第二章 无菌空气的制备及除菌设备

第2章

无菌空气的制备及除菌设备ϖ

绝大多数工业发酵都是利用好气性微生物进

行深层悬浮纯种培养，在培养过程中需要连

续通入大量无菌空气，以供生产菌的生长和

代谢产物例一个通气量为40m3/min的发酵罐，发酵

周期为125h，所需要通入的空气量高达

3×105m3染菌原因所占百分比%染菌原因所占百分比％1．种子染菌9．648．接种管道渗漏0．392．接种子罐压跌零0．199．阀门泄漏1．453．培养基灭菌不彻底0．7910．搅拌轴封泄漏2．094．总空气系统带菌19．9611．罐盖泄漏1．545．泡沫升至罐顶0．4812．其它设备泄漏10．156．夹套穿孔12．3613．操作问题10．157．蛇管穿孔渗漏5．8914．原因不明24．91抗生素生产发酵染菌的分析及资料统计ϖϖ无菌空气的制备是好氧培养过程中的一个重要环节如何有效合理地进行空气净化系统设计，确保无菌，节约能源是空气净化系统设计的关键第2章

无菌空气的制备及除菌设备

本章重点：ϖϖϖ生物发酵用净化空气的质量标准压缩空气预处理原理空气净化系统的流程设计及设备计算选型第2章

无菌空气的制备及除菌设备第1节第2节第3节第4节生物发酵用净化空气的质量标准压缩空气的预处理原理空气净化系统的流程设计及设备计算空气除菌设备第1节

生物发酵用净化空气的质量标准生物发酵用净化空气的质量标准♣♣♣♣♣压强（P）温度（T）流量（Vg）相对湿度（φ≤60%）空气洁净度（无菌空气）微生物生物反应器无菌培养基

产品分离无菌空气生物发酵用净化空气的质量标准绝热过程

k

取1.4,

多变过程

k

取1.3生物发酵用净化空气的质量标准生物发酵用净化空气的质量标准发酵工业中所指的“无菌空气”是指通过除菌处理后压缩空气中含菌量降低到零或除菌效率达到99.9999%后的洁净空气，它已能满足发酵工业的要求第2节

压缩空气的预处理原理1、压缩空气预处理的目的2、压缩空气预处理原理3、压缩空气除水原理1.压缩空气预处理的目的ϖ保证通气发酵用无菌空气的质量指标2.压缩空气预处理原理ϖ相对湿度衡量空气中水汽偏离饱和程度的大小,φ=100%

空气达到饱和，对应的温度为露点温度PW：空气中水汽的分压

PS：与空气同温度的水汽的饱和蒸汽压2.压缩空气预处理原理ϖ湿含量（X）湿空气中水汽的重量与湿空气中干空气的重量之比P：某一状态时空气的压力2.压缩空气预处理原理若空气的湿含量x及温度T不变，空气的压强愈大相对湿度也越大

3.压缩空气除水原理相对湿度Φ＝100%Φ＞100%Φ＜100%

湿含量

从状态1

X1＝

X2

X1＞

X2达到饱和(对应温度为露点温度)有水析出无水析出

状态2

无水析出

有水析出3.压缩空气除水原理3.压缩空气除水原理

3.压缩空气除水原理—例题参数P(MPa)t

(℃)吸气状态

0.1013

20

压缩后0.3013

120一冷后

0.3013

40二冷后0.3013

25

加热后0.3013

35Φ(%)

80(2.8)(74.3)(100)(56.3)X(kg/kg)

(0.0117)(0.0066)Ps(

MPa)0.002340.1986

0.00738

0.00317

0.00562露点t

(℃)每kg干空气析出水

(34.5

℃)(0.00556

MPa)

(0.0051kg)3.压缩空气除水原理ϖϖϖϖϖ压缩后，高温下空气中水是不会吸出压缩空气由高温经冷却相对湿度增加相对湿度为100%时相对应空气温度为露点温度压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高,压缩比越大,露点温度也越高,更易吸出水温度升高相对湿度降低3.压缩空气除水原理3.压缩空气除水原理第3节

空气净化系统的流程设计及设备计算1、空气预处理工艺流程2、无菌空气制备工艺流程3、流程设计及控制要求4、空气净化系统设备的设计及选型空气处理工艺流程吸风塔贮气罐空压机分水器20-30℃

粗滤器沿程冷却

冷却器

φ=100%预过滤器加热器

总过滤器35-45℃,φ≤60%发酵罐精过滤器蒸汽过滤器空压机吸风塔贮气罐

粗滤器沿程冷却

(至发酵车间)设置在动力车间(自动力车间)冷却器分水器20-30℃

φ=100%预过滤器加热器

总过滤器35-45℃,φ≤60%发酵罐精过滤器蒸汽过滤器设置在发酵车间1.空气预处理工艺流程吸风塔贮气罐粗滤器冷却器

空压机

分水器20-30℃

φ=100%

设置在动力车间2.无菌空气制备工艺流程预过滤器加热器

总过滤器35-45℃,φ≤60%精过滤器培养罐蒸汽过滤器

设置在发酵车间空气压缩机站发酵车间的空气过滤器3.流程设计及控制要求ϖ吸入空气的含尘量要低，一定流量Vg，一定的压力

P，控制进入过滤器空气的相对湿度（φ≤60%），保证进罐无菌空气的洁净度问