第六節(jié) 空氣中的微生物與除菌方法

1、第六節(jié) 空氣中的微生物與除菌方法,一、空氣中的微生物含量、種類隨空氣狀況而異；北方少，南方多，高空少，城市多，農(nóng)村少就種類而言，通常細(xì)菌芽孢、霉菌孢子居多；空氣中的微生物一般附著在塵埃、霧滴上；,二、空氣除菌方法,1.加熱滅菌：采用加熱手段（電、蒸汽、空壓機(jī)）將空氣加熱到滅菌溫度進(jìn)行滅菌。2.靜電電除塵：被電離的空氣離子在向電極快速移動(dòng)過程中撞擊上空氣中的塵埃、菌體后，使菌體、塵埃移向電極，最終沉降吸附在電極上，以達(dá)到除塵除菌

2、的目的。3.介質(zhì)過濾除塵、除菌 實(shí)際使用時(shí)根據(jù)具體發(fā)酵選用除菌方式，一般常用過濾除菌的方法。,三、介質(zhì)過濾除菌,按過濾機(jī)制不同可分為絕對(duì)過濾和深層過濾。絕對(duì)過濾：是利用微孔濾膜，其空隙小于0.5μm，甚至小于0.1μm深層過濾：以纖維（棉花、玻璃纖維、尼龍）、顆粒狀介質(zhì)（活性炭）為過濾層（介質(zhì)層厚），其空隙大于50μm；以超細(xì)玻璃纖維、石棉板、燒結(jié)金屬板、聚四氟乙烯等作為過濾介質(zhì)（介質(zhì)層薄），其空隙大于0.5μm；,（

3、一）、絕對(duì)過濾,介質(zhì)之間的空隙小于被濾除的微生物，當(dāng)空氣流過介質(zhì)層后，空氣中的微生物被濾除。 介質(zhì)的空隙小于0.5µm，,（二）、介質(zhì)過濾,1、介質(zhì)過濾機(jī)理1）慣性碰撞作用 當(dāng)微生物等顆粒隨空氣以一定的速度流動(dòng)，在接近纖維時(shí)，氣流碰到纖維而受阻，空氣就改變運(yùn)動(dòng)方向繞過纖維繼續(xù)前進(jìn)。但微生物等顆粒由于具有一定的質(zhì)量，在以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)具有慣性，碰到纖維時(shí)，由于慣性作用而離開氣流碰在纖維表面上，由于摩擦、粘

4、附作用，被滯留在纖維表面上，這叫做慣性滯留作用當(dāng)氣流達(dá)到一定速度時(shí)，它是介質(zhì)過濾除塵的主要作用。,2）阻截作用 在氣流速度在臨界速度以下，由于速度很低時(shí)，在纖維周邊形成一層邊界滯留區(qū)，在滯留區(qū)內(nèi)氣流速度更慢，在滯留區(qū)內(nèi)的顆粒緩慢接近纖維，并與之接觸，由于摩擦、粘著作用而被滯留，這種作用稱為阻截作用。,3）布朗運(yùn)動(dòng) 很小的顆粒在流動(dòng)速度很慢的氣流中能產(chǎn)生一種不規(guī)則直線運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng),4）重力沉降：當(dāng)微粒所受的重

5、力大于氣流對(duì)它的拖帶力時(shí)，微粒就沉降。 5）靜電吸附：很多微生物都帶電荷（譬如枯草芽孢桿菌孢子中20％帶正電荷，15％帶負(fù)電荷）；誘導(dǎo)電荷的產(chǎn)生。,2、過濾效率： 過濾效率就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原來微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾設(shè)備過濾能力的指標(biāo)。,,穿透率（P）為：,過濾效率：,,：過濾前空氣中的微粒數(shù)；,：過濾后空氣中的微粒數(shù)；,：穿透率；,,：過濾前空氣中的微粒數(shù)；,將上式變形后積分：,,,,,,或,這就是對(duì)數(shù)穿透定律，

6、表示進(jìn)入濾層的微粒數(shù)與穿透濾層的微粒數(shù)之比的對(duì)數(shù)是濾層厚度的函數(shù)，常數(shù)K的值與空氣流速、纖維充填密度和直徑、空氣中微粒大小等因素有關(guān)。,3、影響介質(zhì)過濾效率的因素,1）介質(zhì)的種類2）介質(zhì)的直徑3）介質(zhì)密度；4）空氣流速；5）介質(zhì)厚度；6）空氣中微粒的大小,四、空氣過濾器類型,1、分類1）以纖維狀物（棉花、玻璃纖維、滌綸、微尼綸等）或顆粒狀物質(zhì)（如活性炭）為介質(zhì)所構(gòu)成的過濾器.特點(diǎn)：過濾層厚度大，體積大，壓力降大，操作麻煩

7、2）以微孔濾紙、濾板、濾棒構(gòu)成的過濾器。特點(diǎn)：過濾層薄、體積小、壓降小，操作簡(jiǎn)單，價(jià)格貴,2、過濾器的結(jié)構(gòu)類型,五、空氣過濾流程,1、對(duì)空氣的要求無菌、干燥、有一定的溫度，一定的壓力 一般流程如下：高空采風(fēng)→無油潤(rùn)滑空氣壓縮→貯罐→冷卻→一次過濾→二次過濾→進(jìn)入發(fā)酵罐,2、典型的空氣除菌流程,1）將空氣冷卻至露點(diǎn)以上的流程適用范圍：氣候干燥地區(qū),一次冷卻一次析水的空氣預(yù)處理流程適用范圍：空氣濕含量較大地區(qū),高空采

8、風(fēng)、兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱流程,特點(diǎn) ：兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱。 空氣第一次冷卻到30～35℃，第二級(jí)冷卻至20～25℃，經(jīng)分水后加熱到30～35℃，因?yàn)闇囟壬?，相?duì)濕度下降。,,利用熱空氣加熱冷空氣的流程適用范圍：空氣濕含量中等地區(qū),冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程,作業(yè)：1、根據(jù)傳質(zhì)理論，試述影響氧傳遞速率的因素2、簡(jiǎn)述空氣介質(zhì)過濾除菌機(jī)理3、試畫出適合空氣濕含量較大地區(qū)所需的一種空氣預(yù)處理流程（用文