第三章空气过滤除菌第一节概述空气中常见微生物种类及大小3.发酵用无菌空气的质量标准细菌、酵母菌、霉菌和病毒是空气中的主要微生物，它们大多附着在空气中的灰尘上。一般来说，凡是尘埃浓度高的地区，空气中所含微生物的量也越多。城市市中心空气中的微生物含量也高于农村。夏季的空气中所含微生物也比冬季多，离地面近的空气中所含微生物也比离地面高的多。工程设计中常以微生物浓度104个／m3作为空气的污染指标。发酵用的无菌空气需要达到得标准：4.空气除菌的意义（参见培养基灭菌）1.生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降。2.杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降。3.有些杂菌会分解产物，使生产失败。4.杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常。5.如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败。附：据日本抗生素生产的统计资料，设备渗漏和空气除菌不彻底是导致染菌的主要原因。5.好气性发酵对空气除菌的要求1.工业发酵对空气处理的要求随发酵产品和菌种不同而异。2.半固体制曲和酵母生产中无菌要求不十分严格，一般无需复杂的空气净化处理。3.密闭的深层通气发酵培养需氧微生物需严格的纯净培养。进入发酵罐前空气必须进行冷却、脱水、脱油和过滤除菌等处理，才能满足生物工程的要求。4.绝对无菌在目前是不可能的，也是不经济的。在工程设计中一般要求1000次使用周期中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度为N=10-3。5.发酵对无菌空气的要求是：无菌，无灰尘，无杂质，无水，无油，正压等几项指标。1.2加热灭菌法1.4介质过滤除菌1.概念：介质过滤除菌是使空气通过经无菌介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌目的。2.介质过滤除菌的分类：根据介质间的孔隙分类。常规介质过滤：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，称为常规介质过滤。这类过滤介质有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、烧结材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料）；绝对过滤：介质的孔隙小于细菌，含细菌等微生物的空气通过介质，微生物就被截留于介质上而实现过滤除菌，有时称之为绝对过滤。绝对过滤在生物加工过程中的应用逐渐增多，它可以除去0.2μm左右的粒子，故可以把生物全部过滤除去。1.5辐射灭菌：超声波、高能阴极射线、X射线、γ射线、β射线、紫外线理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。应用较广泛的还是紫外线。紫外线波长为253.7－265nm时杀菌效力最强，它的杀菌力与紫外线的强度成正比，与距离的平方成反比。16化学药剂灭菌法某些化学药剂能与微生物发生反应而具有杀菌的作用。化学药剂适于生产车间环境的灭菌，接种操作前小型器具的灭菌等。化学药品的灭菌使用方法，根据灭菌对象的不同有浸泡、添加、擦拭、喷洒、气态熏蒸等。空气净化系统流程图见图5—11。习惯上把这一流程中过滤器以前的部分称为空气预处理。主要包括采风塔、粗过滤器、空气压缩机、空气贮罐、冷却器、空气加热设备等。另外空气预处理流程也应根据当地空气情况作相应的变化。5－11空是除菌设备流程图图5－15(1)几种空气预处理流程1－粗过滤器2－压缩机3－冷却器4－空气过滤器5－分离器6－加热器1－粗过滤器2－压缩机3－冷却器4－空气过滤器5－分离器6－加热器(1)、采风塔应建在工厂的上风头，远离烟囱。采风塔可用灰铁皮或砼制成，采风塔越高越好，至少10m，设计气流速度8m／s左右。为节省地方和利用空间，可把采风塔做成采风室，直接构筑在空压机房的屋顶上。(2)、粗过滤器安装在空压机吸入口前，又称前置过滤器。作用：拦截空气中较大的灰尘以保护空气压缩机，同时也起到一定的除菌作用，减轻总过滤器的负担。粗过滤器应具有阻力小、容尘量大的特点，否则会成为阻力而影响压缩机吸气。过滤介质可采用泡沫塑料(平板式)或者无纺布(折叠式)，设计流速为0.1—0.5m/s。(3)、空气压缩机作用：提供动力。类型：往复式空压机、螺杆式和涡轮式空压机。空压机的选用应根据空气用量，结合本地实际及空压机的特点合理选用。为保证连续供气，一般不提倡单台空压机。空气的压缩过程可看做绝热过程时，压缩后的空气温度与被压缩的程度有关：(4)、空气贮罐作用:消除压缩空气的脉动.这对往复式空压机尤为重要。涡轮式或螺杆式空压机，由于排气是均匀而连续的，则贮罐可省去。贮罐的H/D=2—2.5，其容积可按下式估算：VR=(0.1～0.2)VAm3VA为空压机每分钟排气量(20oC，1×l05Pa状况下)，m3(5)、冷却器空压机出口气温一般在120℃左右，必须冷却。另外在潮湿地域和季节，空