微生物工程(发酵)第四章无菌空气的制备.ppt
01新型过滤介质02用四氟乙烯经膨化而制成的过滤介质;03优点:过滤面积大、流量快、阻力小、体积小常用过滤介质过滤器的结构深层棉花过滤器一般为立式圆筒形,下方为进气口,上方出气口;介质安装顺序:孔板、铁丝网、麻布、棉花、麻布、活性炭、麻布、棉花、麻布、铁丝网、孔板;深层纤维介质空气过滤器进气口压紧架出气口纤维介质换热夹套活性炭使用注意事项:安装后用空气蒸汽吹一段时间,打开检查是否有松动,以补加。使用一段时间后必须灭菌,由上向下通入干燥蒸汽,约45min,然后用压缩空气吹干。空气压缩后,温度不变,相对湿度会增加,易析出水滴,会对过滤介质造成影响,故空气压缩后应进行适当的处理,使除油、降低湿度后再进入空气过滤器。01一般使用冷却再加热法;024.5无菌空气的制备流程采风(高度)预过滤(去除>5μm的微粒)空气压缩油水分离(利用离心力去除油滴、液滴)冷却(去除水分)空气储罐(稳定压力,沉降作用)0102030405064.5无菌空气的制备流程除雾(填料式除雾器,捕集小液滴)加热(50℃,空气相对湿度60%)总过滤80-90%罐前除雾99%预过滤99.9999%除菌过滤(精过滤)利用热空气加热冷空气的除菌流程1-高空采风2-粗过滤器3-空压机4-热交换器5-冷却器6、7-旋风分离器8-空气总过滤器9-空气分过滤器空气压缩冷却过滤流程1-粗过滤器2-空气压缩机3-贮罐4-冷却器5-过滤器第四章无菌空气的制备需氧微生物发酵所需氧气来源于空气,且需长时间无间断供应,因此空气的除菌非常重要。据统计,空气系统的染菌占总染菌数的20%,居第二位。需建立确保无菌、简化流程、节约能源的空气除菌系统。空气中微生物的分布规律选择良好的取风位置与提高除菌系统效率同样重要。低空多,高空少易附着于固体表面或液滴中,含菌量随环境不同而有很大的差别:人口稠密处多,人口稀少处少;潮湿南方多,干燥北方少;4.1无菌空气的标准城市一般含菌量:1103个/m3或104个/m32空气中微生物的分布规律空气中微生物的分布规律结论:由于空气中微生物是依附于尘埃、微粒及微细的水滴上,故净化空气就是要除去悬浮于空气中的尘埃和细微水滴,使之无菌。发酵对空气无菌程度的要求空气中的微生物多是细菌孢子,以及酵母、霉菌和病毒,常见菌株大小见右表:菌株直径um长um产气杆菌1.0-1.51.0-2.5蜡状芽孢杆菌1.3-2.08.1-25.8地衣芽孢杆菌0.5-0.71.8-3.3变形杆菌0.5-1.01.0-3.0铜绿假单胞菌0.3-0.50.5-0.8流感杆菌0.3-0.50.5-1.0噬菌体0.020.04故认为只要将0.3um以上的微粒全部除掉,就可达到无菌;01生物工业生产中对无菌空气的无菌程度要求是: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。02需注意:不同的发酵过程对空气除菌要求不同:一般酵母发酵时,pH低,周期短,抗杂菌能力强,无菌要求低;细菌或细胞发酵时,周期长,自身抗感染能力弱,无菌要求高。粒子计数测定法;固定膜采样法;光学法与培养法;空气含菌量的测定显然用高热蒸汽来加热保温灭菌不现实常用方法:过滤法其它方法:热杀法、射线法、静电除菌法。4.2空气除菌方法热杀法微生物加热后体内蛋白质(酶)的氧化变性而死亡。原理:利用空气压缩时温度的升高来实现,根据多变压缩公式:T1T2=P2P1m-1mm为多变指数,取1.2-1.3空气热灭菌流程示意图1-空气压缩机2-粗过滤器3-保温管4-贮气罐5-保温罐6-列管式冷却器7-涡轮压缩机8-预热器9-粗过滤器10-空气吸入塔热杀菌优点:产生空气量大,热杀时间短,维持设备不必太庞大。01不足:设备必须耐高压、高温,且需加大冷却器的热负荷。因此从经济角度考虑,实际生产中较少采用。02热杀法原理:在强度较大的电场中,负极出现电晕现象,使附近的中性分子电离为正负离子,并向两极运动。因负离子的移动距离大,所以使固体和液体微粒向正极运动,而在正极沉淀。01正极为沉淀极,负极为电晕极。01静电除尘法静电除菌电极钢丝钢管绝缘瓶钢板空气出口封头管板法兰空气进口静电除尘器装置图管式静电除菌器特点:除尘效率高(1um微尘去除率达99%以上)能量消耗少(处理1000m3只需度电)空气阻力小不足