空气的除菌及调节设备培训课件

3空气的除菌及调节设备3.1.1空气除菌意义：保证纯种培养，杀死或除去空气中的微生物，满足发酵工业的要求。空气含菌量的测定：过滤法、撞击法、沉降法、简易定量测定法、光散射粒子计数法除菌方法：辐射杀菌、加热杀菌、静电除菌、介质过滤除菌3.1空气除菌设备生物工业生产需要洁净的环境、适宜的空气温度和空气压强。

洁净空间：指空气中微粒受控制的空间。

洁净度级数(英制)：每1ft3空气中，粒径大于等于0.5μm的最大允许粒子数。洁净度级数(国际制)：每1m3空气中，粒径大于等于0.5μm的最大允许粒子数的常数对数值。1立方英尺=1（ft3）=0.0283立方米（m3）=28.317升（liter）1美加仑(gal)=3.785升1英加仑(gal)=4.546升空气洁净级数空气洁净级数(英制)粒径≥0.5μm的最大微粒数（个/ft3）粒径≥0.5μm的最大微粒数（个/m3）空气洁净级数(国际)1001003500M3.51000100035000M4.51000010000350000M5.51000001000003500000M6.53.1.2空气除菌流程

1．空气压缩冷却过滤流程此除菌流程是一个设备较简单的空气除菌流程，它由压缩机、贮罐、空气冷却器和过滤器组成。

空气除菌流程空气压缩冷却过滤流程空气压缩冷却过滤流程1-粗过滤器2-空气压缩机3-贮罐4-冷却器5-过滤器过滤空气

它只能适用于那些气候寒冷、相对湿度很低的地区。这种流程在使用蜗轮式空气压缩机或无油润滑空压机的情况下效果是好的。采用普通空气压缩机时，应加装丝网分离器先将油雾除去。空气压缩冷却过滤流程2．两级冷却、分离、加热的空气除菌流程

它可以适应各种气候条件，能充分地分离空气中含有的水分，使空气在低的相对湿度下进入过滤器，提高过滤除菌效率。这种流程的特点是：2次冷却、2次分离、适当加热。此流程尤其适用于潮湿的南方地区。空气除菌流程两级冷却、分离、加热的空气除菌流程旋风分离器3．前置高效过滤除菌流程1.高效过滤器2.空压机3.贮罐4.冷却器5.丝网分离器6.加热器7.过滤器高效前置过滤滤除菌流程的的特点是无菌菌程度高。高效前置过滤滤器采用泡沫沫塑料（静电电除菌）和超超细纤维纸串串联使用作过过滤介质。前置高效过滤滤除菌流程4.冷热空气气直接混合式式空气除菌流流程利用热空气加加热冷空气的的除菌流程利用热空气加加热冷空气的的除菌流程1-高空采风风2-粗过滤器3-空压机4-热热交换器5-冷冷却器6、7-旋风分离器8-空气总过过滤器9-空气气分过滤器此流程适用于于中等湿含量的地区。其特点是：可可省去第二冷冷却分离设备备和空气再加加热设备，流流程比较简单单，冷却水用用量较少，利利用压缩空气气的热量来提提高空气温度度。但此流程的空空气冷却温度度和空气分配配比的关系随随所吸取空气气的参数而变变化，常常需需要进行具体体的计算而给给予调节。冷热空气直接接混合式空气气除菌流程空气过滤除菌菌实用化流程程1.粗滤器2.空压压机3.空气贮罐4.沉浸浸式空气冷却却器5.油水分离离器6.二级空气冷冷却管7.除雾器器8.空空气加热器9.空气过滤滤器10.金属微孔孔管过滤器（（或上接纤维维纸过滤器））第三节压缩缩空气预处理理系统的设备备设计（一）吸风塔塔吸风塔的高度度＞10m。。吸风塔内的空空气流速不能能太快。≤8m/s（二）粗过滤滤器作用：粗过滤器安装装在空气压缩缩机前，主要要起捕集较大的灰灰尘颗粒，防止其进入入压缩机而造造成压缩机磨磨损，同时也也减轻总过滤滤器的负荷。。要求：粗过滤器的过过滤效率要高高，阻力要小小。常用的粗过滤滤器有：布袋袋过滤、填料料式过滤、油油浴洗涤和水水雾除尘等。。布袋过滤布袋过滤结构最简单，，只要将滤布布缝制成与骨骨架相同形状状的布袋，紧紧套于焊在进进气管的骨架架上，并缝紧紧所有会造成成短路的空隙隙。它的过滤效率率和阻力损失失要视所选用用的滤布特性性和过滤面积积而定。布质结实细致致，则过滤效效率高，但阻阻力大。最好采用毛质质绒布效果较较好，现多采采用合成纤维维滤布。一般来说气流流速度越大，，则阻力越大大，且过滤效效率也低。气流速度一般般为2～2.5m3/（m2·min），，空气阻力大大约为600～1200Pa。滤布要定期清清洗，以减少少阻力损失和和提高过滤效效率。布袋过滤油浴洗涤空气气装置水雾除尘装置置（三）前置预预过滤器绒布或聚氨氨酯泡泡沫塑塑料无纺布布粗过滤滤层亚高效效过滤滤层流速≤≤0.5m/s流速0.2~0.5m/s（四））空气气压缩缩机根据全全厂发发酵工工艺所所需的的空气气流量量、克克服压压缩空空气输输送过过程的的阻力力和克克服发发酵罐罐的液液柱高高度所所需的的压强强来选选用空空气压压缩机机型号号。提供生生产用用的空空气有有0.2～～0.3Mpa压力力（低低压压压缩空空气））。（1））涡轮轮式空空气压压缩机机提供大大量低低压空空气的的最理想想设备是是涡轮轮式空空气压压缩机机。涡轮式式空气气压缩缩机一般由由电机机直接接带动动涡轮轮，靠靠涡轮轮高速速旋转转时所所产生生的““空穴穴”现现象，，吸入入空气气并使使其获获得较较高的的离心心力，，再通通过固固定的的导轮轮和涡涡轮形形机壳壳，使使部分分动能能转变变为静静压后后输出出。涡轮式式空气气压缩缩机输输气量量大，，输出出空气气压力力稳定定，效效率高高，设设备紧紧凑，，占地地面积积小，，无易易损部部件，，获得得的空空气不不带油油雾。。适用于于生物物工业业的是是低压压涡轮轮空气气压缩缩机，，出口口压力力一般般为0.25～～0.5MPa。低压涡涡轮空空气压压缩机机有单单级的的和多多级的的，后后者还还可分分段。输气量量＞100m3/min，，最大大12000m3/min。。涡轮式式空气气压缩缩机往复式式空气气压缩缩机是是靠活活塞在在汽缸缸内的的往复复运动动而将将空气气抽吸吸和压压出的的，因因此出口压压力不不够稳稳定。因气缸缸内要要加入入润滑滑活塞塞用的的润滑滑油，，使空空气中中带进进油雾雾。（2））往复复式空空气压压缩机机油雾的的影响响（1））传热热系数数降低低，给给空气气冷却却带来来困难难；（2））油雾雾带入入过滤滤器会会堵塞塞过滤滤介质质的纤纤维间间隙而而增大大空气气压力力损失失；（3））油雾雾粘附附在纤纤维表表面形形成微微生物物微粒粒穿透透过滤滤层的的途径径，降降低过过滤效效率。。选用无无油润润滑的的往复复式压压缩机机也可可解决决油雾雾的污污染和和影响响。目前许许多工工厂采采用一一种简简易的的方法法，将将现有有的L型往往复式式空气气压缩缩机拆拆除气气缸供供油管管道，，改装装由二硫化化钼氟氟塑料料制成的的自润润滑活活塞环环。往复式式空气气压缩缩机往复式式空气气压缩缩机有有单缸缸、多多缸之之分，，多缸缸中又又有V形、、W形形、L形、、H形形对置置式等等气缸缸排列列式。。若以出出口压压力来来分类类，往往复式式空气气压缩缩机可可分成成高压压（8～100MPa））、中中压（（1～～8MPa）及及低压压（1MPa以以下））之分分。目前国国内生生产的的低压压往复复式压压缩机机大多多是双双缸二二级压压缩的的。双缸二二级压压缩机机又以以L形形的设设计最最为普普遍。。生物工工业生生产，，常把把二级级压缩缩机的的高压压气缸缸改为为可以以单独独吸入入新鲜鲜空气气的低低压气气缸。。采用往往复式式空气气压缩缩机的的除菌菌流程程中需需具有有粗过过滤器器和空空气贮贮罐。。粗过滤滤器起起着预预先过过滤大大颗粒粒灰尘尘，提提高压压缩机机使用用寿命命的作作用。。空气贮贮罐是是作为为缓冲冲往复复式压压缩机机的排排气脉脉冲，，稳定定压力力使用用的。。（3））螺杆杆式空空气压压缩机机利用高高速旋旋转的的螺杆杆在汽汽缸里里瞬时时组成成空腔腔并因因螺杆杆的运运动把把腔间间内空空气压压缩后后输出出。螺杆式式压缩缩机分分单杆杆压缩缩机和和双螺螺杆压压缩机机。这类压压缩机机是整整机安安装，，占地地面积积小，，压缩缩空气气中不不含油油雾且且排气气平稳稳。因其维维护保保养技技术要要求比比较高高，适适合大大中型型发酵酵企业业采用用。大型空空气压压缩机机空气压压缩机机为定定型产产品，，可根根据工工艺要要求的的风量量、风风压及及其他他性能能参数数，从从空气气压缩缩机的的产品品目录录中选选择定定购。。（五））空气气贮罐罐作用：：1.消消除压压缩机机排出出空气气量的的脉冲冲，维维持稳稳定的的空气气压力力；2.让让高温温的空空气在在贮罐罐里停停留一一定的的时间间，起起到空空气的的部分分杀菌菌作用用3.利利用重重力沉沉降作作用分分离部部分油油雾。。大多数数是将将贮罐罐紧接接着压压缩机机安装装。贮罐大大小按按经验验公式式计算算：V＝0.1~0.2VC式中V———贮贮罐体体积，，m3；Vc——压压缩机机的排排气量量，m3／min。。空气贮贮罐安全阀阀压力表表排气管管人孔进气管管压缩空空气要要切向向进入入空气气贮罐罐有的在在罐内内装冷冷却蛇蛇管。。也有的的在贮贮罐内内加装装导筒筒。排污阀阀（六））空气气冷却却器空气冷冷却器器的作用是使压压缩空空气除水减减湿。设计时时应根根据空空气冷冷却过过程的的特点点进行行考虑虑常用的类型型有：立式列列管式热交交换器、沉沉浸式热交交换器、喷喷淋式热交交换器等。。设计时应采采用恰当的的措施来提提高它的给给热系数。。最好办法法是增加空气的的流速。在计算冷却却器的热交交换量时应应注意，除除了使压缩缩空气冷却却外，在析析出水分的的情况下还还应加入水水分冷凝时时所释出的的汽化潜热。采用新型的的板翘式热热交换器以以强制流动动的冷空气气作为冷却却介质，传传热系数最最大可达1260kJ/（m2·h·℃））。对于沉浸式式和喷淋式式换热器，，在设计时时应保证一一定的空气气流速，一一般选择空空气流速为为5～10m／s。（七）气液液分离器气液分离器器是将空气气中被冷凝凝成雾状的的水雾和油油雾粒子除除去的设备备。常用的有旋旋风式和填填料式。旋风式称做旋风分离器器，是利用气气流从切线线方向进入入容器时在在容器内形形成旋转运运动时产生生的离心力力场来分离离重度较大大的微粒。。填料式分离器又称称除雾器，是利用填填料的惯性性拦截作用用，将空气气中的水雾雾和油雾分分离出来。。旋风分离器器旋风分离器器的优点是结结构简单，，制造方便便总的要求是是：①旋风分离离器的直径径不要太大大。②进口的气气流速度要要适当。①旋风分离离器的直径径不要太大大。原因：气流旋转运运动所产生生的离心力力与分离器器半径成反反比。要分离的空空气量大时时，可采用用多个分离离器并联。。旋风分离器器的设计计计算，一般般是采用实实验为基础础的比例设设计，先计计算分离器器的进口截截面积，再再按所选定定的分离器器型式的尺尺寸比例计计算出各部部位的尺寸寸。旋风分离器器的直径D可以用下下式估算：：式中D—旋风分分离器直径径，mqv—通过旋风风分离器的的空气流量量，m3/min旋风分离器器旋风分离器器②进口的气气流速度要要适当。旋转气流所所产生的离离心力与气气流速度的的平方成正正比。气流速度小小，分离效效果差；但气流速度度过大，则则能量损失失多（压降降大），同同时也会产产生涡流而而降低效率率。一般采用进口气流速度15～25m／s，，排气出口气流速度为为4～8m／s。。旋风分离器器对于分离离10μm以上的微微粒效率较较高，但对对10μm以下的微微粒分离就就比较困难难。一般冷凝水水雾粒的大大小为10～200μm，，可选用旋风风分离器进进行分离旋风分离器器的压头损损失通常是是500～～2000Pa。旋风分离器器填料分离器器填料分离器器是利用各各种填料如如焦炭、活活性炭、瓷瓷环、金属属丝网、塑塑料丝网等等的惯性拦拦截作用分分离空气中中水雾或油油雾，起着着进一步净净化气体的的作用。它们的分离离效率随它们的表表面积增大大而增大。丝网分离器器体积较小小，丝网表表面间隙小小，可除去去小至5μμm的雾状状微粒，分分离效率可可达98％％～99％％，且阻力力损失不大大。但对于雾沫沫浓度很大大的场合，，会因雾沫沫堵塞孔隙隙而增大阻阻力损失。。丝网分离器器空气介质过过滤除菌设设备汽液分离器器丝网规格很很多，常用用的丝网由由不锈钢、、镍、铝、、铜、聚乙乙烯、聚丙丙烯、涤纶纶、锦纶等等材料制成成。丝的直径一一般为0.25mm左右，也也可为0.l～0.4mm的的扁丝。一般将丝织织成宽100～150mm的的网带，丝丝网孔径20～80目，丝网网介质层高高度最少为为100mm，常用用150mm，分离离细雾时可可用200～300mm。一般只按商商品丝网高高度规格选选取，常用用高度为150mm。分离器圆筒筒直径按容容器的空截截面气速进进行计算：：（m）式中Vg——通过分分离器的空空气体积流流量，m3／svs——空截面面气速，m／s；D——分离离器圆筒直直径，m。。空截面气速速约为丝网网间隙中空空气的实际际流速的75％。空气的实际际流速，可可由下面的的经验公式式计算出容容许的最大大值，称为为容许气速速，其值为为：（m/s））K值与空气气中雾沫微微粒的浓度度、液体的的表面张力力、粘度和和丝网的比比表面积等等因素有关关，一般选选K=0.067进进行设计计计算。空气的阻力力损失通过分离器器后空气的的阻力损失失，可由下下面经验公公式进行计计算：（Pa）（八）空气气加热器除水以后的的压缩空气气在进入总总过滤器之之前要把相相对湿度降降到60％％～70％％，通常的的方法是采采用换热器器来加热压压缩空气达达到降湿的的要求空气加热器器一般采用用列管式换热热器，也有采用用套管换热热器。要控制进入入发酵罐的的空气温度度最好不要要超过微生生物培养温温度10℃℃。提高过滤效效率的措施施1.减少进进口空气的的含菌数：：(1)加强强生产环境境的卫生管管理，减少少环境空气气中的含菌菌量(2)提高高空气进口口位置（高高空采风）），减少空空气进口含含量(3)加强强压缩前的的空气预过过滤。2.设计计和安装合合理的空气气过滤器。。3.降低进进入总过滤滤器空气的的相对湿度度：(1)采用用无油润滑滑空压机；；(2)加强强空气的冷冷却，去油油水；(3)提高进入总总过滤器的的空气温度度，降低其其相对湿度度。过滤介质1.棉花2.玻璃纤纤维3.活性碳碳4.超细玻玻璃纤维纸纸5.石棉滤滤板6.烧结材材料过滤介介质：如PVA7.新型过过滤介质：：如PVDF、PTFE过滤器的结结构－纤维维介质深层层过滤器深层纤维介介质空气过过滤器进气口压紧架出气口纤维介质换热夹套活性炭纤维介质主主要有棉花花、玻璃纤纤维、超细细玻璃纤维维。空气过滤器器的尺寸：：式中qv－空气流过过滤器时的的体积流量，，m3/s;vs－空截面空空气流速，，m/s。。过滤器的结结构－纤维维介质深层层过滤器填充物安装装顺序：孔板－铁丝丝网－麻布布－棉花－麻布－活性炭－麻布－棉花－麻布－铁铁丝网－孔孔板弹簧压紧装装置新型过滤器器的结构－－JPF空气气过滤器过滤器的结结构－YUD-Z空气过滤滤器3.2空空气调节设设备空气调节又又称空气调调理，简称称空调。用用人为的方方法处理室室内空气的的温度、湿度、洁净度和气流分布的技术。可可使某些场场所获得具具有一定温温度和一定定湿度的空空气，以满满足使用者者及生产过过程的要求求和改善劳劳动卫生和和室内气候候条件。一一般比较合合理的流程程是：先使使外界空气气与控制温温度的水充充分接触，，达到相应应的饱和湿度，然后将将这饱和空气气加热使其其达到所所需要的的温度。。当某些些原始空空气的温温度和湿湿度过低低时，可可预先进进行加热热或直接接通入蒸蒸汽，以以保证与与水接触触时能变变为饱和和空气。。空气调节节设备指指的是向向指定空空间供给给经过处处理的空空气，以以保持规规定的温温度、湿湿度，控控制灰尘尘、有害害气体的的含量的的设备，，简称空空调设备备。在空空调设备备中，对对空气进进行净化化、加热热或冷却却、干燥燥或增湿湿等处理理。因冷冷却空气气时消耗耗冷量，，需用制制冷机，，空调设设备也可可看作是是制冷装置置的一种。。按照空空调组成成和调节节方式不不同，空空调设备备可分为为集中式式和分散散式两种种。集中中式空调调设备适适用于大大型车间间、剧院院、商店店或一座座楼空气调节节设备房、一个个建筑群群；分散散空调设设备又称称空调机机组，每每个（或或几个））房间单单独用一一台机组组。空气洁净净级数空气洁净级数(英制)粒径≥0.5μm的最大微粒数（个/ft3）粒径≥0.5μm的最大微粒数（个/m3）空气洁净级数(国际)1001003500M3.51000100035000M4.51000010000350000M5.51000001000003500000M6.53.2.1空空气调温温系统是一个维维持车间间温度的的自动化化控制系系统。由由制冷机机、蒸汽汽锅炉、、蒸发器器、冷却却器、冷冷却塔、、温度传传感器等等组成。。空气加热热系统空气冷却却系统湿空气的的性质湿度空气湿度度x(湿含量量)：湿湿空气中中所含的的水蒸气气质量与与所含的的干空气气质量之之比。相对湿度度相对湿度度：湿空空气中