微生物发酵制药技术无菌空气的制备

微生物发酵制药技术无菌空气的制备第一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第一节基本概念无菌空气：指不含有微生物菌体的空气。深层过滤：利用介质纤维的层层阻隔，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，导致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，从而把微粒截留、捕集在纤维表面上，实现了过滤除菌的目的。第二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第二节基本原理一、制备的基本方法1.加热灭菌:将空气加热至一定温度，并维持一定时间，杀灭空气中的微生物。2.静电除尘:静电除尘是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除菌除尘的目的。

3.过滤除菌: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滤除或阻截在介质层中，而达到除菌目的。是发酵工业上经济实用的空气除菌方法。第三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二三、过滤介质1.常用过滤介质1）棉花第六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二2）玻璃纤维第七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二3）活性炭第八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二4）超细玻璃纤维纸第九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二5）石棉滤板第十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第三节无菌空气的制备过程一、制备工艺：两级冷却，加热除菌流程：1-粗过滤器2-压缩机3-贮罐4，6-冷却器5-旋风分离器7-丝网分离器8-加热器9-过滤器这个流程的特点是，空气经过两次冷却，两次油水分离，再适当加热后再过滤。两次冷却和分离的好处是能够提高传热系数，节约冷却用水，油水的分离比较完全。经过冷凝器4第一次冷却后，大部分油、水被冷凝成雾滴，而且雾滴达，浓度高，从而适宜用旋风分离器分离。第二次冷凝下来的雾滴小而少，要用丝网分离器才能捕集。冷却可采用地下水或冰水，第一次冷却到35℃以下，第二级冷却到20℃左右。这样除去油、水后，空气的湿度仍为100%，再通过加热的办法，使之降到50%左右再进行过滤除菌。通常加热到35℃即可达到目的。第十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二两级冷却，加热除菌流程空气除菌总流程如下：

高空采风→粗滤器→空压机→贮罐→冷却器→油水分离器→丝网分离器→加热器→总过滤器→分过滤器→发酵罐第十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二除菌流程中的各种设备（一）高空取气管

高空取气管是远离地面几十米的管子。一般而言，地面附近空气中所含的微生物和灰尘等均比高空空气中含的多，据资料介绍，每升高10米，空气中杂菌可降低一个数量级，因此从高空取气要比从低空取气有利得多。第十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（二）粗过滤器一般作为空气压缩机的附件，安排在空压机的空气进口，有的则单独设置。其结构为一个内装过滤介质的方形或圆形器体。经过除尘器可把空气中的杂质，特别是硬度较大的灰尘过滤除掉，防止这些东西进入压缩机而使气缸磨损。1、布袋过滤：结构简单，过滤效率和阻力损失因滤布材料不同而有所差别。滤布要定时清洗。2、填料式过滤油浸铁回丝、玻璃纤维、合成纤维作填料。第十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（三）空气压缩机供给发酵用的无菌空气需要克服过滤介质的阻力，管道、弯头的阻力和发酵液的液柱压力，同时，还要维持发酵罐正压，因此在生产中通过压缩机将空气压力提高到3.5~4.0公斤（表压）。图为压缩机平面图：第十五页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（四）空气贮罐第十六页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（五）空气冷却器常用的类型有：立式列管式热交换器、沉浸式热交换器、喷淋式热交换器等等。目前采用的冷却器多为列管式换热器。热空气中夹带的油、水蒸汽经冷凝，由器底的油水排出阀排除。第十七页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（六）气液分离器气液分离器是将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去的设备。1、旋风分离器是利用气流从切线方向进入容器时在容器内形成旋转运动时产生的离心力场来分离重度较大的微粒，10μm以上的微粒。特点：结构简单、制造方便。总的要求直径不要太大：进口气流速度要适当。第十八页，共二十五页，编辑于2023年，星期二旋风分离器第十九页，共二十五页，编辑于2023年，星期二2、丝网分离器是利用各种填料如焦炭、瓷环、金属丝网、塑料丝网等的惯性拦截作用分离空气中的水雾和油雾。可分离小至5μm的微粒第二十页，共二十五页，编辑于2023年，星期二（七）空气过滤器深层纤维介质过滤器通常是立式圆筒形，内部充填过滤介质，空气由下向上通过介质，从而达到除菌的目的。纤维介质主要有棉花，玻璃纤维等。纤维介质过滤器的填装方法大致如下

孔板——金属丝网——麻布织品——棉花——麻布织品——活性炭——麻布织品——棉花——麻布织品——金属丝网——孔板第二十一页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第二十二页，共二十五页，编辑于2023年，星期二第二十三页，共二十五页，编辑于2023年，星期二除了上述总过滤系统外，为保险起见，每个种子罐和发酵罐还配备一只分过滤器，这种设备起除菌作用的是薄层过滤板或滤纸。由总过滤器输入的空气由筒身中部切向进入，空气夹带的液滴由于旋风作用被部分分离。再经过进室丝网（或其他过滤介质）进一步粗滤和分离液滴之后，经过除菌滤层输入发酵罐。除菌滤层采用两层丝网和麻布，中间夹三层超细纤维滤纸组成。采用三层滤纸的目的不是为了提高过滤效率，而是预防万一击穿一层后造成短路。滤纸应该采用经过疏水处理后的Ju型滤纸(高效除菌空气滤纸)，它可以耐油、水和蒸汽的反复杀菌、分过滤器在每批发酵前必须随同发酵罐（或种子罐）一同灭菌。第二十四页，共二十五页，编辑于2023年，星期二二、注意事项1.高空背风取气。2.空气进入压缩机前，需先经过粗过滤器的粗滤。3.空压机出来的压缩空气需要一个储气罐缓冲。4.压缩空气进入介质过滤器前需适当加热至空气露点以上。5.介质过滤器要定期拆洗杀菌。6.无菌空