第十一章 空气净化除菌与空气调节
第十一章 空气净化除菌与空气调节
计 划 ➢ 授课时间 2学时 ➢ 单元目标与要求 掌握空气介质过滤的原理及工艺与设备，了解 空气调节的原理与方法。 ➢ 授课内容 空气净化除菌的方法与原理，空气介质过滤除 菌设备及计算，生物工业生产的空气调节。 ➢ 重点和难点 空气净化除菌的方法与原理，空气介质过滤除 菌设备及计算
计 划 ➢ 授课时间 2学时 ➢ 单元目标与要求 掌握空气介质过滤的原理及工艺与设备，了解 空气调节的原理与方法。 ➢ 授课内容 空气净化除菌的方法与原理，空气介质过滤除 菌设备及计算，生物工业生产的空气调节。 ➢ 重点和难点 空气净化除菌的方法与原理，空气介质过滤除 菌设备及计算
第一节 空气除菌 一 .空气中微生物的分布 一般城市空气中杂菌数为3000- 8000个／ 。空气中的微生物种类 以细菌和细菌芽胞较多，也有酵母， 霉菌和病毒。空气中微生物的含量一 般为
第一节 空气除菌 一 .空气中微生物的分布 一般城市空气中杂菌数为3000- 8000个／ 。空气中的微生物种类 以细菌和细菌芽胞较多，也有酵母， 霉菌和病毒。空气中微生物的含量一 般为
空气中常见杂菌的大小 菌种 细胞 孢子 宽，μm 长，μm 宽，μm 长，μm 金黄色小球菌 0.5~1.0 — — — 产气杆菌 1.0~1.5 1.0~2.5 — — 蜡样芽孢杆菌 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 0.5~0.7 1.8~3.3 — — 枯草芽孢杆菌 0.5~1.1 1.6~4.8 0.5~1.0 0.9~1.8 巨大芽孢杆菌 0.9~2.1 2.0~10.0 0.6~1.2 0.9~1.7 霉状分枝杆菌 0.6~1.6 1.6~13.6 0.8~1.2 0.8~1.8
空气中常见杂菌的大小 菌种 细胞 孢子 宽，μm 长，μm 宽，μm 长，μm 金黄色小球菌 0.5~1.0 — — — 产气杆菌 1.0~1.5 1.0~2.5 — — 蜡样芽孢杆菌 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 0.5~0.7 1.8~3.3 — — 枯草芽孢杆菌 0.5~1.1 1.6~4.8 0.5~1.0 0.9~1.8 巨大芽孢杆菌 0.9~2.1 2.0~10.0 0.6~1.2 0.9~1.7 霉状分枝杆菌 0.6~1.6 1.6~13.6 0.8~1.2 0.8~1.8
二.发酵对空气无菌程度的要求 ◼ 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； ◼ 发酵对无菌空气的无菌程度要求是：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
二.发酵对空气无菌程度的要求 ◼ 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； ◼ 发酵对无菌空气的无菌程度要求是：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
三、空气除菌的方法 （一） 辐射杀菌 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。但由于具体的杀菌机理不是很清楚， 目前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
三、空气除菌的方法 （一） 辐射杀菌 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。但由于具体的杀菌机理不是很清楚， 目前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
（二）热灭菌法 空气在进入培养系统之前，一般需用空压机以 提高压力，所以空气热灭菌时所需温度的提高， 可直接利用空气压缩时的温度升高来实现 . 空气温度与微生物热死灭的时间 温度 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 时间 15.1 s 5.1 s 2.1 s 1.05 s
（二）热灭菌法 空气在进入培养系统之前，一般需用空压机以 提高压力，所以空气热灭菌时所需温度的提高， 可直接利用空气压缩时的温度升高来实现 . 空气温度与微生物热死灭的时间 温度 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 时间 15.1 s 5.1 s 2.1 s 1.05 s
（三）静电除菌 静电除尘是利用静电引力来吸附带电离子 而达到除尘灭菌的目的。悬浮于空气中的微 生物、微生物孢子大多数带有不同的电荷， 没有电荷的微粒进入高压静电场时则会被电 离成带电微粒，但对于一些直径很小的微粒， 它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小 于气流对微粒的拖带力或微粒布朗运动的动 量时，微粒就不能被吸附而沉降，所以静电 除尘对很小的微粒效率较低
（三）静电除菌 静电除尘是利用静电引力来吸附带电离子 而达到除尘灭菌的目的。悬浮于空气中的微 生物、微生物孢子大多数带有不同的电荷， 没有电荷的微粒进入高压静电场时则会被电 离成带电微粒，但对于一些直径很小的微粒， 它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小 于气流对微粒的拖带力或微粒布朗运动的动 量时，微粒就不能被吸附而沉降，所以静电 除尘对很小的微粒效率较低
四. 过滤除菌 ◼ 介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层， 将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除 菌的目的。 ◼ 目前常用的过滤介质有棉花、活性炭、超细玻璃纤维、 石棉滤纸、PVA烧结材料过滤介质、烧结金属过滤介 质等
四. 过滤除菌 ◼ 介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层， 将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除 菌的目的。 ◼ 目前常用的过滤介质有棉花、活性炭、超细玻璃纤维、 石棉滤纸、PVA烧结材料过滤介质、烧结金属过滤介 质等
(一)深层过滤原理 是依靠气流通过滤层时，基于滤层 纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过 程中出现无数次改变气速大小和方向 的绕流运动，从而导致微生物微粒与 滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩 散、重力及静电引力等作用，从而把 微生物微粒截留、捕集在纤维表面上， 实现了过滤
(一)深层过滤原理 是依靠气流通过滤层时，基于滤层 纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过 程中出现无数次改变气速大小和方向 的绕流运动，从而导致微生物微粒与 滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩 散、重力及静电引力等作用，从而把 微生物微粒截留、捕集在纤维表面上， 实现了过滤