第三章-空氣除菌

第三章空氣除菌

一.空氣除菌的意義絕大多數(shù)的工業(yè)微生物發(fā)酵都是好氧發(fā)酵。工業(yè)生產(chǎn)上均采用空氣作為氧氣來(lái)源。然而，空氣中有各種各樣的微生物，空氣中大量雜菌：103-

104個(gè)/m3。它們?cè)谶m宜條件下會(huì)大量繁殖，消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，干擾甚至破壞發(fā)酵的正常進(jìn)行，使得發(fā)酵產(chǎn)品的效價(jià)降低，產(chǎn)量下降，甚至造成發(fā)酵徹底失敗等。為保證純種培養(yǎng)，必須將空氣中的微生物除去或殺死（空氣除菌）。空氣除菌是發(fā)酵工業(yè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。獲得大量的無(wú)菌空氣供給好氧發(fā)酵微生物是生化工程中極為重要的課題。二.空氣中的微生物空氣中微生物的含量和種類隨地區(qū)、高低、季節(jié)而異，空氣中塵埃多少和人們活動(dòng)情況而異。一般寒冷的北方比暖和、潮濕的南方含菌量少；離地面愈高含菌量愈少；工業(yè)城市比農(nóng)村含菌量多。據(jù)統(tǒng)計(jì)大城市空氣含菌數(shù)為3000~10000個(gè)/m3。二、空氣中微生物影響因素：高度、季節(jié)、地區(qū)、地點(diǎn)細(xì)小而輕的菌體是隨水分的蒸發(fā)、物料的移動(dòng)被氣流帶入空氣中或粘附在灰塵上而漂浮在氣流中，離地面愈高空氣中含菌量愈少（每升高10米，空氣中的含菌量就降低一個(gè)數(shù)量級(jí)）溫度和濕度影響微生物的生存，夏季空氣中微生物的含量要多些寒冷、干燥的北方比溫暖、潮濕的南方空氣中含菌量少二、空氣中微生物空氣中的微生物以細(xì)菌和細(xì)菌芽孢較多，也有酵母、霉菌、放線菌和噬菌體。空氣中灰塵粒子數(shù)量與人們的活動(dòng)情況有關(guān)：工業(yè)城市比農(nóng)村含菌量多，據(jù)統(tǒng)計(jì)大城市空氣含菌數(shù)為3000~10000個(gè)/m3。廠區(qū)取風(fēng)口多在偏僻角落，離開(kāi)其它生產(chǎn)車(chē)間。二、好氣性發(fā)酵對(duì)空氣無(wú)菌度的要求好氣性發(fā)酵中需要大量無(wú)菌空氣，但空氣絕對(duì)無(wú)菌是很難做到的，也是不經(jīng)濟(jì)的，只要使在發(fā)酵過(guò)程中不至于造成染菌而出現(xiàn)“倒罐”現(xiàn)象，這就是通風(fēng)發(fā)酵對(duì)無(wú)菌空氣的要求。不同類型的發(fā)酵，由于菌種生長(zhǎng)活力、繁殖速度、培養(yǎng)基成分和pH值及發(fā)酵產(chǎn)物等不同，對(duì)雜菌抑制的能力不同，因而對(duì)無(wú)菌空氣的無(wú)菌程度要求也有所不同。無(wú)菌要求：在工程設(shè)計(jì)上，一般要求無(wú)菌程度為N=10-3，即1000次使用周期中只允許有一個(gè)雜菌通過(guò)。三.空氣除菌的方法然而，由于空氣傳熱效率很低，溫度分布很不均勻，并且有些耐熱菌的孢子需要非常長(zhǎng)的時(shí)間才能殺滅，所以加熱的方法不能大量制造無(wú)菌空氣。第一節(jié)空氣過(guò)濾除菌流程空氣除菌流程的要求：高空采風(fēng)：進(jìn)口風(fēng)管設(shè)置在上風(fēng)口，20~30m高，減少吸入空氣的微生物含量前過(guò)濾器：壓縮機(jī)前安裝中效前置過(guò)濾器，保護(hù)壓縮機(jī)和減輕總過(guò)濾器負(fù)擔(dān)盡量選無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，減少壓縮后空氣中的油霧污染。壓縮機(jī)后采用冷卻型空氣儲(chǔ)罐，可降低壓縮后空氣的溫度，同時(shí)除去部分潤(rùn)滑油。采用冷卻-旋風(fēng)分離器，使油水分離較完全。采用除霧器（絲網(wǎng)分離器），除去空氣中的霧滴。用蒸汽加熱空氣約50°C，使空氣的相對(duì)濕度低于60%，再進(jìn)入總過(guò)濾器，保證總過(guò)濾器維持干燥狀態(tài)?？諝饨?jīng)總過(guò)濾器除去大部分塵埃、顆粒和微生物后，進(jìn)入每一個(gè)發(fā)酵罐上的分過(guò)濾器，再進(jìn)入發(fā)酵罐。這樣空氣的除菌程度可達(dá)到99.99999%以上?？諝獬鞒痰囊罂諝獬O(shè)備從總過(guò)濾器開(kāi)始要都能采用蒸汽徹底滅菌，并能分段保壓和滅菌。這樣就不需要常常用蒸汽對(duì)過(guò)濾器或整個(gè)空氣過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行滅菌?？諝膺^(guò)濾系統(tǒng)要能定期排油，排水，能檢測(cè)各階段的空氣溫度及其凈化程度，并能防止冷凝水倒流入總過(guò)濾器設(shè)備盡量簡(jiǎn)單?？諝獬囊螅?/p>

無(wú)菌、無(wú)塵、無(wú)油、無(wú)水、有壓力空氣過(guò)濾需要推動(dòng)力；過(guò)濾介質(zhì)要求在干燥條件下工作，才能保證除菌效率預(yù)處理:對(duì)進(jìn)入空氣過(guò)濾器的空氣進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到合適的空氣狀態(tài)（壓力、溫度、濕度）過(guò)濾:對(duì)空氣進(jìn)行過(guò)濾處理，除去微生物一、對(duì)空氣預(yù)處理的要求（空氣過(guò)濾時(shí)狀態(tài)）1、加壓：（0.2~0.3MPa）在發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，為了維持一定的罐壓和克服設(shè)備、管道、閥門(mén)、過(guò)濾介質(zhì)等的阻力，所供給的空氣必須具有一定壓力

2、降溫：（tF=30~35℃）與發(fā)酵溫度一致3、減濕：（φ=50~60%）濕空氣經(jīng)壓縮冷卻后會(huì)有水分析出，而目前所采用的介質(zhì)過(guò)濾除菌方法，要求過(guò)濾介質(zhì)處于干燥狀態(tài)，才能保證過(guò)濾除菌效率4、去油：往復(fù)式空氣壓縮機(jī)工作需用潤(rùn)滑油，在高溫下潤(rùn)滑油汽化進(jìn)入空氣，經(jīng)冷卻析出，影響過(guò)濾除菌效率二、空氣過(guò)濾除菌流程制定原則：生產(chǎn)對(duì)無(wú)菌空氣要求具備的參數(shù)，如無(wú)菌程度、空氣壓力、溫度等吸氣環(huán)境的空氣條件所用除菌設(shè)備的特性要求：盡量采用新技術(shù)新設(shè)備，提高除菌效率，減少設(shè)備數(shù)量，降低設(shè)備投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和動(dòng)力消耗，便于操作（一）兩次冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程

1、流程兩次冷卻、兩次分油水、適當(dāng)加熱空氣第一次冷卻到30～35℃，第二次冷卻至20～25℃經(jīng)兩次分油水后相對(duì)濕度仍為100％，加熱到30～35℃相對(duì)濕度下降到50～60％2、特點(diǎn)兩次冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程比較完善、典型的空氣過(guò)濾除菌流程，可適應(yīng)各種氣候條件所需設(shè)備最多，投資較大，占地面積大，阻力大兩次冷卻后又加熱，冷卻和加熱介質(zhì)消耗較多一次冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程（二）一次冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程

1、流程：將壓縮空氣冷卻至20～25℃，分離析出水分后升溫使相對(duì)溫度降為60%左右，進(jìn)入過(guò)濾器2、特點(diǎn)省去第二次冷卻、分離設(shè)備使用無(wú)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)或離心式壓縮機(jī)（三）空氣壓縮冷卻過(guò)濾除菌流程1、流程：將壓縮空氣冷卻到30～35℃、相對(duì)濕度為60%～70%以下1-粗過(guò)濾器2-空氣壓縮機(jī)3-貯罐4-冷卻器5-過(guò)濾器

2、特點(diǎn)空氣壓縮冷卻過(guò)濾除菌流程流程最簡(jiǎn)單，所用設(shè)備最少適用于北方和內(nèi)陸氣候干燥地區(qū)（四）冷熱空氣間接換熱的空氣除菌流程1、流程：壓縮后的熱空氣和冷卻后的冷空氣進(jìn)行熱交換1-高空采風(fēng)2-粗過(guò)濾器3-空壓機(jī)4-熱交換器5-冷卻器

6、7-旋風(fēng)分離器8-空氣總過(guò)濾器9-空氣分過(guò)濾器2、特點(diǎn)冷熱空氣間接換熱的空氣除菌流程省去加熱介質(zhì)，熱交換器還兼作緩沖罐氣-氣換熱的傳熱系數(shù)很小，需要較大換熱面積（五）冷熱空氣直接混合的空氣除菌流程

1、流程：壓縮空氣從緩沖罐出來(lái)后分成兩部分，一部分進(jìn)入冷卻器，冷卻到較低溫度，經(jīng)分離器分離水霧后與另一部分高溫氣體混合2、特點(diǎn)冷熱空氣直接混合的空氣除菌流程省去加熱介質(zhì)和加熱設(shè)備適用于空氣的濕含量為中等的地區(qū)要經(jīng)常根據(jù)氣候條件調(diào)節(jié)冷熱空氣的比例（六）前置高效過(guò)濾器的空氣除菌流程

1、流程：在壓縮機(jī)前設(shè)置一臺(tái)高效過(guò)濾器1-高效過(guò)濾器2-空壓機(jī)3-貯罐4-冷卻器

5-絲網(wǎng)分離器6-加熱器7-過(guò)濾器1-高效過(guò)濾器2-空壓機(jī)3-貯罐4-冷卻器

5-絲網(wǎng)分離器6-加熱器7-過(guò)濾器2、特點(diǎn)前面高效過(guò)濾，減輕后面過(guò)濾負(fù)荷多次高效過(guò)濾，空氣無(wú)菌程度比較高

吸氣阻力大，影響壓縮機(jī)的吸氣量（七）后置冷卻器的空氣除菌流程

1、流程：前冷卻器冷卻空氣到相對(duì)濕度50～60%

進(jìn)入過(guò)濾器，后冷卻器冷卻空氣溫度到30～35℃進(jìn)入發(fā)酵罐空氣高空取氣管粗過(guò)濾器壓縮機(jī)后冷卻器無(wú)菌空氣緩沖罐前冷卻器過(guò)濾器2、特點(diǎn)省去分離設(shè)備、加熱設(shè)備和加熱介質(zhì)空氣過(guò)濾除菌后易重被污染空氣預(yù)處理流程的選擇除菌效率達(dá)到要求（氣候、環(huán)境）設(shè)備數(shù)量、投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和動(dòng)力消耗較少操作簡(jiǎn)便第二節(jié)深層過(guò)濾除菌原理過(guò)濾除菌方法:絕對(duì)過(guò)濾和深層過(guò)濾絕對(duì)過(guò)濾：介質(zhì)的孔隙小于被濾除的塵?；蛭⑸?，當(dāng)空氣流過(guò)介質(zhì)層時(shí)，空氣中的塵埃和微生物被截留在介質(zhì)層的表面深層過(guò)濾：介質(zhì)間的孔隙大于被濾除的塵?；蛭⑸铩？諝饬鬟^(guò)這種介質(zhì)過(guò)濾層時(shí)，借助慣性碰撞、攔截、靜電吸咐、擴(kuò)散、沉降等作用，將其塵埃和微生物截留在介質(zhì)層內(nèi)一、深層過(guò)濾除菌機(jī)理空氣過(guò)濾空氣過(guò)濾介質(zhì)的孔隙（20～50μm），要除去微生物顆粒（0.5～2μm），利用慣性碰撞、攔截、布朗運(yùn)動(dòng)、重力沉降和靜電吸引等作用除菌1、慣性沖擊滯留作用機(jī)理原理：當(dāng)微生物等顆粒隨空氣流動(dòng)進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)，氣流碰到濾層纖維時(shí)，空氣就改變運(yùn)動(dòng)方向繞過(guò)纖維繼續(xù)前進(jìn)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)而有慣性在慣性力作用下穿過(guò)氣流層碰到纖維，由于摩擦、粘附作用，被滯留在纖維表面上單纖維慣性沖擊捕集效率：式中：b—單纖維能滯留微粒的氣流寬度，m

（微粒大小、密度、氣流速度、空氣粘度）df—纖維直徑，m準(zhǔn)數(shù)：式中：c—修正系數(shù)，11.46ρp—微粒密度，kg/m3dp—微粒直徑，mu0—?dú)饬魉俣?，m/sμ—空氣粘度，Pa.s臨界氣流速度：當(dāng)b=0時(shí)η1=0當(dāng)氣流速度低于臨界速度時(shí)，顆粒不會(huì)因慣性碰撞而被滯留在氣流繞過(guò)纖維時(shí)，顆粒隨之改變方向氣流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，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2、攔截滯留作用機(jī)理因布朗運(yùn)動(dòng)性碰撞介質(zhì)纖維而被滯留，這種作用稱為布朗擴(kuò)散作用很小的顆粒在流動(dòng)速度很低的氣流中能產(chǎn)生一種不規(guī)則直線運(yùn)動(dòng)，稱為布朗運(yùn)動(dòng)3、布朗擴(kuò)散作用機(jī)理布朗擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)使較小微粒凝聚為較大微粒，隨即可能產(chǎn)生重力沉降或被過(guò)濾介質(zhì)截留4、重力沉降作用機(jī)理當(dāng)氣流對(duì)微粒的拖帶力小于微粒的重力時(shí)，微粒就沉降對(duì)于小顆粒，只有當(dāng)氣流速度很低時(shí)才起作用在空氣的介質(zhì)過(guò)濾除菌方面，這一作用很小5、靜電吸附作用機(jī)理當(dāng)具有一定速度的氣流通過(guò)介質(zhì)濾層時(shí)，由于摩擦作用而產(chǎn)生誘導(dǎo)電荷，特別是用樹(shù)脂處理的纖維表面產(chǎn)生電荷更明顯許多微生物都帶有電荷?？莶輻U菌芽孢有20%以上帶正電荷，15%以上帶負(fù)電荷當(dāng)菌體所帶的電荷與介質(zhì)的電荷相反時(shí)，就發(fā)生靜電吸引作用過(guò)濾除菌效率(η)與氣速(vs)的關(guān)系η＝η1＋η2＋η3＋η4＋η5當(dāng)氣流速度較小時(shí)，沒(méi)有慣性碰撞作用，以攔截、重力沉降和布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象為主，此時(shí)，除菌效率隨氣流速度增大而降低當(dāng)氣流速度增大到某值時(shí)，除菌效率最小，此為臨界速度當(dāng)氣流速度繼續(xù)增加，慣性碰撞開(kāi)始發(fā)揮作用，除菌效率隨著氣流速度增加而提高如果氣流速度過(guò)大，除菌效率又下降，則是由于已被捕集的微粒又被湍動(dòng)的氣流夾帶返回到空氣中總作用效果與氣流速度關(guān)系二、深層過(guò)濾除菌效率式中：η—過(guò)濾效率，（%）N1—過(guò)濾前空氣中的塵埃顆粒數(shù)N2—過(guò)濾后空氣中的塵埃顆粒數(shù)P—穿透率，即過(guò)濾后空氣中殘留顆粒數(shù)與原有顆粒數(shù)之比1、過(guò)濾效率濾層所濾去的微粒數(shù)與原來(lái)微粒數(shù)的比值衡量過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾能力的指標(biāo)2、影響過(guò)濾效率的因素影響因素：過(guò)濾介質(zhì)的種類、規(guī)格介質(zhì)層的填充密度、厚度空氣流速、需濾除微粒大小不同過(guò)濾介質(zhì)的理化性質(zhì)不同，其過(guò)濾效率有較大差異同一介質(zhì)，過(guò)濾效率與介質(zhì)纖維直徑關(guān)系很大，介質(zhì)纖維直徑越小，過(guò)濾效率越高過(guò)濾效率與介質(zhì)濾層厚度、填充密度和空氣流速有關(guān)3、對(duì)數(shù)穿透定律四點(diǎn)假定：

過(guò)濾介質(zhì)每一纖維的空氣流態(tài)并不因其它鄰近纖維的存在而受影響空氣中的微粒與纖維表面接觸即被吸附，不再被氣流卷起帶走過(guò)濾效率與空氣中微粒的濃度無(wú)關(guān)空氣中微粒在濾層中遞減均勻，即每一纖維薄層除去同樣百分率的菌體多層細(xì)小的纖維將空氣中粒子攔截在介質(zhì)層中，因此過(guò)濾效率是隨濾層厚度的增加而提高的式中：N—濾層中空氣的顆粒數(shù)，個(gè)

L—過(guò)濾介質(zhì)層厚度，m

K—過(guò)濾常數(shù)，1/m經(jīng)過(guò)dL厚度過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾后，空氣中顆粒數(shù)的減少數(shù)為-dN此式稱為對(duì)數(shù)穿透定律，它表示進(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)移項(xiàng)后積分：或?qū)τ诒永w維過(guò)濾（厚度<40mm），對(duì)數(shù)穿透定律是正確的；對(duì)于厚層纖維，過(guò)濾時(shí)顆粒呈縱向分布，故對(duì)數(shù)穿透定律不完全適用，但仍采用它進(jìn)行計(jì)算。過(guò)濾常數(shù)K值與氣流速度、纖維直徑、介質(zhì)填充密度以及空氣中顆粒大小等有關(guān)當(dāng)棉花纖維直徑df=16μm，纖維填充率為8%時(shí)，實(shí)驗(yàn)室測(cè)得與空氣流速之間的關(guān)系如下：空氣流速u(mài)，m/s0.050.100.501.02.03.0K’，1/m19.313.5010.019.5132255實(shí)驗(yàn)測(cè)定K值:為了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的方便，可采用過(guò)濾效率為90％時(shí)的濾層厚度作為對(duì)比基準(zhǔn)：空氣流速u(mài)，m/s0.030.150.300.921.523.15K’

，1/m56.725.219.339.4150605當(dāng)采用df=14μm，經(jīng)糠醛樹(shù)脂處理過(guò)的玻璃纖維，以枯草桿菌為實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得值如下：

4、過(guò)濾壓力降

式中：L

—過(guò)濾層厚度，m

ρ—空氣密度，kg/m3

α—介質(zhì)填充系數(shù)；

v—空氣在介質(zhì)間隙中的流速，m/s，v＝vs/(1-α)

vs—空截面氣速，m/s

df—纖維直徑，m

m—實(shí)驗(yàn)指數(shù)，對(duì)不同的過(guò)濾介質(zhì)，如棉花介質(zhì)，

m＝1.45；19μm玻璃纖維，m＝1.35；

8μm玻璃纖維，m＝1.55

c—阻力系數(shù)，棉花介質(zhì)c≈100/Re;玻璃纖維介質(zhì)c≈52/Re三、絕對(duì)過(guò)濾性能：利用孔隙小于0.5μm的微孔濾膜，將空氣中細(xì)菌（0.5～1μm）濾除特點(diǎn)：過(guò)濾效率高（細(xì)菌100％），節(jié)約能量和時(shí)間，操作簡(jiǎn)便介質(zhì)：纖維紗脂微孔濾膜（孔徑≤0.5μm）硅酸硼纖維微孔濾膜（孔徑0.1μm）聚四氟乙烯微孔濾膜（孔徑0.2或0.5μm）第三節(jié)過(guò)濾除菌設(shè)備一、空氣預(yù)處理過(guò)程設(shè)備二、空氣過(guò)濾除菌設(shè)備一、空氣預(yù)處理過(guò)程設(shè)備1．粗過(guò)濾器

作用：捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機(jī)受損，同時(shí)也可減輕總過(guò)濾器負(fù)荷要求：過(guò)濾效率高、阻力小類型：過(guò)濾式（布袋過(guò)濾、填料式過(guò)濾）

洗滌式（油浴洗滌、水霧除塵）油浴洗滌空氣裝置水霧除塵裝置

2、空氣壓縮機(jī)

類型：往復(fù)式、離心式往復(fù)式空氣壓縮機(jī)是靠活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而將空氣抽吸和壓出的，因此排氣不連續(xù)，產(chǎn)生空氣的脈動(dòng)離心式空氣壓縮機(jī)體積和重量都小而流量較大、供氣均勻、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、易損部件少、維護(hù)方便、獲得的空氣不帶油霧3．緩沖罐安全閥壓力表排氣管人孔進(jìn)氣管排污口

作用消除脈動(dòng)、維持穩(wěn)定沉降部分非氣相物質(zhì)保溫滅菌

尺寸

式中：V—緩沖罐的容積，m3

ν—壓縮空氣流量，m3/min

容積：H:D=2~2.5:1H和D：4、空氣冷卻器、加熱器類型：立式列管換熱器、沉浸式冷卻器噴淋式冷卻器、板翹式換熱器

5、汽液分離器作用：將空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧粒子除去旋風(fēng)分離器類型：離心式過(guò)濾式過(guò)濾式分離器過(guò)濾介質(zhì)：活性炭、磁環(huán)、金屬絲網(wǎng)、塑料絲網(wǎng)絲網(wǎng)分離器二、空氣過(guò)濾除菌設(shè)備（一）常用過(guò)濾介質(zhì)1、要求：吸附性強(qiáng)，過(guò)濾效率要高，保證空氣質(zhì)量處理空氣量要大，滿足大生產(chǎn)需要過(guò)濾壓力降要小，減少動(dòng)力消耗能耐干熱，保持高效率，可重復(fù)長(zhǎng)期使用2、種類：棉花、玻璃纖維、活性炭、超細(xì)玻璃纖維紙、石棉濾板、燒結(jié)材料、微孔膜類棉花：使用未脫脂棉，纖維長(zhǎng)度約2～3cm，纖維直徑為16～20μm，填充率為8.5%～10%

玻璃纖維：纖維直徑5～19μm，填充率5%～11%；常用直徑為10μm，填充率為8%纖維直徑小，過(guò)濾效率高，但空氣阻力大活性炭：圓柱體狀的顆?；钚蕴?，φ3×10～15mm，填充率為44%活性炭的過(guò)濾效率較低超細(xì)玻璃纖維紙:厚度約為0.25～0.4mm，纖維間的孔隙約為1～1.5μm，填充率為14.8%將3～6張濾紙疊在一起使用，屬于深層過(guò)濾過(guò)濾效率較高，對(duì)于大于0.3μm的顆粒的去除率為99.99%以上，同時(shí)阻力也比較小強(qiáng)度不大，特別是受潮后更差石棉濾板：不怕潮濕，使用時(shí)間長(zhǎng)，但過(guò)濾效率較低

燒結(jié)材料：燒結(jié)金屬、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料多孔形狀穩(wěn)定，過(guò)濾精度高，阻力增加較慢，壓力損失較小金屬的耐高溫，非金屬的能抵抗酸、堿的侵蝕金屬的可采用逆流過(guò)飽和蒸汽、化學(xué)溶劑進(jìn)行清洗再生，非金屬的可用氣體反吹法反復(fù)再生，使用壽命較長(zhǎng)價(jià)格較高微孔濾膜：介質(zhì)的孔隙小于0.5μm，甚至小于0.1μm，能將空氣中的細(xì)菌全部濾去，屬于絕對(duì)過(guò)濾（二）空氣過(guò)濾器深層介質(zhì)過(guò)濾器：以纖維狀物質(zhì)（如棉花、玻璃纖維、腈綸、滌綸、維尼綸等）或顆粒狀物質(zhì)（如活性炭）為介質(zhì)的過(guò)濾器過(guò)濾紙類介質(zhì)過(guò)濾器：以超細(xì)玻璃纖維紙、石棉濾板、燒結(jié)材料等為介質(zhì)，制成平板式、管式、接迭式過(guò)濾器新型過(guò)濾器：以微孔濾膜為過(guò)濾介質(zhì)的所謂絕對(duì)過(guò)濾器1．深層介質(zhì)過(guò)濾器

深層纖維介質(zhì)空氣過(guò)濾器進(jìn)氣口壓緊架出氣口纖維介質(zhì)換熱夾套活性炭構(gòu)造：以纖維狀或顆粒狀介質(zhì)組成過(guò)濾床過(guò)濾器內(nèi)有上、下孔板介質(zhì)置于兩孔板之間，被孔板壓緊下部有切線進(jìn)口，上部有排出口所用過(guò)濾介質(zhì)：棉花、玻璃纖維、活性炭要求：空氣分布均勻，介質(zhì)裝填均勻、貼壁、平整，有一定填充密度，防止空氣走短路或介質(zhì)被空氣吹翻棉花—活性炭過(guò)濾器濾層安裝順序一般棉花置于上、下層，活性炭在中間，也可全部用纖維狀介質(zhì)孔板→鐵絲網(wǎng)→麻布→棉花→麻布→活性炭→麻布→棉花→麻布→鐵絲網(wǎng)→孔板壓緊裝置周邊螺栓壓緊裝置頂蓋壓緊裝置特點(diǎn)濾層纖維孔隙超過(guò)50μm，遠(yuǎn)大于細(xì)菌，屬于深層過(guò)濾過(guò)濾效率較低，對(duì)于0.3μm以下顆粒的過(guò)濾效率僅99%，需要再次過(guò)濾才能達(dá)到較高無(wú)菌程度體積大、占有空間大操作困難，裝填介質(zhì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，介質(zhì)裝填的松緊程度不易掌握空氣壓力降大介質(zhì)滅菌和吹干耗用大量蒸汽和空氣尺寸直徑：高度：(m)式中：qv－空氣流過(guò)濾器時(shí)的體積流量，m3/s

us－空截面空氣流速，m/s，0.1～0.3(m)2．過(guò)濾紙類介質(zhì)過(guò)濾器類型：平板式、管式、接迭式平板式纖維紙過(guò)濾器構(gòu)造：由罐體、頂蓋、濾層、夾層和緩沖層構(gòu)成安裝：將濾紙夾在多孔法蘭板中間，板上開(kāi)φ8mm小孔，開(kāi)孔面積占板面積40%，在濾紙上、下分別鋪上銅絲網(wǎng)和細(xì)麻布，外面各有一個(gè)橡膠墊圈所用過(guò)濾介質(zhì)：超細(xì)玻璃纖維紙或石棉濾板，一般用3～6張濾紙疊在一起使用特點(diǎn)除菌效率相當(dāng)高，對(duì)大于0.3μm顆粒的去除效率為99.99%以上阻力小，壓力降小，受潮后易損壞處理量較小，用作分過(guò)濾器尺寸濾層直徑：過(guò)濾器直徑：過(guò)濾器高度：(m)(m)式中:qv－空氣流過(guò)濾器時(shí)的體積流量，m3/s

us－空氣流速，m/s超細(xì)玻璃纖維紙取1.0～1.5m/s石棉濾板取0.8～1.0m/s(m)管式過(guò)濾器構(gòu)造：由罐體、頂蓋、濾層、夾層和緩沖層構(gòu)成所用過(guò)濾介質(zhì)：超細(xì)玻璃纖維紙、燒結(jié)材料特點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積過(guò)濾面積較大接迭式低速過(guò)濾器構(gòu)造：由罐體、頂蓋、濾層、夾層和緩沖層構(gòu)成所用過(guò)濾介質(zhì)：超細(xì)玻璃纖維紙?zhí)攸c(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積過(guò)濾面積較大，氣流速度低，阻力小3、新型過(guò)濾器聚乙烯醇（PVA）過(guò)濾器Bio-x過(guò)濾器高流量過(guò)濾器JPF型膜過(guò)濾器

聚乙烯醇（PVA）過(guò)濾器構(gòu)造：用具有特殊多孔型結(jié)構(gòu)和耐熱性能的聚乙烯醇海棉狀物質(zhì)為介質(zhì)加工制成的。有圓板型和圓筒型兩種。將聚乙烯醇（PVA）乙?；⒁阅蜔針?shù)脂（如硅氧樹(shù)脂）涂敷，制成片式過(guò)濾介質(zhì)，孔隙為10～20μm

特點(diǎn)：除菌效率達(dá)99.9999%以上，壓力降在0.015MPa以下，能夠經(jīng)受蒸汽反復(fù)滅菌，使用可達(dá)一年以上，殺菌及干燥時(shí)間極短，更換方便，占地面積小Bio-x過(guò)濾器構(gòu)造：用直徑為0.5μm玻璃纖維制成1mm厚的濾材，卷成三卷，再以較粗的堅(jiān)韌的玻璃無(wú)紡布做內(nèi)外襯，再在內(nèi)、外以不銹鋼網(wǎng)固定，做成濾筒狀特點(diǎn)：它能濾除0.01μm顆粒（噬菌體大小為0.02μm），過(guò)濾效率為99.9999%?？諝饬髁看?，壓力降小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便。缺點(diǎn)是強(qiáng)度不大，易損而失效，受潮也失效高流量過(guò)濾器聚四氟乙烯（PTFE）材料為濾芯的以HighFlowBio-x和HighFlowTetporII為代表的高流量過(guò)濾器PTEE是一種堅(jiān)韌的疏水性材質(zhì)，可以做成折疊濾芯，增加了過(guò)濾面積，使空氣流量為Bio-x的3倍，延長(zhǎng)了使用壽命，進(jìn)一步縮小了體積。這種過(guò)濾器的空隙率達(dá)94%，大于普通的膜過(guò)濾器（PTFE為75%，PVDF為66%）過(guò)濾器由蒸汽過(guò)濾器、預(yù)過(guò)濾器和精過(guò)濾器組成一套。預(yù)過(guò)濾器的過(guò)濾效率為99.97%，能凝聚壓縮空氣中的油、水成液滴予以排除，但不能用蒸汽滅菌JPF型膜過(guò)濾器JPF型聚二氟乙烯膜折疊式過(guò)濾器，通過(guò)微孔濾膜絕對(duì)過(guò)濾過(guò)濾精度極高，濾膜采用折疊形式，通氣量大，壓力降小，介質(zhì)材料耐高溫，疏水性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)提高過(guò)濾效率的措施

1.減少進(jìn)口空氣的含菌數(shù)加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生管理，減少空氣中的含菌量正確選擇進(jìn)氣口，空氣站應(yīng)在生產(chǎn)車(chē)間的上風(fēng)向提高空氣進(jìn)口位置，加強(qiáng)壓縮前的空氣預(yù)過(guò)濾

2.設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理設(shè)備，除油、水和雜質(zhì)采用無(wú)油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī)加強(qiáng)空氣的冷卻、分離除去油、水提高進(jìn)入總過(guò)濾器的空氣溫度，降低其相對(duì)濕度3.設(shè)計(jì)和安裝合理的空氣過(guò)濾器，選用除菌效率高的過(guò)濾介質(zhì)例：試設(shè)計(jì)一臺(tái)通風(fēng)量為10m3/min的棉花過(guò)濾器，空氣壓力為392kPa(絕對(duì)壓力＝表壓+大氣壓)，進(jìn)入空氣過(guò)濾器的空氣含菌量是5000個(gè)／m3，要求因空氣原因引起的倒罐率為0.1%（即1000次發(fā)酵周期漏進(jìn)一個(gè)雜菌），發(fā)酵周期100h。工作溫度為30