空气除菌方法.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,*,第五章 第二节 空气除菌,生物工艺学,1,531 发酵用无菌空气的质量标准,空气中的微生物主要是细菌、酵母菌、霉菌和病毒，它们大多附着在空气中的灰尘上。,离地面近的空气中所含微生物也比离地面高的多。,工程设计中常以微生物浓度,10,4,个/,m,3,作为空气的污染指标。,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,12,次,染菌。,2,发酵用的无菌空气标准,连续提供一定流量的压缩空气。常以通气比或,VVM,来计算空气的用量。,VVM,的意义是单位时间(,min),单位体积(,m,3,),培养基中通入标准状况下空气的体积(,m,3,)，,一般为0.1-2.0。,空气的压强(表压)为0.20,.4 MPa。,进入过滤器之前，空气的相对湿度,70。,进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10-30。,压缩空气的洁净度，在设计空气过滤器时，一般取失败概率为10,-3,为指标。也可以把100级作为无菌空气的洁净指标。,100级指每立方米空气中，尘埃粒子数最大允许值0.5,m,的为3500，5,m,的为0；微生物最大允许数为5个浮游菌/,m,3,，1,个沉降菌/,m,3,。,3,中国药品生产洁净室（区）的空气洁净度标准,洁净度级别,尘埃最允许数/立方米,微生物最大允许数0.5,um,5,um,浮游菌个/立方米,沉降菌个/皿.30,min,100,3500,0,5,1,10000,350,000,2,000,100,3,100000,3,500,000,20,000,500,10,300000,10,500,000,61,800,NA,15,4,空气除菌方法,一、辐射灭菌,射线、,X,射线、,射线、,射线、紫外线、超声波等。,应用较广泛的还是紫外线，它在波长为,22653287A,时杀菌效力最强。一般要结合甲醛蒸汽等来保证无菌室的无菌程度。,二、加热灭菌,太不经济。,三、静电除菌,利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的。,近年来一些工厂使用静电除尘器除去空气中的水雾、油雾和尘埃，同时也除去了空气中的微生物。对设备维护和安全技术措施要求较高。,5,空气除菌方法,四、介质过滤,介质过滤是目前发酵工业上常使用的空气除菌方法。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。,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。,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。而且过滤器的形式也在不断发生变化，出现了一些新的形式和新的结构，把发酵工业中的染菌控制在极小的范围。,6,过滤除菌的机理,一、惯性捕集作用,二、拦截捕集作用,三、重力沉降作用,四、静电吸附作用,7,532空气过滤除菌的流程,(1),首先将进入空压机的空气粗滤，滤去灰尘、沙土等固体颗粒。这样还有利于空压机的正常运转，提高空压机的寿命。,(2),将经压缩后的热空气冷却，并将析出的油、水尽可能地除掉。常采用油水分离器与去雾器相结合的装置。,(3),为防止往复压缩机产生脉动，和一般的空气供给一样，流程中需设置一个或数个贮气罐。,(4),空气过滤器一般采用二台总过滤器,(,交叉使用,),和每个发酵罐单独配备分过滤器相结合的方法，以达到无菌。,8,空气过滤除菌的流程,空气过滤除菌一般是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,120160C),，先冷却至适当温度,(2025C),除去油和水，再加热至,3035C,，最后通过总空气过滤器和分过滤器,(,有的不用分过滤器,),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。,9,提高压缩前空气的质量,主要措施是提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的压缩前过滤。,(1),空气吸气口,提高空气吸气口的高度可以减少吸入空气的微生物含量。吸气口每提高,3.05m,，微生物数量减少一个数量级。一般以离地面,510m,为好。在吸气口处需要设置防止颗粒及杂物吸入的筛网,(,也可以装在粗过滤器上,),，以免损坏空气压缩机。,(2),粗过滤器,吸入的空气在进入压缩机前先通过粗过滤器过滤，可以减少进入空气压缩机的灰尘和微生物。常用的粗过滤器有油浸铁丝网、油浸铁环和泡沫塑料等。,10,去除压缩空气中所带的油和水,（,1,）一级空气冷却器,用,30,左右的水，把从压缩机出来的,120,或,150,的空气冷却到,4050,左右。,（,2,）二级空气冷却器,用,9,冷冻水或,1518,地下水，把,4050,的空气冷却到,2025,。冷却后，其相对湿度提高到,100%,，由于温度处于露点以下，油、水即凝结为油滴和水滴。,（,3,）空气贮罐,用以沉降大的油滴和水滴及稳定压力。,（,4,）旋风分离器,用以分离,50m以上的液滴及部分较小的液滴。,（,5,）丝网除沫器,用以分离,5m,以上的液滴。使用丝网除沫器需控制好空气的流速，并不断去掉凝结下来的油水。在空气压力为,0.2Mpa,（表压）的情况下，最佳的空气流速应为,12m,s,，在此操作条件下可以去掉较小的雾滴。,（,6,）空气加热器,空气的相对湿度仍然为,100,，温度稍微下降就会析出水来，使介质受潮。因此，还必须使用加热器来提高空气温度，降低空气的相对湿度,(,要求在,60,以下,),。,11,5.4 无菌检测及发酵废气废物的安全处理,5.4.1 无菌检测,发酵液无菌检测,无菌试验：无菌试验有肉汤培养法、双蝶法、斜面培养法等。,镜检：采用显微镜直接观察取样中有无杂菌，明显的优势是快速，但染菌初期或杂菌少时无法确定，一般与肉汤法配合使用。,试剂盒：近几年出现的快速、高效检测灭菌效果和染菌的新手段。,12,空气系统的无菌检测,主要考察过滤器是否失效。过滤器失效的检测方法一是检测过滤器两侧的压降，压降大说明过滤介质被堵塞；,二是用粒子计数器测定空气中的粒子数是否超标，有无达到洁净度要求。,13,5.4.2 发酵废气废物的安全处理,发酵废气:,排气口接装冷凝器回流部分发酵液，以避免发酵液体积的大幅下降。,大型发酵罐的排气处理一般接到车间外经沉积液体后从“烟囱”排出。,发生染菌事故后，尤其发生噬菌体污染后，国内发酵行业普遍采用的方法是将排气途经碱液处理后排向大气。,虽经碱液处理，吸风口空气中尚有噬菌体存在，这些噬菌体又难于籍过滤除去。利用噬菌体对热的耐受力差的特点，在空气预处理流程中，将贮罐紧靠着空压机。此时的空气温度很高，空气在贮罐中停留一段时间可达到杀灭噬菌体的作用。,14,发酵液污染,发酵液需处理后方可排放否则造成新的污染源。一般是直接通入蒸汽灭菌处理，也可加入甲醛再用湿热灭菌处理。,15,