空气。相对湿度是,50%,的空气含有达到同温度的空气的饱和点的一半的水蒸气。相对湿度超过,100%,的空气中的水蒸气一般凝结出来。随着温度的增高空气中可以含的水就越多，也就是说，在同样多的水蒸气的情况下温度升高相对湿度就会降低。,Thank You!,