設備教案(4,5)空氣除菌流程

1、12-2 空氣介質過濾除菌設備空氣介質過濾除菌設備 l1、簡述空氣介質過濾除菌流程，并圖示其中、簡述空氣介質過濾除菌流程，并圖示其中三種三種l2、說出壓縮空氣預處理的設備的工作原理、說出壓縮空氣預處理的設備的工作原理2空氣除菌空氣除菌 l工業(yè)發(fā)酵對空氣處理的要求隨發(fā)酵產品和菌工業(yè)發(fā)酵對空氣處理的要求隨發(fā)酵產品和菌種不同而異。種不同而異。l半固體制曲和酵母生產中無菌要求不十分嚴半固體制曲和酵母生產中無菌要求不十分嚴格，一般無需復雜的空所凈化處理；格，一般無需復雜的空所凈化處理；l密閉的深層通氣發(fā)酵需嚴格的密閉的深層通氣發(fā)酵需嚴格的純凈培養(yǎng)純凈培養(yǎng)，進，進入發(fā)酵罐前空氣必須進行冷卻、脫水、脫油入發(fā)

2、酵罐前空氣必須進行冷卻、脫水、脫油和過濾除菌等處理。和過濾除菌等處理。3l無菌空氣標準：將空氣中含有無菌空氣標準：將空氣中含有0.3微米以上微米以上的微粒全部除掉。的微粒全部除掉。l在工程設計中一般要求在工程設計中一般要求10001000次使用周期中次使用周期中只允許有一次染菌。只允許有一次染菌。l設計空氣過濾標準：設計空氣過濾標準：1/1000失敗率。失敗率。4空氣除菌的方法空氣除菌的方法 l 空氣除菌空氣除菌:除去除去或或殺滅殺滅空氣中的微生物?？諝庵械奈⑸?。l （一）（一） 熱殺菌熱殺菌l （二）（二） 輻射殺菌輻射殺菌l （三）（三） 靜電除菌靜電除菌l （四）（四） 過濾除菌過濾除

3、菌 l （五）化學藥品殺菌（五）化學藥品殺菌51、熱殺菌、熱殺菌l原理：基于加熱后微生物體內的蛋白（酶）原理：基于加熱后微生物體內的蛋白（酶）熱變性而得以實現。熱變性而得以實現。l熱空氣進入培養(yǎng)系統(tǒng)之前，一般均需用壓熱空氣進入培養(yǎng)系統(tǒng)之前，一般均需用壓縮機壓縮，提高壓力?？s機壓縮，提高壓力。l空氣壓縮后溫度能達到空氣壓縮后溫度能達到200200度以上，保持一度以上，保持一定時間后，便可實行干熱殺菌。定時間后，便可實行干熱殺菌。l利用利用空氣壓縮空氣壓縮時所產生的時所產生的熱量熱量進行滅菌進行滅菌的原理對制備大量無菌空氣有特別意義。的原理對制備大量無菌空氣有特別意義。62 2輻射殺菌輻射殺菌l最

4、常用的是用最常用的是用紫外光線紫外光線進行無菌室滅菌。進行無菌室滅菌。253.7nm波長的紫外線具有極強烈的殺菌波長的紫外線具有極強烈的殺菌效力，它的主要作用是使微生物的效力，它的主要作用是使微生物的DNA分分子產生的胸腺嘧啶的二聚體，導致細胞死子產生的胸腺嘧啶的二聚體，導致細胞死亡。亡。l無菌室常用的紫外燈功率為無菌室常用的紫外燈功率為30W，安裝在安裝在操作臺上方一米左右高處，每次照射操作臺上方一米左右高處，每次照射15-30min既可。既可。7l紫外線有很強的殺菌力，但穿透力很弱，一紫外線有很強的殺菌力，但穿透力很弱，一張薄紙即可完全擋住紫外線，因此待滅菌物張薄紙即可完全擋住紫外線，因此

5、待滅菌物品必須置于紫外光直接照射下，而且在一定品必須置于紫外光直接照射下，而且在一定范圍內作用強度與距離平方成反比。范圍內作用強度與距離平方成反比。l此外，紫外線對人體組織有一定刺激作用，此外，紫外線對人體組織有一定刺激作用，眼睛、皮膚受照射后會產生某些癥狀，所以眼睛、皮膚受照射后會產生某些癥狀，所以工作人員在無菌室操作時應關閉紫外燈工作人員在無菌室操作時應關閉紫外燈84.4.介質過濾除菌介質過濾除菌 l過濾除菌過濾除菌：用定期滅菌的干燥過濾介質用定期滅菌的干燥過濾介質來阻截流過的空氣中所含有的微生物，來阻截流過的空氣中所含有的微生物，取得無菌空氣。取得無菌空氣。l從可靠性，經濟適用與便于控制

6、等方面考慮，目前仍從可靠性，經濟適用與便于控制等方面考慮，目前仍以以介質過濾法介質過濾法較好，也是大多數發(fā)酵廠廣泛采用的較好，也是大多數發(fā)酵廠廣泛采用的方法。方法。9空氣過濾除菌空氣過濾除菌介質介質l、棉花棉花l、玻璃纖維、玻璃纖維l、活性炭活性炭 l、超細玻璃纖維紙、超細玻璃纖維紙 l、石棉濾板、石棉濾板 l、燒結材料過濾介質、燒結材料過濾介質 l、新型過濾介質、新型過濾介質 10過濾介質的分類過濾介質的分類（1）絕對過濾介質：介質的孔隙小于細菌等）絕對過濾介質：介質的孔隙小于細菌等微生物的直徑微生物的直徑 （2）深層過濾介質：介質的孔隙大于細菌等）深層過濾介質：介質的孔隙大于細菌等微生物的

7、直徑，必須有一定的厚度。微生物的直徑，必須有一定的厚度。11過濾器的結構過濾器的結構 l、棉花、棉花活性炭過濾器活性炭過濾器 l棉花棉花是最常用的過濾介質，通常要用纖維不太長是最常用的過濾介質，通常要用纖維不太長的原棉，因為它具有一定的彈性，雖然幾經濕熱滅的原棉，因為它具有一定的彈性，雖然幾經濕熱滅菌，干燥后仍能保持原有的疏松狀態(tài)。棉花的過濾菌，干燥后仍能保持原有的疏松狀態(tài)。棉花的過濾阻力較活性炭大（阻力較活性炭大（10121012倍）。倍）。l活性炭活性炭通常被加工成粒狀，其過濾效率比棉花低，通常被加工成粒狀，其過濾效率比棉花低，但具有阻力小，吸附力強（可吸附空氣中有害物質，但具有阻力小，吸

8、附力強（可吸附空氣中有害物質，如油、水）的特點，通常與棉花介質一起使用，減如油、水）的特點，通常與棉花介質一起使用，減少過濾層的阻力。少過濾層的阻力。12l棉花活性炭過濾器的過濾效率可達棉花活性炭過濾器的過濾效率可達99%.99%.l其過濾介質裝填為：其過濾介質裝填為：l上部和下部裝填棉花，其厚度為總過濾層的上部和下部裝填棉花，其厚度為總過濾層的2 2* *（1/41/31/41/3），中間再裝入），中間再裝入1/21/31/21/3厚度的厚度的活性炭。一般棉花的填充密度為活性炭。一般棉花的填充密度為150200150200公公斤斤/ /米米3 3，活性炭，活性炭4045040450公斤公斤/

9、 /米米3 3。l孔板孔板 金屬絲網金屬絲網 麻布織品麻布織品棉棉花花麻布織品麻布織品活性炭活性炭麻布織品麻布織品棉花棉花麻布織品麻布織品金屬絲網金屬絲網孔板孔板13過濾介質和過濾器的結構過濾介質和過濾器的結構l過濾器的結構過濾器的結構1415一、對空氣除菌流程的要求一、對空氣除菌流程的要求l要制備較高無菌程度，具有一定壓力的無菌空氣，要制備較高無菌程度，具有一定壓力的無菌空氣，它的流程設備有它的流程設備有空氣壓縮機空氣壓縮機。l附屬設備要求盡量采用新技術，提高效率，減少附屬設備要求盡量采用新技術，提高效率，減少設備，精簡設備投資、運轉費用和動力消耗，簡設備，精簡設備投資、運轉費用和動力消耗，

10、簡便操作。便操作。l流程的制訂就根據所在的地理、氣候環(huán)境和設備流程的制訂就根據所在的地理、氣候環(huán)境和設備條件而考慮。條件而考慮。16l在環(huán)境污染比較嚴重的地方，要考慮改變在環(huán)境污染比較嚴重的地方，要考慮改變吸吸風風的條件，以降低過濾器的負荷，提高空氣的條件，以降低過濾器的負荷，提高空氣的無菌程度；的無菌程度；l在溫暖潮濕的南方，要加強在溫暖潮濕的南方，要加強除水除水設施，以確設施，以確保和發(fā)揮過濾器的最大除菌效率；保和發(fā)揮過濾器的最大除菌效率；l在壓縮機耗油嚴重的設備流程中則要加強消除在壓縮機耗油嚴重的設備流程中則要加強消除油霧油霧的污染等等。的污染等等。 17二、空氣除菌流程分析二、空氣除菌

11、流程分析l要保持不受油、水干擾則要有一系列要保持不受油、水干擾則要有一系列冷卻、冷卻、分離、加熱分離、加熱的設備來保證空氣的的設備來保證空氣的溫度溫度30-30-4040，相對濕度在，相對濕度在50%50%60%60%的條件下過濾。的條件下過濾。 相對濕度相對濕度絕對濕度絕對濕度18空氣凈化的流程空氣凈化的流程l吸氣口吸入的空氣先經過壓縮前的吸氣口吸入的空氣先經過壓縮前的過濾過濾l進入空氣進入空氣壓縮壓縮機（機（120-150120-150度）度）l冷卻冷卻（20-2520-25度），除度），除去油去油、水水，再，再加熱加熱至至30-30-4040度。度。l最后通過總過濾器和分最后通過總過濾器

12、和分過濾過濾器除菌，獲得潔凈度、器除菌，獲得潔凈度、壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣。壓力、溫度和流量都符合要求的無菌空氣。192、空氣除菌流程、空氣除菌流程1）空氣壓縮冷卻過濾流程）空氣壓縮冷卻過濾流程粗過濾器粗過濾器電電 機機空壓機空壓機貯貯 罐罐冷卻器冷卻器過濾器過濾器空氣壓縮冷卻過濾流程空氣壓縮冷卻過濾流程(適用于氣候寒冷，相對濕度較低的地區(qū)適用于氣候寒冷，相對濕度較低的地區(qū))20l此流程由空壓機、冷卻器、過濾器組成，設備此流程由空壓機、冷卻器、過濾器組成，設備比較簡單，適用于氣候寒冷比較簡單，適用于氣候寒冷,相對濕度較低的相對濕度較低的地區(qū)。地區(qū)。l將空氣壓縮后，適當冷卻，使其相

13、對濕度在將空氣壓縮后，適當冷卻，使其相對濕度在50%60%，溫度在，溫度在3040后，就可以后，就可以進過濾器進過濾器l因空氣中的濕含量較低，經壓縮后溫度也不會因空氣中的濕含量較低，經壓縮后溫度也不會升的很高，冷卻至升的很高，冷卻至30-40，相對濕度仍可保，相對濕度仍可保持在持在60%以下，從而保證了過濾設備的過濾除以下，從而保證了過濾設備的過濾除菌效率。菌效率。21（二）兩級冷卻（二）兩級冷卻、分離分離、加熱的空氣加熱的空氣除菌流程除菌流程l采用二次冷卻、二次分離和適當加熱的工藝流采用二次冷卻、二次分離和適當加熱的工藝流程。程。l（1）第一次冷卻后，大部分的水、油結成大）第一次冷卻后，大部

14、分的水、油結成大顆粒，用旋風分離器分離。顆粒，用旋風分離器分離。l（2）第二次冷卻后，顆粒較小的霧粒用絲網）第二次冷卻后，顆粒較小的霧粒用絲網分離器分離。分離器分離。22（二）兩級冷卻（二）兩級冷卻、分離分離、加熱的加熱的空氣除菌流程空氣除菌流程 l適應各種氣候條件適應各種氣候條件,提高除菌效率提高除菌效率23兩極冷卻分離加熱空氣除菌流程兩極冷卻分離加熱空氣除菌流程粗過濾器粗過濾器電電 機機空壓機空壓機貯貯 罐罐冷卻器冷卻器絲絲網網分分離離器器加熱器加熱器過濾器過濾器冷卻器冷卻器旋旋風風分分離離器器24（三）前置高效過濾除菌流程（三）前置高效過濾除菌流程l空氣先經中效、高效過濾后，再進空壓機。

15、空氣先經中效、高效過濾后，再進空壓機。l特點：無菌程度高。特點：無菌程度高。2526高效過濾器高效過濾器電電 機機空壓機空壓機貯貯 罐罐冷卻器冷卻器絲網絲網分離分離器器加熱器加熱器過濾器過濾器前置高效過濾除菌流程前置高效過濾除菌流程27(四四)具有熱交換的空氣預處理流程具有熱交換的空氣預處理流程28l用冷卻后的壓縮空氣與空壓機出口處溫度高的用冷卻后的壓縮空氣與空壓機出口處溫度高的壓縮空氣進行熱交換，以節(jié)約熱能和冷卻水，壓縮空氣進行熱交換，以節(jié)約熱能和冷卻水，使能量利用合理。使能量利用合理。295）冷熱空氣直接混合式預處理流程）冷熱空氣直接混合式預處理流程l在在中等濕含量地區(qū)可采用空壓機出口的熱

16、空氣中等濕含量地區(qū)可采用空壓機出口的熱空氣部分冷卻析水，另一部分直接與冷卻析水后的部分冷卻析水，另一部分直接與冷卻析水后的空氣混合，保證空氣進過濾器對溫度和相對濕空氣混合，保證空氣進過濾器對溫度和相對濕度的要求。度的要求。l優(yōu)點優(yōu)點：冷卻水用量少，并無加熱設備，對熱能：冷卻水用量少，并無加熱設備，對熱能利用經濟合理。利用經濟合理。l缺點缺點：操作要求高，須經常根據不同氣候條件：操作要求高，須經常根據不同氣候條件改變兩部分氣體的混合比，以達到混合后進過改變兩部分氣體的混合比，以達到混合后進過濾器的條件（溫度，相對濕度）濾器的條件（溫度，相對濕度）30發(fā)酵生產中制備無菌空氣的大致發(fā)酵生產中制備無菌

17、空氣的大致過程過程 31空氣介質過濾除菌設備空氣介質過濾除菌設備l(一）空氣取氣口的高度與位置一）空氣取氣口的高度與位置l高空取氣管是遠離地面幾十米的管高空取氣管是遠離地面幾十米的管子。一般而言，地面附近空氣中所子。一般而言，地面附近空氣中所含的含的 微生物和灰塵等均比高空空氣微生物和灰塵等均比高空空氣中含的多，據資料介紹，每升高中含的多，據資料介紹，每升高1010米，空氣中雜菌可降低一個數量級，米，空氣中雜菌可降低一個數量級，因此從高空取氣要比從低空取氣有因此從高空取氣要比從低空取氣有利得多。利得多。 高度高度：較：較高高位置位置位置位置：遠離污染（發(fā)酵罐尾氣的放空：遠離污染（發(fā)酵罐尾氣的放

18、空口，鍋爐煙道氣排出口）口，鍋爐煙道氣排出口）32粗過濾器粗過濾器1、安裝安裝在空壓機之前，對空氣進行初步過濾在空壓機之前，對空氣進行初步過濾(strain 粗濾粗濾)l2、作用作用：捕集較大的灰塵顆粒，防止空壓機：捕集較大的灰塵顆粒，防止空壓機受損，延長使用壽命；減輕總過濾器的負荷。受損，延長使用壽命；減輕總過濾器的負荷。l3、常用常用：布袋，填料式，油浴洗滌器，水霧：布袋，填料式，油浴洗滌器，水霧除塵器除塵器3334空壓機空壓機(compressor)l工業(yè)發(fā)酵用的壓縮空氣是工業(yè)發(fā)酵用的壓縮空氣是2 23 3kgkgcm2cm2的低壓的低壓空氣。目前常用的是空氣。目前常用的是往復式空壓機往

19、復式空壓機，最好選，最好選用水冷式和無油潤滑的。渦輪空壓機能提供大用水冷式和無油潤滑的。渦輪空壓機能提供大量量2 23 3kgkgcm2cm2的壓縮空氣，耗電省，是最理的壓縮空氣，耗電省，是最理想的設備。想的設備。l作用作用：產生連續(xù)的有一定壓力的壓縮空氣。：產生連續(xù)的有一定壓力的壓縮空氣。35空氣貯罐空氣貯罐l作用：消除脈沖，作用：消除脈沖，穩(wěn)壓穩(wěn)壓 利用重力沉降作用利用重力沉降作用分離油霧分離油霧， 應下進上出。應下進上出。3637氣氣-液液分離器分離器l其內部同時采用直接攔截，其內部同時采用直接攔截，慣性碰撞，布朗擴散及凝慣性碰撞，布朗擴散及凝聚等機理，能有效地去除聚等機理，能有效地去除空氣中的水、油霧、塵埃，空氣中的水、油霧、塵埃，內部不銹鋼絲網可清洗，內部不銹鋼絲網可清洗，使用壽命長。使用壽命長。38析水析水設備（氣設備（氣-液分離設備）液分離設備）作用原理作用原理適用