教学课件：第五章-灭菌与空气的净化.ppt

第五章第五章 灭菌与空气的净化灭菌与空气的净化l灭菌的基本原理灭菌的基本原理l培养基和发酵设备的灭菌培养基和发酵设备的灭菌l空气的除菌空气的除菌本章主要内容本章主要内容第一节第一节 灭菌的基本原理灭菌的基本原理一.灭菌的原理和方法灭菌灭菌(disinfectiondisinfection)：用物理或化学的方法杀灭或除去物：用物理或化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程。料及设备中一切生命物质的过程。消毒消毒(sterilization)(sterilization)：用物理或化学的方法杀灭物料、容：用物理或化学的方法杀灭物料、容器、器具内外的病原微生物，一般只能杀死营养细胞器、器具内外的病原微生物，一般只能杀死营养细胞而不能杀死孢子。而不能杀死孢子。无菌无菌(asepsis)(asepsis)：不存在活菌，多是灭菌的结果。不存在活菌，多是灭菌的结果。工程上灭菌：是指使用物理或化学方法将培养基工程上灭菌：是指使用物理或化学方法将培养基及发酵设备中的杂菌的细胞和孢子杀灭至不影响及发酵设备中的杂菌的细胞和孢子杀灭至不影响发酵为限。发酵为限。灭菌是为了保证进行纯培养（纯种）发酵。灭菌是为了保证进行纯培养（纯种）发酵。消毒灭菌的方法消毒灭菌的方法 （一）物理消毒灭菌法（一）物理消毒灭菌法（二）化学消毒法（二）化学消毒法（二）化学消毒法（二）化学消毒法用化学药品进行消毒的方法，由于化学用化学药品进行消毒的方法，由于化学药品对细菌及人体都有毒性，故只能用于体药品对细菌及人体都有毒性，故只能用于体表、医疗器械及周围环境等的消毒。表、医疗器械及周围环境等的消毒。杀菌机制：杀菌机制：（1 1）使菌体蛋白质变性或凝固；）使菌体蛋白质变性或凝固；（2 2）干扰细菌的酶系统和代谢；）干扰细菌的酶系统和代谢；（3 3）影响细菌胞浆膜的通透性。）影响细菌胞浆膜的通透性。消毒剂类别消毒剂类别名称名称浓度浓度(%)用途用途重金属盐重金属盐红汞红汞2皮肤、粘膜、小创面消毒皮肤、粘膜、小创面消毒硫柳汞硫柳汞0.01生物制品防腐生物制品防腐氧化剂氧化剂高锰酸钾高锰酸钾0.1皮肤、尿道、水果、蔬菜消毒皮肤、尿道、水果、蔬菜消毒过氧化氢过氧化氢3皮肤、粘膜、创伤消毒皮肤、粘膜、创伤消毒过氧乙酸过氧乙酸0.20.5塑料、玻璃、人造纤维消毒塑料、玻璃、人造纤维消毒卤素类卤素类碘液碘液2.5皮肤消毒皮肤消毒醇类醇类乙醇乙醇7075皮肤、体温计消毒皮肤、体温计消毒酚类酚类石炭酸石炭酸35地面、器皿表面和排泄物消毒地面、器皿表面和排泄物消毒来苏来苏35同上、也常用于手及皮肤消毒同上、也常用于手及皮肤消毒表面活性剂表面活性剂新洁尔灭新洁尔灭0.1手术器械消毒手术器械消毒酸碱类酸碱类生石灰生石灰1:41:8排泄物、地面消毒排泄物、地面消毒染料染料龙胆紫龙胆紫24表浅创伤消毒表浅创伤消毒二.湿热灭菌的原理及影响因素1.1.湿热灭菌的原理湿热灭菌的原理湿热灭菌：就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时湿热灭菌：就是直接用高温蒸汽灭菌。蒸汽在冷凝时释放出大量潜能，蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热释放出大量潜能，蒸汽具有强大穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物因代谢障而死亡。因代谢障而死亡。致死温度：致死温度：杀死微生物的极限温度。杀死微生物的极限温度。致死时间：致死时间：致死温度下，杀死全部微生物所需要的时致死温度下，杀死全部微生物所需要的时间。间。热阻：热阻：表示微生物对热的抵抗能力，指微生物在某一表示微生物对热的抵抗能力，指微生物在某一条件下（主要是温度）的致死时间。条件下（主要是温度）的致死时间。芽孢的热阻特别高。芽孢的热阻特别高。概念：概念：枯草芽孢体2.2.微生物的热死规律微生物的热死规律对数残留定律对数残留定律微生物热死微生物热死：微生物受热失活直到死亡。微生物受：微生物受热失活直到死亡。微生物受热死亡主要是由于微生物细胞内酶蛋白受热凝固，热死亡主要是由于微生物细胞内酶蛋白受热凝固，丧失活力所致。丧失活力所致。对数残留定律对数残留定律：湿热灭菌时，培养基中微生物受热死亡：湿热灭菌时，培养基中微生物受热死亡（个数减少）的速度与残有的微生物数量成正比。（个数减少）的速度与残有的微生物数量成正比。-dN/dt=kN-dN/dt=kN；N N：培养基中微生物的个数，：培养基中微生物的个数，t t：时间，：时间，k k：比死亡速率。从：比死亡速率。从0 t0 t，N N0 0 N Nt t积分上式可得：积分上式可得：t=t=2.3032.303k kLg N0Lg N0NtNt随时间的延长，加热灭菌的残存菌数呈随时间的延长，加热灭菌的残存菌数呈对数减少对数减少，且且温度越高，死亡越快。温度越高，死亡越快。灭菌时间取决于灭菌时间取决于污染的程污染的程度（度（N N0 0），灭菌的程度（残留菌数），灭菌的程度（残留菌数N Nt t）和和k k值。值。K K值值：微生物耐热性的一种特征，随：微生物耐热性的一种特征，随微生物种类微生物种类和和 灭菌温度灭菌温度而异。而异。温度相同，温度相同，k k值越小，微生物愈耐热。值越小，微生物愈耐热。对于同一微生物，灭菌温度越低，对于同一微生物，灭菌温度越低，k k值愈小。值愈小。提高灭菌温度，提高灭菌温度，k k值增大，灭菌时间缩短。值增大，灭菌时间缩短。通常必要的灭菌条件是通常必要的灭菌条件是110110130130，5 520min20min。芽孢对热耐受强，并不始终符合对数残留定律。芽孢对热耐受强，并不始终符合对数残留定律。培养液灭菌多采用高温短时间加热的方式。培养液灭菌多采用高温短时间加热的方式。一般以芽孢细菌和细菌芽孢的数量合作为依据一般以芽孢细菌和细菌芽孢的数量合作为依据来计算灭菌时间。来计算灭菌时间。在实际操作中，要达到在实际操作中，要达到NtNt0 0，即，即t t为为，是不，是不可能的，因此，在设计时常采用可能的，因此，在设计时常采用 NtNt0.0010.001。一、培养基灭菌温度的选择培养基灭菌的过程中，除微生物被杀死，营养成培养基灭菌的过程中，除微生物被杀死，营养成分也遭到破坏；高压加热情况下，氨基酸、维生分也遭到破坏；高压加热情况下，氨基酸、维生素极易被破坏。因此素极易被破坏。因此必须选择一个能达到灭菌的必须选择一个能达到灭菌的目的又能使培养基中营养成分破坏至最小的灭菌目的又能使培养基中营养成分破坏至最小的灭菌工艺条件工艺条件。第二节第二节 培养基和发酵设备的灭菌培养基和发酵设备的灭菌动力学分析动力学分析1.1.培养基的破坏反应动力学培养基的破坏反应动力学大部分的培养基的破坏为一级分解反应，动力学方程如下大部分的培养基的破坏为一级分解反应，动力学方程如下 dc/dt=-kcc c反应物的浓度，反应物的浓度，mol/L;mol/L;t t反应时间，反应时间，minmin；kk化学反应速率常数（随温度及反应类型而变），化学反应速率常数（随温度及反应类型而变），minmin-1-1 用阿伦尼乌斯方程表示用阿伦尼乌斯方程表示 kAe-E/RTA A频率因子；频率因子；EE反应所需的活化能反应所需的活化能J/molJ/mol；R R气体常数，气体常数，8.314 J/mol*K8.314 J/mol*KT T绝对温度，绝对温度，K K2.2.杂菌的死亡动力学杂菌的死亡动力学杂菌的死亡也属于为一级动力学类型，动力学方程如下杂菌的死亡也属于为一级动力学类型，动力学方程如下 dN/dt=-kN 用阿伦尼乌斯方程表示用阿伦尼乌斯方程表示 kAe-E/RTA A频率因子；频率因子；E E杀死微生物所需的活化能，杀死微生物所需的活化能，J/molJ/mol；R R气体常数，气体常数，8.314 J/mol*K8.314 J/mol*KT T绝对温度，绝对温度，K K在灭菌时，温度由在灭菌时，温度由T1T1升高到升高到T2T2，灭菌速率常数，灭菌速率常数k k和培养基成分破坏速率常数和培养基成分破坏速率常数kk的值为：的值为：k1=Ae-E/RT1 ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)(1)k2=Ae-E/RT2 k1=Ae-E/RT1 ln(k2/k1)=E/R(1/T1-1/T2)(2)k2=Ae-E/RT2 ln(k2/k1)E(1)/(2)=1 ln(k2/k1)E灭菌时活化能灭菌时活化能E大于培养基营养成分破坏的活化能大于培养基营养成分破坏的活化能E所以，随温度升高，灭菌速率常数增加的倍数大于培养基中营养所以，随温度升高，灭菌速率常数增加的倍数大于培养基中营养成分分解的速率常数的增加成分分解的速率常数的增加 灭菌温度升高时，微生物杀灭速度提高超过了培养基营养成分破灭菌温度升高时，微生物杀灭速度提高超过了培养基营养成分破坏的速度坏的速度 温度升高时，微生物死亡的速度更快温度升高时，微生物死亡的速度更快因此，采用高温瞬时灭菌法较好因此，采用高温瞬时灭菌法较好ln(k2/k1)ln(k2/k1)11.分批灭菌分批灭菌指将配制好的培养基放入发酵罐中，直接用蒸汽加热，指将配制好的培养基放入发酵罐中，直接用蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定时间，再冷却至达到灭菌要求的温度和压力后维持一定时间，再冷却至发酵要求的温度，发酵要求的温度，也称实罐灭菌也称实罐灭菌。二、培养基的灭菌方法.升温阶段升温阶段 升温方式：在夹套和蛇管中通入蒸汽间接加热；升温方式：在夹套和蛇管中通入蒸汽间接加热；在培养基中直接通入蒸汽加热。在培养基中直接通入蒸汽加热。培养基温度不太高时，相应培养基温度不太高时，相应k k值非常小，灭菌效果值非常小，灭菌效果可以忽略不计，因此，在升温阶段可以认为只有可以忽略不计，因此，在升温阶段可以认为只有在温度高于在温度高于100 100 时才有灭菌作用。时才有灭菌作用。.保温阶段保温阶段 灭菌的主要时段，习惯上把保温时间看作灭菌时间。灭菌的主要时段，习惯上把保温时间看作灭菌时间。此时，此时，k k值不变，培养基温度恒定，则保温时间为：值不变，培养基温度恒定，则保温时间为：t=2.303/k lg(Nt=2.303/k lg(N1 1/N/N2 2).冷却阶段冷却阶段培养基灭菌后用冷却水间壁将培养基冷却至培养所培养基灭菌后用冷却水间壁将培养基冷却至培养所要求温度的过程。要求温度的过程。2.2.连续灭菌连续灭菌培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程，也称冷却后送入已灭菌的发酵罐内的工艺过程，也称“连消连消”。连续灭菌的方法连续灭菌的方法（1）喷射加热连续灭菌喷射加热连续灭菌（2）薄板换热器连续灭菌（薄板换热器连续灭菌（最先进的灭菌最先进的灭菌方式方式）（3）喷淋冷却连续灭菌（喷淋冷却连续灭菌（最基础的灭菌方最基础的灭菌方式式）薄板换热器连续灭菌薄板换热器连续灭菌薄板换热器连续灭菌时的温度和时间曲线图3.3.固体培养基灭菌固体培养基灭菌利用转鼓式灭菌机，装料后旋紧进出口盖，旋转转鼓利用转鼓式灭菌机，装料后旋紧进出口盖，旋转转鼓使培养基得到翻动，蒸汽沿轴中心通过加热培养基达使培养基得到翻动，蒸汽沿轴中心通过加热培养基达到一定温度后，进行保温灭菌。灭菌完毕后用真空泵到一定温度后，进行保温灭菌。灭菌完毕后用真空泵沿空心横抽真空，转鼓内压力降低，培养基冷却。沿空心横抽真空，转鼓内压力降低，培养基冷却。4.4.补料液的灭菌补料液的灭菌 灭菌的方法则视料液的性质、体积和补料速率灭菌的方法则视料液的性质、体积和补料速率而定。而定。如果补料量较大，而具有连续性时，则采用连如果补料量较大，而具有连续性时，则采用连续灭菌较为合适。续灭菌较为合适。也有利用过滤法对另补料液进行除菌。也有利用过滤法对另补料液进行除菌。补料液的分批灭菌，通常是向盛有物料的容器补料液的分批灭菌，通常是向盛有物料的容器中直接通入蒸汽。所有的附属设备和管道都要中直接通入蒸汽。所有的附属设备和管道都要经过灭菌。经过灭菌。三.影响培养基灭菌的因素 培养基成分培养基成分：油脂、糖类及蛋白质的浓度越大，：油脂、糖类及蛋白质的浓度越大，灭菌的温度越高；低浓度（灭菌的温度越高；低浓度（12）的）的Nacl溶液溶液对微生物的耐热性有保护作用，而浓度达对微生物的耐热性有保护作用，而浓度达810以上，则减弱微生物的耐热性以上，则减弱微生物的耐热性 pH：培养基的：培养基的pH越低，灭菌时间越短越低，灭菌时间越短 培养基中颗粒培养基中颗粒：颗粒越小，灭菌越容易：颗粒越小，灭菌越容易 泡沫泡沫：培养基形成泡沫对灭菌不利：培养基形成泡沫对灭菌不利四.培养基灭菌时间的计算培养基分批灭菌时间的计算培养基分批灭菌时间的计算例例.有一发酵罐内装有一发酵罐内装40m40m3 3培养基，在培养基，在121121温度下进温度下进行实罐灭菌。原污染程度为每行实罐灭菌。原污染程度为每1mL1mL有有2102105 5个耐热个耐热细菌芽孢，细菌芽孢，121 121 时灭菌速度常数为时灭菌速度常数为1.8min1.8min-1-1。求。求灭菌失败几率为灭菌失败几率为0.0010.001时所需要的灭菌时间。时所需要的灭菌时间。假设不计升温阶段所杀灭的菌数，把培养基中所假设不计升温阶段所杀灭的菌数，把培养基中所有的菌均看作是保温阶段被杀灭有的菌均看作是保温阶段被杀灭可简单的利用可简单的利用t=2.303/k lg(Nt=2.303/k lg(N1 1/N/N2 2)粗略地计算灭菌粗略地计算灭菌所需要的时间。所需要的时间。解：解：N N1 1=4010=40106 62102105 5=810=8101212 N N2 2=0.001=0.001，K=1.8minK=1.8min-1-1 灭菌时间灭菌时间 :t=2.303/klg(N:t=2.303/klg(N1 1/N/N2 2)=2.303/1.8lg(810)=2.303/1.8lg(8101515)=31.5min =31.5min题解题解培养基连续灭菌时间的计算培养基连续灭菌时间的计算培养基中的含菌数以培养基中的含菌数以1mL培养基的含菌数培养基的含菌数来计算，计算公式如下：来计算，计算公式如下：t=2.303/klg(c0/ct)C0单位体积培养基灭菌前的含菌个数，个单位体积培养基灭菌前的含菌个数，个/mLCt单位体积培养基灭菌后的含菌个数，个单位体积培养基灭菌后的含菌个数，个/mL例 题有一发酵罐内装有一发酵罐内装40m40m3 3培养基，在培养基，在131131温度下进行温度下进行连续灭菌。原污染程度为每连续灭菌。原污染程度为每1mL1mL有有2102105 5个耐热细个耐热细菌芽孢，菌芽孢，131 131 时灭菌速度常数为时灭菌速度常数为1.5min1.5min-1-1。求灭。求灭菌失败几率为菌失败几率为0.0010.001时灭菌所需要的维持时间。时灭菌所需要的维持时间。题解t=2.303/klg(c0/ct)C0210105 5（个（个/mL)k/mL)k1.5min1.5min-1-1ct 1/（4010106 610103 3）2.51010-11-11（个（个/mL/mL）t=2.303/k lg(c0/ct)24.4（min）五、分批灭菌和连续灭菌的比较连续灭菌连续灭菌优点：优点：p可采用高温短时灭菌，培养基受热时间短，营养成可采用高温短时灭菌，培养基受热时间短，营养成分破坏少，有利于提高发酵产率分破坏少，有利于提高发酵产率p发酵罐利用率高；蒸汽负荷均衡发酵罐利用率高；蒸汽负荷均衡p采用板式换热器时可节约大量能源采用板式换热器时可节约大量能源p适宜采用自动控制，劳动强度小适宜采用自动控制，劳动强度小p适用于大规模生产适用于大规模生产缺点：缺点：不适合用于粘度大或固形物含量高的培养基的不适合用于粘度大或固形物含量高的培养基的灭菌；增加一套连续灭菌设备，增多了操作环节，增灭菌；增加一套连续灭菌设备，增多了操作环节，增加了染菌的几率。加了染菌的几率。分批灭菌分批灭菌优点：优点：设备投资较少不需要其他附属设备设备投资较少不需要其他附属设备 染菌的危险性较小染菌的危险性较小 人工操作较方便人工操作较方便 对培养基中固体物质含量较多时更为对培养基中固体物质含量较多时更为适宜；适宜；缺点：缺点：加热和冷却的时间较长，营养成分有一加热和冷却的时间较长，营养成分有一定的损失；罐利用率低；不能采用高温快速灭定的损失；罐利用率低；不能采用高温快速灭菌工艺；只适用于中小型发酵罐。菌工艺；只适用于中小型发酵罐。六、发酵设备的灭菌设备设备灭菌条件灭菌条件杀菌锅内灭菌杀菌锅内灭菌蒸汽压力蒸汽压力0.098MPa0.098MPa，固体培养基灭，固体培养基灭菌维持菌维持202030min30min；液体培养基维；液体培养基维持持151520min20min；玻璃器皿及用具灭；玻璃器皿及用具灭菌，维持菌，维持303060min60min种子罐、发酵罐、计量罐、补料罐种子罐、发酵罐、计量罐、补料罐等的空罐灭菌及管道灭菌等的空罐灭菌及管道灭菌蒸汽压力蒸汽压力0.147MPa0.147MPa，45min45min空气总过滤器和分过滤器灭菌空气总过滤器和分过滤器灭菌蒸汽压力蒸汽压力0.174MPa0.174MPa，灭菌，灭菌2h2h，灭菌，灭菌完毕，通入压缩空气吹干完毕，通入压缩空气吹干种子罐实罐灭菌、发酵培养基实罐种子罐实罐灭菌、发酵培养基实罐灭菌、消泡剂灭菌、消泡剂 灭菌灭菌温度温度121121，30min30min发酵培养基连续灭菌发酵培养基连续灭菌温度温度135135，5min5min补料实罐灭菌补料实罐灭菌温度温度121121，5min5min尿素溶液灭菌尿素溶液灭菌温度温度105105，5min5min习 题为什么培养基的灭菌最好采用高温瞬时灭菌法？第三节第三节 空气的除菌空气的除菌A.空气除菌的方法获取无菌空气的方法由多种，如辐射灭菌、化学灭菌、获取无菌空气的方法由多种，如辐射灭菌、化学灭菌、加热灭菌、静电除菌、过滤介质除菌等。加热灭菌、静电除菌、过滤介质除菌等。工业生产物常用制备无菌空气的方法工业生产物常用制备无菌空气的方法1.1.热灭菌法热灭菌法：加热后微生物体内的蛋白质（酶）热变性所：加热后微生物体内的蛋白质（酶）热变性所致空气进入培养系统前，需压缩，所以就利用空气压缩致空气进入培养系统前，需压缩，所以就利用空气压缩时所产生的热量进行灭菌。时所产生的热量进行灭菌。2.2.静电除菌静电除菌 利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。悬浮于空气中的微生物，其孢子大多数带有不同的电荷。悬浮于空气中的微生物，其孢子大多数带有不同的电荷。直径很小的微粒，其所带的电荷很小，所以静电除尘灭菌直径很小的微粒，其所带的电荷很小，所以静电除尘灭菌 对很小的微粒效率很低。对很小的微粒效率很低。3.3.介质过滤除菌法介质过滤除菌法：是目前获得大量无菌空气的常：是目前获得大量无菌空气的常规方法让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所规方法让含菌空气通过过滤介质，以阻截空气中所含微生物而获得无菌空气。含微生物而获得无菌空气。空气中的微生物大多是细菌和芽孢，还有一定数空气中的微生物大多是细菌和芽孢，还有一定数量的霉菌、酵母和病毒。这些微生物在空气中极量的霉菌、酵母和病毒。这些微生物在空气中极少单独游离存在，基本上是附着于灰尘、液滴等少单独游离存在，基本上是附着于灰尘、液滴等微生物的表面上。介质过滤除菌就是把空气中的微生物的表面上。介质过滤除菌就是把空气中的各种微生物和极少量的游离生物捕集起来予以除各种微生物和极少量的游离生物捕集起来予以除掉。掉。空气过滤除菌的介质1.纸类过滤介质：滤纸、玻璃纤维纸（36层）优点：过滤效率高，对于大于0.3m的颗粒的去除效率为99.99以上，阻力比较小，压降较小。缺点：强度不大，受潮后强度更差，（实际生产中，在纸浆中添加750的木浆来增加其强度）滤纸滤纸显微镜下的滤纸显微镜下的滤纸玻璃纤维纸玻璃纤维纸2.纤维状或颗粒状过滤介质纤维状或颗粒状过滤介质棉花棉花玻璃纤维玻璃纤维活性炭活性炭优点：优点：材料不易损坏，取材容易。材料不易损坏，取材容易。缺点：缺点：对对0.3m以下的颗粒的过滤效率仅为以下的颗粒的过滤效率仅为99，难，难以满足发酵工业的无菌要求，需多次过滤；以满足发酵工业的无菌要求，需多次过滤；体积大，占有空间大，操作困难，装填料介质体积大，占有空间大，操作困难，装填料介质费时费力，介质装填的松紧程度不易掌握，空气费时费力，介质装填的松紧程度不易掌握，空气压降大；压降大；介质灭菌和吹干耗用大量蒸汽和空气。介质灭菌和吹干耗用大量蒸汽和空气。玻璃纤维玻璃纤维活性炭活性炭3.微孔滤膜类过滤介质微孔滤膜类过滤介质特点特点过滤介质的孔径能小于过滤介质的孔径能小于0.1m，能将空气，能将空气中的细菌真正滤去；中的细菌真正滤去；易于控制过滤后空气的质量；易于控制过滤后空气的质量；节约能量和时间，操作简便；节约能量和时间，操作简便；使用前需预处理，以除去空气中的油和使用前需预处理，以除去空气中的油和水，以此提高过滤膜的使用寿命。水，以此提高过滤膜的使用寿命。微孔滤膜微孔滤膜微孔滤膜微孔滤膜介质过滤效率介质过滤效率介质过滤效率是指被介质层捕集的尘埃颗粒与空介质过滤效率是指被介质层捕集的尘埃颗粒与空气中原有颗粒数之比气中原有颗粒数之比（N1-N2）/N1=1-N2/N1=1-PN1过滤过滤前空气中的前空气中的尘尘埃埃颗颗粒数；粒数；N2过滤过滤后空气中的后空气中的尘尘埃埃颗颗粒数；粒数；过滤过滤效率，；效率，；P穿透率穿透率对数穿透定律对数穿透定律经过滤床厚度中的一段微小长度经过滤床厚度中的一段微小长度dL后，空气后，空气中颗粒数的减少数中颗粒数的减少数dN可以用下式表示可以用下式表示：dNKN dLN空气中尘埃数（个）；空气中尘埃数（个）；L滤床厚度（滤床厚度（cm）；）；K常数。常数。ln（Ns/N0）-KL L1/Kln（N0/Ns）一般取一般取Ns10-3来计算来计算影响介质过滤除菌的因素影响介质过滤除菌的因素过滤介质纤维直径大小过滤介质纤维直径大小：介质纤维直径越小，过：介质纤维直径越小，过滤效率越高滤效率越高对于相同过滤介质：对于相同过滤介质：介质滤层厚度越高，过滤效果越好；介质滤层厚度越高，过滤效果越好；介质填充密度越大，过滤效果越好；介质填充密度越大，过滤效果越好；空器流速很低时，过滤效果随气流流速的增加而空器流速很低时，过滤效果随气流流速的增加而降低，当气流流速增加至临界值后，过滤效果随降低，当气流流速增加至临界值后，过滤效果随气流流速的增加而提高。气流流速的增加而提高。B.空气净化的流程空气吸气口空气吸气口 粗过滤器粗过滤器 空气压缩机空气压缩机 一级空气冷却器一级空气冷却器 二级空气冷却器二级空气冷却器 分水器分水器 空气贮罐空气贮罐 旋风分离器旋风分离器 丝网除沫器丝网除沫器 加热器加热器 总空气过滤器总空气过滤器 分空气过滤器分空气过滤器 无菌空气无菌空气提高除菌效率的措施提高除菌效率的措施 1.减少进口空气的含菌数：加强生产场地的卫生管理，减少进口空气的含菌数：加强生产场地的卫生管理，减少生产环境空气中含菌数；正确选择进风口，压缩减少生产环境空气中含菌数；正确选择进风口，压缩空气站应在生产车间的上风向；提高进口空气位置；空气站应在生产车间的上风向；提高进口空气位置；加强空气压缩前预处理。加强空气压缩前预处理。2.设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质。过滤介质。3.设计合理的设计合理的空气预处理空气预处理设备。设备。4.降低进入空气过滤器的空气的湿度，保证过滤介质降低进入空气过滤器的空气的湿度，保证过滤介质在干燥状态下工作：使用无润滑油的空压机；加强空在干燥状态下工作：使用无润滑油的空压机；加强空气冷却和去油、水；提高进入过滤器的空气温度，降气冷却和去油、水；提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。低其相对湿度。C.空气的预处理空气预处理的目的空气预处理的目的空气的预处理主要以除去油、水和较大的颗粒为目标。空气的预处理的流程空气的预处理的流程（根据不同的情况选择合适的流程（根据不同的情况选择合适的流程)将压缩空气冷却至露点以上，使进入过将压缩空气冷却至露点以上，使进入过滤器的空气相对湿度为滤器的空气相对湿度为60607070以下。以下。利用压缩后的热空气和冷却后的冷空气利用压缩后的热空气和冷却后的冷空气进行热交换，使冷空气温度升高，降低相进行热交换，使冷空气温度升高，降低相对湿度。对湿度。将压缩后的空气部分冷却析水，另一部分将压缩后的空气部分冷却析水，另一部分的热空气直接与冷却析水后的空气混合，的热空气直接与冷却析水后的空气混合，然后进入空气过滤器。然后进入空气过滤器。将压缩空气冷却至露点以下，析出部分水将压缩空气冷却至露点以下，析出部分水分，然后升温使相对湿度为分，然后升温使相对湿度为60左右，进左右，进入空气过滤器，根据气候情况而有一次冷入空气过滤器，根据气候情况而有一次冷却一次析水流程，二次冷却二次析水流程。却一次析水流程，二次冷却二次析水流程。