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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)將空氣加熱到滅菌溫度進行滅菌。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,以達到除塵除菌
2、的目的。3.介質(zhì)過濾除塵、除菌 實際使用時根據(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,按過濾機制不同可分為絕對過濾和深層過濾。絕對過濾: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?。?,其空隙大于0.5μm;,(
3、一)、絕對過濾,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,在接近纖維時,氣流碰到纖維而受阻,空氣就改變運動方向繞過纖維繼續(xù)前進。但微生物等顆粒由于具有一定的質(zhì)量,在以一定速度運動時具有慣性,碰到纖維時,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)氣流達到一定速度時,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,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)布朗運動 很小的顆粒在流動速度很慢的氣流中能產(chǎn)生一種不規(guī)則直線運動,稱為布朗運動,4)重力沉降:當(dāng)微粒所受的重
5、力大于氣流對它的拖帶力時,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,這就是對數(shù)穿透定律,
6、表示進入濾層的微粒數(shù)與穿透濾層的微粒數(shù)之比的對數(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: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:過濾層薄、體積小、壓降小,操作簡單,價格貴,2、過濾器的結(jié)構(gòu)類型,五、空氣過濾流程,1、對空氣的要求無菌、干燥、有一定的溫度,一定的壓力 一般流程如下:高空采風(fēng)→無油潤滑空氣壓縮→貯罐→冷卻→一次過濾→二次過濾→進入發(fā)酵罐,2、典型的空氣除菌流程,1)將空氣冷卻至露點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 :兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱。 空氣第一次冷卻到30~35℃,第二級冷卻至20~25℃,經(jīng)分水后加熱到30~35℃,因為溫度升高,相對濕度下降。,,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、簡述空氣介質(zhì)過濾除菌機理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
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