第六章 空气灭菌 教 学 内 容 1、空气灭菌的要求和方法 2、空气过滤除菌流程 3、空气的预处理 4、空气的过滤除菌原理和介质
第六章 空气灭菌 教 学 内 容 1、空气灭菌的要求和方法 2、空气过滤除菌流程 3、空气的预处理 4、空气的过滤除菌原理和介质
一、空气灭菌的要求和 方法 1、空气中微生 物种类及其分布 好氧微生物在培养过程中，无论是生长还是合成代谢产物都需要消耗大量的 氧气，以满足微生物的生长、繁殖及代谢的需要。这些氧气通常是由空气提供， 但是，空气中夹带有大量的各类微生物，这些杂微生物如果随空气一起进入培养 系统，便会在合适的条件下大量繁殖，并与目的微生物竞争性消耗培养基中的营 养物质，从而干扰或破坏纯种培养过程的正常进行，甚至使培养过程彻底失败导 致倒罐，造成严重的经济损失。 空气主要是由氮气和氧气、二氧化碳、惰性气体、水蒸汽 以及悬浮在空气中的尘埃等组成的混合物。空气 中含有大量的 微生物，除常见的细菌外，还有酵母真菌和病素养，据统计一 般城市的空气中含菌量为103-104个/m3。空气中常见的微生物 大致有金黄色小球菌、产气杆菌等，见表6-1 空气除菌不净是发酵染菌的主要原因之一。 比如一个通气量为40m3 /min的发酵罐，一天所需要的空气量高达（5.76*104）m3 ， 假如所用的空气中含菌量为104个/m3，那么一天将有5.76*108个微生物细胞进入发酵罐， 这么多的杂菌带入，完全可导致发酵失败。因此，空气的灭菌是好氧培养过程中的一个 重要环节
一、空气灭菌的要求和 方法 1、空气中微生 物种类及其分布 好氧微生物在培养过程中，无论是生长还是合成代谢产物都需要消耗大量的 氧气，以满足微生物的生长、繁殖及代谢的需要。这些氧气通常是由空气提供， 但是，空气中夹带有大量的各类微生物，这些杂微生物如果随空气一起进入培养 系统，便会在合适的条件下大量繁殖，并与目的微生物竞争性消耗培养基中的营 养物质，从而干扰或破坏纯种培养过程的正常进行，甚至使培养过程彻底失败导 致倒罐，造成严重的经济损失。 空气主要是由氮气和氧气、二氧化碳、惰性气体、水蒸汽 以及悬浮在空气中的尘埃等组成的混合物。空气 中含有大量的 微生物，除常见的细菌外，还有酵母真菌和病素养，据统计一 般城市的空气中含菌量为103-104个/m3。空气中常见的微生物 大致有金黄色小球菌、产气杆菌等，见表6-1 空气除菌不净是发酵染菌的主要原因之一。 比如一个通气量为40m3 /min的发酵罐，一天所需要的空气量高达（5.76*104）m3 ， 假如所用的空气中含菌量为104个/m3，那么一天将有5.76*108个微生物细胞进入发酵罐， 这么多的杂菌带入，完全可导致发酵失败。因此，空气的灭菌是好氧培养过程中的一个 重要环节
微生物（菌种） 宽（μm ） 长（μm ） 产气杆菌 1.0-1.5 1.0-2.5 蜡状芽苞杆菌 1.3-2.0 8.1-25.8 普通变形杆菌 0.5-1.0 1.0-3.0 地衣芽孢杆菌 0.5-0.5 1.8-3.3 巨大芽苞杆菌 0.9-2.1 2.0-10.0 覃状芽苞杆菌 0.6-1.6 1.6-13.6 枯草芽苞杆菌 0.5-1.1 1.6-4.8 普通变性杆菌 0.5-1.0 1.0-3.0 金黄小球菌 0.5-1.0 0.5-1.0 酵母菌 3.0-5.0 5.0-19.0 病素 0.0015-0.225 0.0015-0.28 霉状分枝杆菌 0.6-1.6 1.6-13.6 空气中的微生物是依附在尘埃上的，空气中的尘埃数与细菌数的关系如式6.1 Y=0.003x-2.6 式中，y-空气中的微生物数量（个/m3），x-空气中的尘颗粒数量（个/m3）。 说说空气中微生物的数量与环境的密切关系： 北方与南方、城市与农村、地面与高空、工业城市与非工业城市
微生物（菌种） 宽（μm ） 长（μm ） 产气杆菌 1.0-1.5 1.0-2.5 蜡状芽苞杆菌 1.3-2.0 8.1-25.8 普通变形杆菌 0.5-1.0 1.0-3.0 地衣芽孢杆菌 0.5-0.5 1.8-3.3 巨大芽苞杆菌 0.9-2.1 2.0-10.0 覃状芽苞杆菌 0.6-1.6 1.6-13.6 枯草芽苞杆菌 0.5-1.1 1.6-4.8 普通变性杆菌 0.5-1.0 1.0-3.0 金黄小球菌 0.5-1.0 0.5-1.0 酵母菌 3.0-5.0 5.0-19.0 病素 0.0015-0.225 0.0015-0.28 霉状分枝杆菌 0.6-1.6 1.6-13.6 空气中的微生物是依附在尘埃上的，空气中的尘埃数与细菌数的关系如式6.1 Y=0.003x-2.6 式中，y-空气中的微生物数量（个/m3），x-空气中的尘颗粒数量（个/m3）。 说说空气中微生物的数量与环境的密切关系： 北方与南方、城市与农村、地面与高空、工业城市与非工业城市
2、空气灭菌的要求和方法 各种不同的培养过程，鉴于其所用菌种的生长能力强弱、生长 速度的快慢、培养周期的长短以及增基中PH差异，对空气灭菌 的要求也不相同。所以，对空气灭菌的要求应根据具体情况而 定，但一般仍可按10-3的染菌机率，即在1000次培养过程中，只 允许一次是由于空气灭菌不彻底而造成染菌，致使培养过程失 败。 空气灭菌的方法大致有如下几种： 热灭菌法 P92 阅读课本92页，回答2个问题
2、空气灭菌的要求和方法 各种不同的培养过程，鉴于其所用菌种的生长能力强弱、生长 速度的快慢、培养周期的长短以及增基中PH差异，对空气灭菌 的要求也不相同。所以，对空气灭菌的要求应根据具体情况而 定，但一般仍可按10-3的染菌机率，即在1000次培养过程中，只 允许一次是由于空气灭菌不彻底而造成染菌，致使培养过程失 败。 空气灭菌的方法大致有如下几种： 热灭菌法 P92 阅读课本92页，回答2个问题
多变压缩公式： 温度（℃） 所需时间（s） 200 15.1 250 5.1 300 2.1 350 1.05 若进气温度为60-70 ℃ ，那么当P2/P1=6时，经压 缩机压缩后的空气温度将升高至多少度？ m m P P T T 1 1 2 2 1( ) − 问题2 = 200以上，便可进行热灭菌。因此，空气热灭菌的流程 设计时通常是先预热至60-70后进入压缩机压缩，并在 200以上的温度下维持一段时间，以杀死杂菌，如图 6-2所示。 不同温度下杀死微生物所需时间 空气热灭菌所需的温度提高是通过何种加热方式来实现？ 问题1
多变压缩公式： 温度（℃） 所需时间（s） 200 15.1 250 5.1 300 2.1 350 1.05 若进气温度为60-70 ℃ ，那么当P2/P1=6时，经压 缩机压缩后的空气温度将升高至多少度？ m m P P T T 1 1 2 2 1( ) − 问题2 = 200以上，便可进行热灭菌。因此，空气热灭菌的流程 设计时通常是先预热至60-70后进入压缩机压缩，并在 200以上的温度下维持一段时间，以杀死杂菌，如图 6-2所示。 不同温度下杀死微生物所需时间 空气热灭菌所需的温度提高是通过何种加热方式来实现？ 问题1
空气热灭菌流程示意图P93图6-2右 空气吸收塔 灭菌后空气 粗过滤器 预热器 涡轮压缩机 保温罐 列管式冷却器 空气 空气 空压机 粗过滤器 保温层 贮气罐 灭菌后空气
空气热灭菌流程示意图P93图6-2右 空气吸收塔 灭菌后空气 粗过滤器 预热器 涡轮压缩机 保温罐 列管式冷却器 空气 空气 空压机 粗过滤器 保温层 贮气罐 灭菌后空气
辐射杀菌 静电除菌 原理及缺点P93 介质过滤除菌法 过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介 质，以阻截空气中所含微生物，而取得无 菌空气的方法。通过过滤除菌处理的空气 可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温 度以供耗氧培养过程之用。该法是目前广 泛应用来获得大量无菌空气的常规方法。 将在下节中详细介绍。 二、空气过滤除菌流程 1、对空气过滤除菌流程的要求 要制备较高无菌程度、具有一定压力的无菌空气，并保持过滤器在比较高的效率 下进行过滤，并维持一定的气流速度和不受油、水的干扰，则要有一系列的加热、冷 却及分离和除杂设备来保证。空气过滤除菌有多种流程，下面分别介绍几种较典型流 程。 流程的制订还需要根据所在地的地理、气候环境和设备条件加以考虑。P94 压缩机 冷却器 分离器 加热器 过滤器 1 2 4 3
辐射杀菌 静电除菌 原理及缺点P93 介质过滤除菌法 过滤除菌法是让含菌空气通过过滤介 质，以阻截空气中所含微生物，而取得无 菌空气的方法。通过过滤除菌处理的空气 可达到无菌，并有足够的压力和适宜的温 度以供耗氧培养过程之用。该法是目前广 泛应用来获得大量无菌空气的常规方法。 将在下节中详细介绍。 二、空气过滤除菌流程 1、对空气过滤除菌流程的要求 要制备较高无菌程度、具有一定压力的无菌空气，并保持过滤器在比较高的效率 下进行过滤，并维持一定的气流速度和不受油、水的干扰，则要有一系列的加热、冷 却及分离和除杂设备来保证。空气过滤除菌有多种流程，下面分别介绍几种较典型流 程。 流程的制订还需要根据所在地的地理、气候环境和设备条件加以考虑。P94 压缩机 冷却器 分离器 加热器 过滤器 1 2 4 3
两级冷却、加热除菌流程P94图6-4 粗过滤器 压缩机 贮罐 冷却器 旋风分离器 冷却器 丝网分离器 加热器 过滤器 2、空气除菌流程的分析 1）两级冷却、加热除菌流程 P94 流程优点： 适用地区： 问题 加热器的作用？
两级冷却、加热除菌流程P94图6-4 粗过滤器 压缩机 贮罐 冷却器 旋风分离器 冷却器 丝网分离器 加热器 过滤器 2、空气除菌流程的分析 1）两级冷却、加热除菌流程 P94 流程优点： 适用地区： 问题 加热器的作用？
冷热空气直接混合式空气除菌流程P95图6-5 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 丝网分离器 过滤器 2）冷热空气直接混合式空气除菌流程 流程优点： 适用地区：
冷热空气直接混合式空气除菌流程P95图6-5 压缩机 粗过滤器 贮罐 冷却器 丝网分离器 过滤器 2）冷热空气直接混合式空气除菌流程 流程优点： 适用地区：
高效前置过滤空气除菌流程P95图6-6 高效前置过滤器 压缩机 贮罐 冷却器 丝网分离器 加热器 过滤器 3）高效前置过滤空气除菌流程 流程优点： 适用地区：
高效前置过滤空气除菌流程P95图6-6 高效前置过滤器 压缩机 贮罐 冷却器 丝网分离器 加热器 过滤器 3）高效前置过滤空气除菌流程 流程优点： 适用地区：