发酵工业的空气除菌及设备ppt课件.ppt
在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确发酵工业的空气除菌及其设备发酵工业的空气除菌及其设备 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气除菌的意义空气除菌的意义 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气调节设备空气调节设备 空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确发酵工业是我国的一大产业发酵工业是我国的一大产业,目前发酵生产的有酶、氨基酸、核苷、目前发酵生产的有酶、氨基酸、核苷、抗生素、维生素等多个系列的产品。发酵生产要顺利进行的一个重要抗生素、维生素等多个系列的产品。发酵生产要顺利进行的一个重要条件就是要保证微生物的纯培养。在实际生产中条件就是要保证微生物的纯培养。在实际生产中,由于工艺设计不合由于工艺设计不合理、设备缺陷、人员失误等原因理、设备缺陷、人员失误等原因,往往造成发酵染菌。往往造成发酵染菌。空气除菌的意义空气除菌的意义 常见的染菌原因主要有如下几种常见的染菌原因主要有如下几种:空气带菌空气带菌、培养基灭菌不彻底、设、培养基灭菌不彻底、设备死角、环境影响、人员操作等方面。备死角、环境影响、人员操作等方面。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 溶解氧溶解氧是这些微生物生长和代谢所必不可少的条件，工业是这些微生物生长和代谢所必不可少的条件，工业上通常以上通常以空气空气做为氧源，但是空气中含有各种各样的微生物，它们一做为氧源，但是空气中含有各种各样的微生物，它们一旦随着空气进入培养液，在适宜的条件下就会大量的繁殖，干扰甚至旦随着空气进入培养液，在适宜的条件下就会大量的繁殖，干扰甚至是破坏预定发酵的正常进行，造成发酵彻底失败的事故。是破坏预定发酵的正常进行，造成发酵彻底失败的事故。空气除菌的意义空气除菌的意义 因此，通风发酵所需要的空气必须是洁净无菌的，并且要有一定因此，通风发酵所需要的空气必须是洁净无菌的，并且要有一定的压力和温度的空气，所以要对空气进行净化除菌和调节处理的压力和温度的空气，所以要对空气进行净化除菌和调节处理在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生物工业生产对空气质量的要求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分布 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法 空气中的含菌量随环境不同而有很大差异：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。各地空气中所悬浮的微生物种类及比例各不相同，数量也随条多。各地空气中所悬浮的微生物种类及比例各不相同，数量也随条件的变化而异，一般设计时以含量为件的变化而异，一般设计时以含量为10103 3-10-104 4个个m m3 3进行计算。进行计算。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生物工业生产对空气质量的要求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 空气中的微生物以细菌、芽孢和真菌的孢子较多，空气中的微生物以细菌、芽孢和真菌的孢子较多，也有酵母、霉菌、放线菌和噬菌体也有酵母、霉菌、放线菌和噬菌体 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生物工业生产对空气质量的要求生物工业生产对空气质量的要求 2.生物工业生产对空气质量的要求生物工业生产对空气质量的要求 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法 各种不同的发酵过程，对空气无菌程度的要求也不同：不同菌各种不同的发酵过程，对空气无菌程度的要求也不同：不同菌种的生产能力、生长速度、发酵周期、产物性质、培养基营养成分种的生产能力、生长速度、发酵周期、产物性质、培养基营养成分和和pH的差异等不同，对空气质量有不同的要求的差异等不同，对空气质量有不同的要求一般按染菌机率为一般按染菌机率为10-3来计算，即来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许次发酵周期所用的无菌空气只允许12次染菌。次染菌。例如酵母的生长能力强、繁殖快、培养基不丰富、例如酵母的生长能力强、繁殖快、培养基不丰富、pHpH值低值低,一般一般对无对无 菌要求不太高。如果是采用营养缺陷型菌株的肌苷或肌苷酸菌要求不太高。如果是采用营养缺陷型菌株的肌苷或肌苷酸发酵对无菌要求则十分严格发酵对无菌要求则十分严格,一般要采用多级空气过滤器一般要采用多级空气过滤器,并要加并要加强控制强控制,以保证在发酵过程中不致于染菌而造成损失。以保证在发酵过程中不致于染菌而造成损失。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确生物工业生产对空气质量的要求生物工业生产对空气质量的要求 2.生物工业生产对空气质量的要求生物工业生产对空气质量的要求 无菌空气的概念无菌空气的概念 发酵工业应用的发酵工业应用的“无菌空气无菌空气”是指通过除菌处理使空气中含菌量降低是指通过除菌处理使空气中含菌量降低到零或者达到到零或者达到洁净度洁净度100级级的洁净空气，它已能够满足发酵工业的要求。的洁净空气，它已能够满足发酵工业的要求。空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法 洁净度洁净度100级是指处理后的空气中级是指处理后的空气中0.5m的微粒小于或等于的微粒小于或等于 100个个ft3（1ft3=0.0283168m3）、生物微粒）、生物微粒0.1个个/ft3、沉降量、沉降量1200个个/（ft2.周）周）（1 ft2=0.92903m2)在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 空气除菌就是杀灭或除去空气中的微生物，空气除菌的方法空气除菌就是杀灭或除去空气中的微生物，空气除菌的方法有很多种，如辐射，化学药品杀菌和加热杀菌（有很多种，如辐射，化学药品杀菌和加热杀菌（使有机蛋白质变性失使有机蛋白质变性失活活）静电吸附和介质过滤（）静电吸附和介质过滤（利用分离的方法将微生物粒子除去利用分离的方法将微生物粒子除去）。目）。目前仍以介质过滤法较好，也是大多数发酵厂广泛采用的方法。前仍以介质过滤法较好，也是大多数发酵厂广泛采用的方法。空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 1.热杀菌热杀菌 是一种可靠的有效的杀菌方法，空气进入培养系统是一种可靠的有效的杀菌方法，空气进入培养系统前，一般均需用压缩机，提高压力，此时空气的温度可达前，一般均需用压缩机，提高压力，此时空气的温度可达200以上，若能保持一定时间，可是微生物体内的以上，若能保持一定时间，可是微生物体内的蛋白蛋白质发生变性质发生变性，从而实现杀菌的目的。，从而实现杀菌的目的。空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 1.热杀菌热杀菌 空气进口温度为空气进口温度为21，空气的出口温度为，空气的出口温度为187198，压力为，压力为0.7MP a。从压缩机出口到空气储罐管道加保温层，空气达高温后。从压缩机出口到空气储罐管道加保温层，空气达高温后保持一保持一段段时间，保证微生物死亡。为了加长空气的高温时间，防止空气在贮罐时间，保证微生物死亡。为了加长空气的高温时间，防止空气在贮罐中走短路，最好在贮罐内加装中走短路，最好在贮罐内加装导流筒导流筒。将空气加热至一定温度，并维持将空气加热至一定温度，并维持一定时间，杀灭空气中的微生物。空气中的细菌芽孢在一定时间，杀灭空气中的微生物。空气中的细菌芽孢在218维持维持24S，就被杀死。就被杀死。空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 1.热杀菌热杀菌保温维持管保温维持管空气压缩机空气压缩机储罐储罐在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 1.热杀菌热杀菌 采用热杀菌装置时，还应装有空气冷却器，并排除冷凝水，以防止采用热杀菌装置时，还应装有空气冷却器，并排除冷凝水，以防止在管道设备死角积聚而造成杂菌繁殖的场所。在进入发酵罐前，应加装在管道设备死角积聚而造成杂菌繁殖的场所。在进入发酵罐前，应加装分过滤器以保证安全。但采用这样系统压缩机能量消耗会相应增大，压分过滤器以保证安全。但采用这样系统压缩机能量消耗会相应增大，压缩机耐热性能要增加，零部件也要选用耐热材料加工。缩机耐热性能要增加，零部件也要选用耐热材料加工。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法 原理原理 :射线、射线、射线、射线、射线、紫外线、超声波等从理论射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能上讲都能破坏蛋白质破坏蛋白质，破坏生物活性物质，从而起到杀菌，破坏生物活性物质，从而起到杀菌作用。作用。应用范围应用范围:通常用于无菌室和医院手术室。通常用于无菌室和医院手术室。空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 2.辐射灭菌辐射灭菌 杀菌效率较低，杀菌时间较长。一般要结合甲醛蒸汽等杀菌效率较低，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。不适宜大规模的空气灭菌。来保证无菌室的无菌程度。不适宜大规模的空气灭菌。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 3.静电除菌静电除菌 静电除尘能除去空气中的水雾，油雾，尘埃和微生物等，利用静电除尘能除去空气中的水雾，油雾，尘埃和微生物等，利用静电引力静电引力来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的。悬浮于空气中的来吸附带电粒子而达到除尘、除菌的目的。悬浮于空气中的微生物，其孢子大多带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静微生物，其孢子大多带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离变成带电微粒。一些工厂也会用静电除菌的方法，电场时都会被电离变成带电微粒。一些工厂也会用静电除菌的方法，但不是常用的方法。常用于洁净工作室中使用但不是常用的方法。常用于洁净工作室中使用在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 3.静电除菌静电除菌 电离区是一系列等距平行且接地的极板，极板间带钨丝或不绣钢丝电离区是一系列等距平行且接地的极板，极板间带钨丝或不绣钢丝放电线，叫离化线。放电线接上放电线，叫离化线。放电线接上1 10k的直流电压时，它与接地极板之的直流电压时，它与接地极板之间形成很强的电位梯度电场。空气所带的细菌微粒通过电离区后，被电间形成很强的电位梯度电场。空气所带的细菌微粒通过电离区后，被电离而带电荷。离而带电荷。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 3.静电除菌静电除菌 捕集区是由高压电极板与接地电极板组成，交替排列，平行捕集区是由高压电极板与接地电极板组成，交替排列，平行于气流方向。高压电极板上加上于气流方向。高压电极板上加上5kv直流电压，极板间形成一均匀电直流电压，极板间形成一均匀电场，气流流过时，带正电荷的微粒受库伦力作用，产生一个向负极板场，气流流过时，带正电荷的微粒受库伦力作用，产生一个向负极板移动的速度，这个速度与气流的拖带速度合成一个倾向负极板的合速移动的速度，这个速度与气流的拖带速度合成一个倾向负极板的合速度向极板移动，最后吸附在极板度向极板移动，最后吸附在极板上。上。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 3.静电除菌静电除菌 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 3.静电除菌静电除菌 捕集的微粒积聚到一定厚度，极板间的火花放电加剧，极板电捕集的微粒积聚到一定厚度，极板间的火花放电加剧，极板电压下降，微粒的吸附力减弱甚至随气流飞散，除菌效率很快下降。压下降，微粒的吸附力减弱甚至随气流飞散，除菌效率很快下降。要保持高的除菌效率，应定期清洗，一般电极板上尘厚要保持高的除菌效率，应定期清洗，一般电极板上尘厚l m m时应时应清洗。通常是采用喷水管自动喷水清洗。清洗。通常是采用喷水管自动喷水清洗。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 4.过滤除菌过滤除菌 让含菌空气通过过滤介质以阻截空气中所含微生物，而取得无菌让含菌空气通过过滤介质以阻截空气中所含微生物，而取得无菌空气的方法。通过过滤处理的空气可达无菌，并有足够的压力和适宜空气的方法。通过过滤处理的空气可达无菌，并有足够的压力和适宜的温度以供耗氧培养过程使用。该法是目前广泛用来获得大量无菌空的温度以供耗氧培养过程使用。该法是目前广泛用来获得大量无菌空气的常规方法。气的常规方法。一个空气过滤器的功能是从气体中除去污染物（微生物）以使达一个空气过滤器的功能是从气体中除去污染物（微生物）以使达到所需的气体的无菌程度。到所需的气体的无菌程度。过滤除菌是目前生物技术过滤除菌是目前生物技术工业常使用的空气除菌方工业常使用的空气除菌方法法在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 4.过滤除菌过滤除菌 为了保证过滤后的空气达到净化标准为了保证过滤后的空气达到净化标准,过滤前的空气要进行降过滤前的空气要进行降温、除水、除油、减湿的处理。据文献记载温、除水、除油、减湿的处理。据文献记载,只有当压缩空气的相对只有当压缩空气的相对湿度湿度60%,60%,高效过滤器内的过滤介质保持干燥时高效过滤器内的过滤介质保持干燥时,空气通过高效过滤方空气通过高效过滤方能达到过滤的期望值。能达到过滤的期望值。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 4.过滤除菌过滤除菌 过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子，过滤过滤器经常被认为是一种简单的网或筛子，过滤/分分离是在一个平面上进行的。离是在一个平面上进行的。实际上，空气过滤器的滤材具有深度。实际上，空气过滤器的滤材具有深度。“弯曲通道弯曲通道”的结的结果对污染物的去除起到了辅助作用。果对污染物的去除起到了辅助作用。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 4.过滤除菌过滤除菌 绝对过滤和深层过滤绝对过滤和深层过滤 绝对过滤：主要特点是过滤介绝对过滤：主要特点是过滤介质孔隙小于或大大小于被过滤的微质孔隙小于或大大小于被过滤的微粒直径，其孔隙小于粒直径，其孔隙小于0.5mm，甚至小，甚至小于于0.1mm（一般大小为（一般大小为1mm），将），将空气中的细菌除去。空气中的细菌除去。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的方法空气净化除菌的方法 4.过滤除菌过滤除菌 深层过滤：污染物被过滤介质内部捕获的一种过滤方式，滤孔贯穿于整个深层过滤：污染物被过滤介质内部捕获的一种过滤方式，滤孔贯穿于整个介质厚度。又分为两种介质厚度。又分为两种 用超细玻璃纤维（纸）、石棉板、烧结金属板、聚乙烯醇、聚四氟用超细玻璃纤维（纸）、石棉板、烧结金属板、聚乙烯醇、聚四氟乙烯等为介质，滤层薄，仍属于深层过滤的范畴。乙烯等为介质，滤层薄，仍属于深层过滤的范畴。以纤维（以棉花、玻璃纤维、尼龙等）或颗粒状（活性炭）介质为过滤以纤维（以棉花、玻璃纤维、尼龙等）或颗粒状（活性炭）介质为过滤层，这种过滤层较深，其空隙一般大于层，这种过滤层较深，其空隙一般大于50mm，即远大于细菌，因此这种，即远大于细菌，因此这种除菌不是真正意义上的过滤作用，而是靠静电、扩散、惯性和阻截等作用除菌不是真正意义上的过滤作用，而是靠静电、扩散、惯性和阻截等作用将细菌截留在滤层中将细菌截留在滤层中。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 当微粒随气流通过过滤器层时，过滤层纤维所形成的网格阻碍当微粒随气流通过过滤器层时，过滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进，使气流无数次改变运动速率和运动方向，绕过纤维等介质气流前进，使气流无数次改变运动速率和运动方向，绕过纤维等介质而前进，而灰尘和微生物因而前进，而灰尘和微生物因碰撞、阻截、吸附、扩散碰撞、阻截、吸附、扩散等作用被截留在等作用被截留在截止层内，达到除菌的目的。截止层内，达到除菌的目的。介质过滤的设备及操作费用低廉，适用于大量空气的净化处理。介质过滤的设备及操作费用低廉，适用于大量空气的净化处理。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 阻碍导致气流出现无数次改变运动速度和方向，绕过纤维前进，阻碍导致气流出现无数次改变运动速度和方向，绕过纤维前进，从而产生了五种作用机理。从而产生了五种作用机理。1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理2、拦截滞留作用机理、拦截滞留作用机理3、布朗扩散作用机理、布朗扩散作用机理4、重力沉降作用机理、重力沉降作用机理5、静电吸附作用机理、静电吸附作用机理在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理 当微生物等颗粒物随空气以一定速度接近纤维时，气流遇到纤当微生物等颗粒物随空气以一定速度接近纤维时，气流遇到纤维阻碍，会改变运动方向绕过纤维继续前进，而颗粒物由于具有一定维阻碍，会改变运动方向绕过纤维继续前进，而颗粒物由于具有一定的质量，借惯性作用而碰在纤维表面，并由于的质量，借惯性作用而碰在纤维表面，并由于摩擦、粘附摩擦、粘附作用，被滞作用，被滞留在纤维表面上，这叫做惯性冲击滞留作用。留在纤维表面上，这叫做惯性冲击滞留作用。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理 (a)惯性惯性在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理 惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯性捕集作用很小，甚至惯性力与气流流速成正比，当流速过低时，惯性捕集作用很小，甚至接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导作用。当气流速度接近于零；当空气流速增至足够大时，惯性捕集则起主导作用。当气流速度下降时，微粒的运动速度随之下降，微粒的动量减少，惯性力减弱，微粒脱下降时，微粒的运动速度随之下降，微粒的动量减少，惯性力减弱，微粒脱离主导气流的可能性也减少，相应纤维滞留微粒的宽度减小，即捕集效率下离主导气流的可能性也减少，相应纤维滞留微粒的宽度减小，即捕集效率下降。降。惯性捕集是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤惯性捕集是空气过滤器除菌的重要作用，其大小取决于颗粒的动能和纤维的阻力，也就是取决于气流的流速。维的阻力，也就是取决于气流的流速。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 1、惯性冲击滞留作用机理、惯性冲击滞留作用机理 纤维能滞留微粒的宽度区间纤维能滞留微粒的宽度区间d与纤维直径与纤维直径df之比称为单纤维的惯性碰之比称为单纤维的惯性碰撞捕集效率，用撞捕集效率，用1表示表示即即 1d/df 实践证明，实践证明，1是惯性力的无因次准数是惯性力的无因次准数的函数的函数 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 2.拦截滞留作用拦截滞留作用 降低气流速度，可使惯性截留作用接近于零，此时的气流速度成为降低气流速度，可使惯性截留作用接近于零，此时的气流速度成为临界气流速度。气流速度在临界速度以下时，微粒不能因惯性滞留于纤临界气流速度。气流速度在临界速度以下时，微粒不能因惯性滞留于纤维上，捕集效率显著下降。但实践证明，随着气流速度的继续下降，纤维上，捕集效率显著下降。但实践证明，随着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率又回升，说明有另一种机理在起作用，这就是拦截维对微粒的捕集效率又回升，说明有另一种机理在起作用，这就是拦截滞留作用。滞留作用。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 2.拦截滞留作用拦截滞留作用 微生物微粒直径很小，质量很轻，它随低速气流流动慢慢靠近微生物微粒直径很小，质量很轻，它随低速气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在的主导气流流线受纤维所阻，从而改变流动方向，纤维时，微粒所在的主导气流流线受纤维所阻，从而改变流动方向，绕过纤维前进，而在纤维的周边形成一层边界滞流区。滞流区的气流绕过纤维前进，而在纤维的周边形成一层边界滞流区。滞流区的气流速度更慢，进到滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被速度更慢，进到滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留粘附滞留，称，称为拦截滞留作用。为拦截滞留作用。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 2.拦截滞留作用拦截滞留作用 单个纤维对微粒阻拦效率可表示为单个纤维对微粒阻拦效率可表示为R微粒和纤维直径之比微粒和纤维直径之比 空气密度（空气密度（kg/m3）Re空气流的雷诺准数空气流的雷诺准数 Re=df V/在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 2.拦截滞留作用拦截滞留作用 (b)拦截拦截空气流速愈小，纤维直空气流速愈小，纤维直径愈细，阻拦滞留作用径愈细，阻拦滞留作用愈大。在介质过滤除菌愈大。在介质过滤除菌中，拦截滞留作用中，拦截滞留作用不是不是主要的主要的。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 3.布朗扩散截留作用布朗扩散截留作用 小颗粒在流速很慢的气流中产生的一种不规则直线运动，称为小颗粒在流速很慢的气流中产生的一种不规则直线运动，称为布朗扩散运动布朗扩散运动。这种运动使较小微粒凝聚为较大微粒，随即可能产生这种运动使较小微粒凝聚为较大微粒，随即可能产生重力沉降或重力沉降或被介质截留被介质截留。微粒愈小，分子运动的速度愈大。空气流速低时，分子运。微粒愈小，分子运动的速度愈大。空气流速低时，分子运动比较显著，微小粒子被除去的机会增加；空气流速大时，凝聚现象为动比较显著，微小粒子被除去的机会增加；空气流速大时，凝聚现象为惯性冲击滞留所取代。惯性冲击滞留所取代。(c)扩散扩散在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 3.布朗扩散截留作用布朗扩散截留作用由于扩散而导致的微粒阻集效率由于扩散而导致的微粒阻集效率3。R微粒和纤维直径之比微粒和纤维直径之比 Re空气流的雷诺准数空气流的雷诺准数df纤维直径纤维直径在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理4、重力沉降作用、重力沉降作用 微粒虽小，但仍具有重力。当微粒所受的微粒虽小，但仍具有重力。当微粒所受的重力大于重力大于气流气流对它的对它的拖带力拖带力时，微粒就发生沉降现象。时，微粒就发生沉降现象。就单一重力沉降而言，大颗粒比小颗粒作用显著对于小就单一重力沉降而言，大颗粒比小颗粒作用显著对于小颗粒只有气流速度很慢时才起作用。重力沉降作用一般是颗粒只有气流速度很慢时才起作用。重力沉降作用一般是与与拦截作用相配合拦截作用相配合(d)重力重力在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理5、静电吸附作用、静电吸附作用 干空气对非导体的物质作相对运动摩擦时，会产生静电现象，干空气对非导体的物质作相对运动摩擦时，会产生静电现象，对于纤维和树脂处理过的纤维，尤其是一些合成纤维更为显著。悬浮对于纤维和树脂处理过的纤维，尤其是一些合成纤维更为显著。悬浮在空气中的微生物大多带有不同的电荷。这些带电荷的微粒会被带相在空气中的微生物大多带有不同的电荷。这些带电荷的微粒会被带相反电荷的介质所吸附。反电荷的介质所吸附。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理5、静电吸附作用、静电吸附作用 此外，表面吸附也属这个范畴，如活性炭的大部分过滤效能此外，表面吸附也属这个范畴，如活性炭的大部分过滤效能应是表面吸附作用。应是表面吸附作用。(e)静电静电在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 当空气流过介质时，上述五种除菌机理同时起作用，气流速度当空气流过介质时，上述五种除菌机理同时起作用，气流速度不同，起主要作用的机理也就不同。不同，起主要作用的机理也就不同。当气流速度较大时，除菌效率随气流流度的增加而增加，此时惯性当气流速度较大时，除菌效率随气流流度的增加而增加，此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，除菌效率随气流流度的增加而降低，冲击起主要作用；当气流速度较小时，除菌效率随气流流度的增加而降低，此时布朗扩散起主要作用；当气流速度中等时，拦截滞留起主要作用。如此时布朗扩散起主要作用；当气流速度中等时，拦截滞留起主要作用。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。气流夹带返回到空气中。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 上述机理中，有时很难上述机理中，有时很难分辨是哪一种单独起作分辨是哪一种单独起作用。图是单纤维除菌总用。图是单纤维除菌总效率效率s(s(包括惯性、扩包括惯性、扩散、拦截等作用散、拦截等作用)与气与气流速度的关系。流速度的关系。在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确 空气净化除菌的原理和方法空气净化除菌的原理和方法介质过滤除菌的原机理介质过滤除菌的原机理 就纤维过滤器而言，就纤维过滤器而言，重力沉降重力沉降作用和作用和静电吸附静电吸附不计，不计，则单个纤维的阻集效率则单个纤维的阻集效率可表示为可表示为 1+2+3在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气介质过滤除菌的流程空气介质过滤除菌的流程 1.对空气过滤除菌流程的要求对空气过滤除菌流程的要求 空气过滤除菌流程是按发酵生产对无菌空气要求具备的参数，空气过滤除菌流程是按发酵生产对无菌空气要求具备的参数，如无菌程度、空气压力、温度等，并结合吸气环境的空气条件和所如无菌程度、空气压力、温度等，并结合吸气环境的空气条件和所用除菌设备的特性，根据空气的性质而制定的。用除菌设备的特性，根据空气的性质而制定的。空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气介质过滤除菌的流程空气介质过滤除菌的流程 1.对空气过滤除菌流程的要求对空气过滤除菌流程的要求 流程的制订就根据所在的地理、气候环境和设备条件而流程的制订就根据所在的地理、气候环境和设备条件而考虑。考虑。如在环境污染比较严重的地方，要考虑改变吸风的条件，以降如在环境污染比较严重的地方，要考虑改变吸风的条件，以降低过滤器的负荷，提高空气的无菌程度；在温暖潮湿的南方，要加低过滤器的负荷，提高空气的无菌程度；在温暖潮湿的南方，要加强除水设施，以确保和发挥过滤器的最大除菌效率；在压缩机耗油强除水设施，以确保和发挥过滤器的最大除菌效率；在压缩机耗油严重的设备流程中则要加强消除油雾的污染等等。严重的设备流程中则要加强消除油雾的污染等等。空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确空气介质过滤除菌的流程空气介质过滤除菌的流程 1.对空气过滤除菌流程的要求对空气过滤除菌流程的要求 总之，生物工业生产中所使用的空气除菌流程要根据生产的具总之，生物工业生产中所使用的空气除菌流程要根据生产的具体要求和各地的气候条件而制定，要保持过滤器具有较高的过滤效体要求和各地的气候条件而制定，要保持过滤器具有较高的过滤效率，要维持一定的气体流速和不受油和水的干扰，满足发酵生产的率，要维持一定的气体流速和不受油和水的干扰，满足发酵生产的需要。需要。由于空气中的杂菌通常依附在尘埃、油雾、水雾等，纯净干空气不适合由于空气中的杂菌通常依附在尘埃、油雾、水雾等，纯净干空气不适合杂菌的生存，因此，空气除菌前有个预处理过程。无菌空气预处理包括对杂菌的生存，因此，空气除菌前有个预处理过程。无菌空气预处理包括对空气进行冷却、除水及杂质、加热以降低相对湿度的一系列过程。空气进行冷却、除水及杂质、加热以降低相对湿度的一系列过程。下面简下面简单的介绍几种典型的空气除菌的流程。单的介绍几种典型的空气除菌的流程。空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确几种典型的空气除菌流程几种典型的空气除菌流程 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 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。设备作适当的增减。比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能 充分地分离充分地分离油水，使空气达到低的相对湿度下进入过滤器，以提高过滤效率。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。空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确几种典型的空气除菌流程几种典型的空气除菌流程 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 这是一个比较完善的空气除菌流程。这是一个比较完善的空气除菌流程。其特点是：其特点是：两次冷却、两次分离两次冷却、两次分离和适当加热。两次冷却、两次分离油水的主要优点是可节约冷却用水，油和适当加热。两次冷却、两次分离油水的主要优点是可节约冷却用水，油水分离比较完全，保证干过滤。压缩空气经第一次冷却后，大部分的水、水分离比较完全，保证干过滤。压缩空气经第一次冷却后，大部分的水、油结成颗粒较大、浓度较高的雾粒，可用旋风分离器分离；第二次冷却，油结成颗粒较大、浓度较高的雾粒，可用旋风分离器分离；第二次冷却，使空气进一步析出其中的油和水，形成较小的雾粒，可用丝网分离器分离。使空气进一步析出其中的油和水，形成较小的雾粒，可用丝网分离器分离。此时，空气的相对湿度还是此时，空气的相对湿度还是100%，可用加热的方法把空气的相对湿度降到，可用加热的方法把空气的相对湿度降到5060%。空气介质过滤除菌设备空气介质过滤除菌设备在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，
