空气的净化精选文档.ppt

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1、空气的净化本讲稿第一页，共二十三页氧气氧气氮气氮气惰性气体惰性气体二氧化碳二氧化碳水蒸气水蒸气油油气态物质的混合物气态物质的混合物气态物质的混合物气态物质的混合物悬浮在空气中的灰尘悬浮在空气中的灰尘悬浮在空气中的灰尘悬浮在空气中的灰尘构成地壳的无机物质颗粒构成地壳的无机物质颗粒烟灰烟灰植物花粉植物花粉种类繁多的细菌和其他微生物种类繁多的细菌和其他微生物空气空气（即大气）（即大气）本讲稿第二页，共二十三页一、空气净化的方法一、空气净化的方法1.1.热灭菌法热灭菌法2.2.静电除菌静电除菌3.3.过滤除菌法过滤除菌法u最常用、最经济的空气除菌方法最常用、最经济的空气除菌方法u采用定期灭菌的介质来阻

2、截流过的空气中采用定期灭菌的介质来阻截流过的空气中所含微生物而制得无菌压缩空气。所含微生物而制得无菌压缩空气。本讲稿第三页，共二十三页二、空气的过滤除菌原理和介质二、空气的过滤除菌原理和介质1 1、空气的过滤除菌原理、空气的过滤除菌原理l布朗扩散截留作用布朗扩散截留作用l拦截截留作用拦截截留作用l惯性撞击截留作用惯性撞击截留作用l重力沉降作用重力沉降作用l静电吸引作用静电吸引作用本讲稿第四页，共二十三页l在过滤除菌中，各种机在过滤除菌中，各种机理共同作用。理共同作用。l随着参数的变化，各种随着参数的变化，各种作用之间有着复杂的关作用之间有着复杂的关系，目前还未能作准确系，目前还未能作准确的理论

3、计算。的理论计算。l一般认为惯性撞击截一般认为惯性撞击截留、拦截截留和布朗留、拦截截留和布朗运动截留的作用较大，运动截留的作用较大，而重力和静电引力的而重力和静电引力的作用则很小。作用则很小。本讲稿第五页，共二十三页对数穿透定律：表示穿透的菌数与原菌数之比的对数对数穿透定律：表示穿透的菌数与原菌数之比的对数值与值与介质厚度介质厚度成正比。成正比。c，c0进、出空气的菌浓度，个进、出空气的菌浓度，个/m3；N0，N一定体积空气在除菌前后的总菌数，个；一定体积空气在除菌前后的总菌数，个；K除菌常熟，除菌常熟，m-1；L过滤介质厚度，过滤介质厚度，m。=KLcc0NN0ln=ln本讲稿第六页，共二十

4、三页2 2、按过滤介质空隙大小分为两类：、按过滤介质空隙大小分为两类：l介质空隙小于细菌等微生物，称之介质空隙小于细菌等微生物，称之为绝对过滤；为绝对过滤；l介质空隙大于细菌等微生物，介质介质空隙大于细菌等微生物，介质等有一定厚度，称之为等有一定厚度，称之为深层过滤深层过滤。本讲稿第七页，共二十三页深层过滤深层过滤含微生物的气体含微生物的气体洁净气体洁净气体孔孔介质介质本讲稿第八页，共二十三页3 3、空气过滤除菌的介质、空气过滤除菌的介质l棉花棉花l活性炭活性炭l玻璃纤维玻璃纤维l有机合成纤维有机合成纤维l有机或无机烧结材料有机或无机烧结材料常用的过滤介质，通常使用脱脂棉，有弹性，纤维长常用的

5、过滤介质，通常使用脱脂棉，有弹性，纤维长度适中。一般填充密度为度适中。一般填充密度为130150 kg/m3，填充率为，填充率为8.510。活性炭质地坚硬，不易压碎，颗粒均匀，装填前应将粉末和活性炭质地坚硬，不易压碎，颗粒均匀，装填前应将粉末和细粒筛去。常用小圆柱体的颗粒活性炭，填充密度为细粒筛去。常用小圆柱体的颗粒活性炭，填充密度为470530 kg/m3，填充率，填充率44。纤维直径小，不易折断，过滤效果好。纤维直径约为纤维直径小，不易折断，过滤效果好。纤维直径约为519 m，填充密度为，填充密度为130280 kg/m3，填充率为，填充率为511。本讲稿第九页，共二十三页三、空气净化系统

6、及流程三、空气净化系统及流程1 1、要求：、要求：l通过空气过滤系统获得有一定压力、合通过空气过滤系统获得有一定压力、合适的温度（适的温度（30-3530-35）、洁净、无菌的空）、洁净、无菌的空气。气。l设备要求尽量采用新技术，精简设备投设备要求尽量采用新技术，精简设备投资、运转费用和动力消耗，简便操作。资、运转费用和动力消耗，简便操作。本讲稿第十页，共二十三页2 2、一般流程及相应设备、一般流程及相应设备采风，粗过滤器进行粗滤采风，粗过滤器进行粗滤空压机压缩空气空压机压缩空气一级冷凝器对压缩空气降温一级冷凝器对压缩空气降温二级冷凝器对压缩空气继续降温二级冷凝器对压缩空气继续降温空气加热器降

7、低湿度空气加热器降低湿度空气过滤器除菌空气过滤器除菌无菌空气进入发酵罐无菌空气进入发酵罐贮气罐贮气罐旋风分离器除水、除油旋风分离器除水、除油丝网分离器除水、除油丝网分离器除水、除油本讲稿第十一页，共二十三页1-1-粗过滤器；粗过滤器；2-2-压缩机；压缩机；3-3-贮罐；贮罐；4 4，6-6-列管换热器；列管换热器；5-5-旋风分离器；旋风分离器；7-7-丝网分离器（去雾器）；丝网分离器（去雾器）；8-8-加热器；加热器；9-9-总过滤器总过滤器两级冷却、加热除菌流程两级冷却、加热除菌流程本讲稿第十二页，共二十三页2 2、一般流程及相应设备、一般流程及相应设备空气预处理空气预处理对进入空气过滤

8、器的空对进入空气过滤器的空气进行预处理，达到合适的空气状态气进行预处理，达到合适的空气状态（温度、湿度）（温度、湿度）u采风、粗过滤、空气压缩、贮气、空气冷采风、粗过滤、空气压缩、贮气、空气冷却、气液分离、空气的加热却、气液分离、空气的加热过滤除菌过滤除菌对空气进行过滤处理，以对空气进行过滤处理，以除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需要。要。本讲稿第十三页，共二十三页空气空气空压机空压机粗粗过滤器过滤器高效前置过滤器高效前置过滤器（1 1）采风塔）采风塔u选择当地的上风口，远选择当地的上风口，远离尘埃集中处，高度一离尘埃集中处，高度一般在般在10 m10 m，设

9、计流速，设计流速8 8 m/sm/s，可建在空压机的屋顶，可建在空压机的屋顶上。上。（2 2）粗过滤）粗过滤u过滤空气中的大颗粒尘过滤空气中的大颗粒尘埃，降低空压机的磨损，埃，降低空压机的磨损，减轻主过滤器负荷。减轻主过滤器负荷。u可添加前置过滤器，采用可添加前置过滤器，采用布袋过滤器、填料过滤器、布袋过滤器、填料过滤器、油浴洗涤和水雾除尘装置油浴洗涤和水雾除尘装置等。等。本讲稿第十四页，共二十三页（3 3）空气压缩）空气压缩u涡轮式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机等。涡轮式压缩机、往复式压缩机、螺杆式压缩机等。u对空气压缩增压、增温、部分杀菌。对空气压缩增压、增温、部分杀菌。（4 4）贮气

10、）贮气u消除压缩机排除空气量的脉冲，稳定空气压力，沉降消除压缩机排除空气量的脉冲，稳定空气压力，沉降部分油雾，部分杀菌。部分油雾，部分杀菌。空压机空压机保温层保温层贮气罐贮气罐灭菌后空气灭菌后空气本讲稿第十五页，共二十三页（5 5）空气冷却）空气冷却u列管换热器，列管换热器，外壳下部设置排水管。外壳下部设置排水管。u第一级冷却器可用循环水，冷却到第一级冷却器可用循环水，冷却到30-3530-35，大部分水结成较大的雾粒；，大部分水结成较大的雾粒；u第二级冷却器采用第二级冷却器采用99的低温水，冷却到的低温水，冷却到20-20-2525，析出一部分较小雾粒。，析出一部分较小雾粒。（6 6）气液分

11、离）气液分离n旋风分离器：旋风分离器：利用离心力进行沉降去除重量较利用离心力进行沉降去除重量较大的微粒。大的微粒。n丝网分离器：丝网分离器：利用填料的惯性拦截作用除去利用填料的惯性拦截作用除去水雾和油雾水雾和油雾（7 7）空气的加热）空气的加热u列管换热器列管换热器u提高进入过滤器的空气温度，将空气中的相提高进入过滤器的空气温度，将空气中的相对湿度降低至对湿度降低至50506060，本讲稿第十六页，共二十三页（8 8）总过滤器）总过滤器-深层过滤器深层过滤器l深层过滤器是立式圆筒形，内深层过滤器是立式圆筒形，内部充填过滤介质。部充填过滤介质。l过滤介质主要有棉花、玻璃纤维、过滤介质主要有棉花、

12、玻璃纤维、超细玻璃纤维。超细玻璃纤维。本讲稿第十七页，共二十三页l在充填介质区间的过滤器圆筒外在充填介质区间的过滤器圆筒外部有部有换热夹套换热夹套，作用为：在消毒，作用为：在消毒时对过滤介质加热。时对过滤介质加热。l空气一般从下部圆筒切线方向通空气一般从下部圆筒切线方向通入，从上部圆筒排出，出口不宜入，从上部圆筒排出，出口不宜安装在顶盖，以免检修时拆装管安装在顶盖，以免检修时拆装管道困难。道困难。l过滤器上方装有安全阀、压力表，过滤器上方装有安全阀、压力表，罐底装有排污孔，以便经常检查空罐底装有排污孔，以便经常检查空气冷却是否完全，过虑介质是否潮气冷却是否完全，过虑介质是否潮湿等情况。湿等情况

13、。本讲稿第十八页，共二十三页l填充物按下列顺序安装：孔板填充物按下列顺序安装：孔板铁丝网铁丝网麻布麻布棉花棉花（1/4,1/31/4,1/3）麻布麻布活性炭活性炭(1/3,2/3)(1/3,2/3)麻布麻布棉棉花花麻布麻布铁丝网铁丝网孔板。孔板。l安装介质要求紧密均匀，压紧要一致。安装介质要求紧密均匀，压紧要一致。l弹簧压紧装置可以保持在一定位移范围内对孔板的一定压力。弹簧压紧装置可以保持在一定位移范围内对孔板的一定压力。过滤器操作要点过滤器操作要点安装安装本讲稿第十九页，共二十三页过滤器操作要点过滤器操作要点蒸汽灭菌蒸汽灭菌先将蒸汽管和过滤器内部的冷凝水放掉，先将蒸汽管和过滤器内部的冷凝水放

14、掉，灭菌蒸汽的压力应保持在灭菌蒸汽的压力应保持在0.17-0.2MPa(0.17-0.2MPa(表表压压)。先将蒸汽通入夹套预热，然后将蒸汽先将蒸汽通入夹套预热，然后将蒸汽直接冲入介质层中：小型过滤器的灭直接冲入介质层中：小型过滤器的灭菌时间为菌时间为30min30min，蒸汽从上向下冲；，蒸汽从上向下冲；大大型过滤器的灭菌时间为型过滤器的灭菌时间为1h1h，蒸汽一般先从，蒸汽一般先从下向上冲下向上冲30min30min，在从上向下冲，在从上向下冲30min30min。灭菌后立即引入无菌空气，将介质层灭菌后立即引入无菌空气，将介质层内部的水分吹干。但温度不宜过高，内部的水分吹干。但温度不宜过高

15、，以免过滤介质被烤焦或焚化。以免过滤介质被烤焦或焚化。蒸汽压力和排气速度不宜过大，以免过蒸汽压力和排气速度不宜过大，以免过滤介质被冲翻而造成短路。滤介质被冲翻而造成短路。本讲稿第二十页，共二十三页l在使用过滤器时，如果发酵罐的压力大于过滤器的压力在使用过滤器时，如果发酵罐的压力大于过滤器的压力（这种情况主要发生在突然停止进空气或空气压力忽然（这种情况主要发生在突然停止进空气或空气压力忽然下降），则发酵液会倒流到过滤器中。因此，在过滤器下降），则发酵液会倒流到过滤器中。因此，在过滤器通往发酵罐的管道上应安装单向阀门，操作时必须予以通往发酵罐的管道上应安装单向阀门，操作时必须予以注意。注意。本讲稿

16、第二十一页，共二十三页3 3、提高过滤除菌效率的措施、提高过滤除菌效率的措施设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气净化流程，以达到设计合理的空气预处理设备，选择合适的空气净化流程，以达到除油、水和杂质的目的。除油、水和杂质的目的。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。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。保证进口空气清洁度，减少进口空气的含菌数。保证进口空气清洁度，减少进口空气的含菌数。a)a)加强生产场地的尾气管理，减少生产环境空气中的含菌数；加强生产场地的尾气管理，减少生产环境空气中的含菌数；b)b)正确选择进风口，压缩空气站应设上风口；正确选择进风口，压

17、缩空气站应设上风口；c)c)提高进口空气的采气位置，减少菌数和尘埃数；提高进口空气的采气位置，减少菌数和尘埃数；d)d)加强空气压缩前的预处理。加强空气压缩前的预处理。降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态降低进入空气过滤器的空气相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作。下工作。a)a)使用无润滑油的空气压缩机；使用无润滑油的空气压缩机；b)b)加强空气冷却和去油去水；加强空气冷却和去油去水；c)c)提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。本讲稿第二十二页，共二十三页要点：要点：1 1、空气净化最常用方法、空气净化最常用方法、空气净化最常用方法、空气净化最常用方法2 2 2 2、空气的过滤除菌原理、空气的过滤除菌原理3 3、深层过滤介质、深层过滤介质、深层过滤介质、深层过滤介质4 4 4 4、两级冷却、加热除菌流程及相关设备、两级冷却、加热除菌流程及相关设备、两级冷却、加热除菌流程及相关设备、两级冷却、加热除菌流程及相关设备5 5 5 5、总过滤器结构和灭菌、总过滤器结构和灭菌、总过滤器结构和灭菌、总过滤器结构和灭菌本讲稿第二十三页，共二十三页