第三章空气净化除菌与调节设备优秀课件.ppt

第三章 空气净化除菌与调节设备第1页，本讲稿共43页第一节第一节 空气净化除菌的方法和原空气净化除菌的方法和原理理 第二节第二节 空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备第三节第三节 空气调节设备空气调节设备第2页，本讲稿共43页一、生物工业生产对空气质量的要求一、生物工业生产对空气质量的要求1 1、空气中微生物的分布、空气中微生物的分布 2 2、发酵对空气无菌程度的要求、发酵对空气无菌程度的要求 3 3、空气含菌量测定、空气含菌量测定 难以准确测定，一般采用培养法和光学难以准确测定，一般采用培养法和光学法。法。第3页，本讲稿共43页二、空气净化除菌方法二、空气净化除菌方法空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。除去方法：静电吸附、介质过滤。除去方法：静电吸附、介质过滤。杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌。杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌。第4页，本讲稿共43页 1 1、热杀菌、热杀菌依靠加热后使微生物体内蛋白质（酶）氧化依靠加热后使微生物体内蛋白质（酶）氧化而致死亡而致死亡 超声波、高能阴极射线、超声波、高能阴极射线、X X射线、射线、射线、射线、射线、紫外线理论上都能破坏蛋白质活性而射线、紫外线理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。但由于具体的杀菌机理不是很起杀菌作用。但由于具体的杀菌机理不是很清楚，目前应用较广泛的还是紫外线。清楚，目前应用较广泛的还是紫外线。2 2、辐射杀菌、辐射杀菌3 3、静电除菌、静电除菌利用静电引力来吸附带电离子而达到除尘灭菌利用静电引力来吸附带电离子而达到除尘灭菌的目的，当产生的引力等于或小于气流对微粒的目的，当产生的引力等于或小于气流对微粒的拖带力或微粒布朗运动的动量时，微粒就不的拖带力或微粒布朗运动的动量时，微粒就不能被吸附而沉降能被吸附而沉降 4 4、过滤除菌、过滤除菌目前生物加工过程中最常用的获得大量无菌空气的常规方法目前生物加工过程中最常用的获得大量无菌空气的常规方法 ：一类是介质间孔隙大于微生物直径，故必须有一定厚度的：一类是介质间孔隙大于微生物直径，故必须有一定厚度的介质滤层才能达到过滤除菌的目的，；而另一类介质的孔隙介质滤层才能达到过滤除菌的目的，；而另一类介质的孔隙小于细菌，含细菌等微生物的空气通过介质，微生物就被截小于细菌，含细菌等微生物的空气通过介质，微生物就被截留于介质上实现过滤除菌，称之为绝对过滤。留于介质上实现过滤除菌，称之为绝对过滤。第5页，本讲稿共43页热杀菌热杀菌空气热灭菌流程示意图空气热灭菌流程示意图1-空气压缩机空气压缩机 2-粗过滤器粗过滤器 3-保温管保温管 4-贮气罐贮气罐 5-保温罐保温罐 6-列管式冷却器列管式冷却器 7-涡轮压缩机涡轮压缩机 8-预热器预热器 9-粗过滤器粗过滤器 10-空气吸入塔空气吸入塔第6页，本讲稿共43页静电除菌静电除菌电极钢丝电极钢丝钢管钢管绝缘瓶绝缘瓶钢板钢板空气出口空气出口封头封头管板管板法兰法兰空气进口空气进口静电除尘器装置图静电除尘器装置图管式静电除菌器管式静电除菌器第7页，本讲稿共43页三、介质过滤除菌机理三、介质过滤除菌机理当气流通过滤层时由于滤层纤当气流通过滤层时由于滤层纤维网格的层层阻碍，迫使气流维网格的层层阻碍，迫使气流无数次改变运动速度和运动方无数次改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，从而导致向而绕过纤维前进，从而导致微粒对滤层纤维产生惯性冲击、微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作用而把微生物滞静电吸附等作用而把微生物滞留在纤维表面。留在纤维表面。第8页，本讲稿共43页1 1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理 2 2、拦截滞留作用机理、拦截滞留作用机理3 3、布朗扩散作用机理、布朗扩散作用机理 4 4、重力沉降作用机理、重力沉降作用机理 5 5、静电吸附作用机理、静电吸附作用机理第9页，本讲稿共43页(c)扩散扩散(b)拦截拦截(a)惯性惯性(d)重力重力(e)静电静电第10页，本讲稿共43页 利用惯性、拦截和扩散作用除去颗粒或液滴利用惯性、拦截和扩散作用除去颗粒或液滴的纤维工作原理的纤维工作原理空气空气过滤空气过滤空气第11页，本讲稿共43页第12页，本讲稿共43页一、空气介质过滤除菌流程一、空气介质过滤除菌流程 1、两级冷却、分离、加热的空气除菌流程、两级冷却、分离、加热的空气除菌流程1）比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条）比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能件，能 充分地分离油水，使空气达到低的相对湿充分地分离油水，使空气达到低的相对湿度下进入过滤器，以提高过滤效率。度下进入过滤器，以提高过滤效率。2）特点：两次冷却、两次分离、适当加热。）特点：两次冷却、两次分离、适当加热。3）尤其适用潮湿的地区，其他地区可根据当地）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。的情况，对流程中的设备作适当的增减。第13页，本讲稿共43页2 2、冷热空气直接混合式空气除菌流程、冷热空气直接混合式空气除菌流程 1）压缩空气从贮罐出来后分成两部分，一部）压缩空气从贮罐出来后分成两部分，一部分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合。压缩空气混合。2）特点是可省去第二次冷却后的分离设备和）特点是可省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备，流程比较简单，利用压缩空空气加热设备，流程比较简单，利用压缩空气来加热析水后的空气，冷却水用量少等。气来加热析水后的空气，冷却水用量少等。3）适用于中等含湿地区，但不适合于空气含）适用于中等含湿地区，但不适合于空气含湿量高的地区湿量高的地区。第14页，本讲稿共43页3 3、高效前置过滤空气除菌流程、高效前置过滤空气除菌流程1 1）利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中、）利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中、高效过滤后，再进入空气压缩机，这样就降高效过滤后，再进入空气压缩机，这样就降低了主过滤器的负荷。低了主过滤器的负荷。2 2）特点是采用了高效率的前置过滤设备，使）特点是采用了高效率的前置过滤设备，使空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程空气经过多次过滤，因而所得的空气无菌程度比较高。度比较高。第15页，本讲稿共43页4 4、利用热空气加热冷空气的流程、利用热空气加热冷空气的流程 利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。第16页，本讲稿共43页二、空气介质过滤除菌设备二、空气介质过滤除菌设备（一）空气预处理过程设备（一）空气预处理过程设备 1、空气预处理的作用与原理、空气预处理的作用与原理 目的是两个：目的是两个：1)提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；负荷；2)去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器。气湿度和温度进入空气过滤器。第17页，本讲稿共43页原理：原理：高度每上升高度每上升10m，空气中微生物量下降，空气中微生物量下降一个数量级，尽量提高吸入口的高度，以减一个数量级，尽量提高吸入口的高度，以减少吸入空气的尘埃含量和微生物含量。并在少吸入空气的尘埃含量和微生物含量。并在空气吸入口处设置粗过滤器空气吸入口处设置粗过滤器。第18页，本讲稿共43页2 2、空气预处理设备、空气预处理设备 1）粗过滤器）粗过滤器 安装在空气压缩机前的粗过滤器，其主要作安装在空气压缩机前的粗过滤器，其主要作用：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，用：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也可减轻总过滤器负荷。同时也可减轻总过滤器负荷。粗过滤器一般要求过滤效率高，阻力小，否粗过滤器一般要求过滤效率高，阻力小，否则会增加空气压缩机的吸入负荷和降低空气则会增加空气压缩机的吸入负荷和降低空气压缩机的排气量。压缩机的排气量。常用的粗过滤器有：布袋过滤、填料式过滤、常用的粗过滤器有：布袋过滤、填料式过滤、油浴洗涤和水雾除尘等。油浴洗涤和水雾除尘等。第19页，本讲稿共43页第20页，本讲稿共43页2）空气压缩机）空气压缩机 分为离心式空气压缩机和往复式空气压缩分为离心式空气压缩机和往复式空气压缩机两种。机两种。3）空气贮罐）空气贮罐 贮气罐的作用：贮气罐的作用：（1）消除脉动维持罐压的稳定。（）消除脉动维持罐压的稳定。（2）使）使部分液滴在罐内沉降。（部分液滴在罐内沉降。（3）保温灭菌。）保温灭菌。第21页，本讲稿共43页安全阀安全阀压力表压力表排气管排气管人孔人孔进气管进气管 作用：作用：消除压缩机消除压缩机排出空气量的脉冲，排出空气量的脉冲，维持稳定的空气压维持稳定的空气压力，同时也可以利力，同时也可以利用重力沉降作用分用重力沉降作用分离部分油雾。离部分油雾。空气贮罐空气贮罐第22页，本讲稿共43页4）气液分离器）气液分离器 作用：作用：将空气中被冷凝成雾状的水雾和油将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去的设备。雾粒子除去的设备。一般常用的有一般常用的有旋风式旋风式和和填料式填料式。（1）旋风分离器）旋风分离器 （2）丝网分离器）丝网分离器 第23页，本讲稿共43页第24页，本讲稿共43页填料式分离器是填料式分离器是利利用各种填料如焦炭、用各种填料如焦炭、活性炭、磁环、金属活性炭、磁环、金属丝网、塑料丝网等的丝网、塑料丝网等的惯性拦截作用分离空惯性拦截作用分离空气中水雾或油雾。气中水雾或油雾。第25页，本讲稿共43页 汽液分离器汽液分离器第26页，本讲稿共43页5）空气冷却器）空气冷却器 （1）立式列管式热交换器）立式列管式热交换器 （2）喷淋式热）喷淋式热交换器交换器 （3）沉浸式热交换器）沉浸式热交换器（4）板翘式）板翘式热交换器热交换器第27页，本讲稿共43页第28页，本讲稿共43页（二）空气过滤器（二）空气过滤器 1 1、常用过滤介质、常用过滤介质1.棉花棉花2.玻璃纤维玻璃纤维3.活性碳活性碳4.超细玻璃纤维纸超细玻璃纤维纸5.石棉滤板石棉滤板6.烧结材料过滤介质：如烧结材料过滤介质：如PVA7.新型过滤介质：如新型过滤介质：如PVDF、PTFE第29页，本讲稿共43页2 2、过滤器的结构、过滤器的结构1 1）纤维状或颗粒介质过滤器）纤维状或颗粒介质过滤器 孔板孔板铁丝网铁丝网麻布麻布棉花棉花麻布麻布活性活性炭炭麻布麻布棉棉花花麻布麻布铁铁丝网丝网孔板孔板 第30页，本讲稿共43页2 2）过滤纸类过滤器）过滤纸类过滤器 型式有旋风式和套筒式两种型式有旋风式和套筒式两种:由罐体、由罐体、顶盖、滤层、顶盖、滤层、夹层和缓冲夹层和缓冲层构成。层构成。第31页，本讲稿共43页过滤器的结构过滤器的结构管式管式过滤器过滤器接迭式低速接迭式低速过滤器过滤器第32页，本讲稿共43页新型过滤器的结构新型过滤器的结构JPF空气过滤器空气过滤器第33页，本讲稿共43页过滤器的结构过滤器的结构 YUD-Z空气过滤器空气过滤器第34页，本讲稿共43页生物工业生产的空气调节生物工业生产的空气调节生物工业生产对空气调节的要求生物工业生产对空气调节的要求 生物工业生产需要洁净的环境、适宜的空气温度和空生物工业生产需要洁净的环境、适宜的空气温度和空气压强。气压强。洁净空间洁净空间：指空气中微粒受控制的空间。：指空气中微粒受控制的空间。洁净度级数洁净度级数(英制英制)：每：每1ft3空气中，粒径大于等于空气中，粒径大于等于0.5m的最大允许粒子数。的最大允许粒子数。洁净度级数洁净度级数(国际制国际制)：每：每1m3空气中，粒径大于等空气中，粒径大于等于于0.5m的最大允许粒子数的常数对数值。的最大允许粒子数的常数对数值。第35页，本讲稿共43页空气洁净级数空气洁净级数空气洁净空气洁净级数级数(英制英制)粒径粒径0.5m的最大的最大微粒数（个微粒数（个/ft3）粒径粒径0.5m的最的最大微粒数（个大微粒数（个/m3）空气洁净空气洁净级数级数(国际国际)1001003500M3.51000100035000M4.51000010000350000M5.51000001000003500000M6.5第36页，本讲稿共43页空气调节流程空气调节流程第37页，本讲稿共43页湿空气的性质湿度 空气湿度x(湿含量)：湿空气中所含的水蒸气质量与所含的干空气质量之比。相对湿度 相对湿度：湿空气中水蒸气分压与同温下水的饱和蒸气压之比。第38页，本讲稿共43页空气的增减湿原理空气的增减湿原理水水MN空气空气xix水分水分ttwti潜热潜热显热显热空气增湿机理空气增湿机理水水MN空气空气xix水分水分ttwti潜热潜热显热显热空气减湿机理空气减湿机理显热显热第39页，本讲稿共43页空气的增湿和减湿方法空气的增湿和减湿方法 增湿方法增湿方法1.往空气中通入直接蒸汽；2.喷水；3.空气混合增湿；第40页，本讲稿共43页减湿方法减湿方法1.喷淋低于该空气露点温度的冷水；2.使用热交换器把空气冷却至其露点以下；3.空气经压缩后冷却至初温，使空气减湿；4.用吸收或吸附法除掉水气，使空气减湿；5.通入干燥空气。第41页，本讲稿共43页空气调节设备空气调节设备卧式空调室卧式空调室立式空调室立式空调室第42页，本讲稿共43页小小 结结 空气除菌的方法及原理空气除菌的方法及原理 过滤除菌流程及设备过滤除菌流程及设备 空气调节空气调节第43页，本讲稿共43页