空氣過濾器的除菌原理及方法
一 .生物工業對空氣質量的要求
1 .空氣中微生物的分布
地域(南方與北方、城市與鄉村)
季節
2 .發酵用無菌空氣的質量標準
(1)連續提供一定流量的壓縮空氣;
(2)空氣的壓強(表壓)0.2-0.35MPa;
(3)進入空氣過濾器之前,空氣的相對濕度小于70%;
(4)進入發酵罐的空氣溫度可比培養溫度稍高
(5)壓縮空氣的潔凈度,取失敗率為10-3。
3.空氣含菌量的測定
(1)光學法-粒子計數器(0.3~0.5μm)微粒的各種濃度,測得結果是空氣中的灰塵和微生物,不準確
(2)培養法--微生物培養(準確培養的活微生物)
二.空氣凈化除菌方法
空氣除菌方法
1 輻射殺菌
α-射線、χ-射線、β-射線、γ-射線、紫外線、超聲波等從理論上都能破壞蛋白質等生物活性物質,從而起到殺菌的作用。輻射滅菌目前僅用于一些表面的滅菌及有限空間內空氣的滅菌,對于大規?諝獾臏缇無法應用。
2 熱殺菌
空氣進入發酵罐之前,一般勻需用壓縮機壓縮,提高壓力。利用空氣壓縮時放出的熱量進行保溫滅菌。
3 .靜電除菌
利用靜電引力吸附帶電粒子而達到除塵滅菌的目的。懸浮于空氣中的微生物,大多數帶有不同的電荷,沒有帶電荷的微粒進入高壓靜電場時都會被電離成帶電微粒,但對于一些直徑小的微粒,所帶的電荷很小,當產生的引力等于或小于氣流對微粒布朗擴散運動的動量時,微粒不能被吸附而沉降,因此靜電除塵對很小的微粒效率較低。
4.介質過濾除菌
三.介質過濾除菌機理
依靠氣流通過濾層時,基于濾層纖維的層層阻礙,迫使空氣在流動過程中出現無數次改變氣速大小和方向的繞流運動,從而導致微粒與濾層纖維間產生撞擊、攔截、布朗擴散、重力和靜電引力等作用,從而把微生物截留、捕集在纖維表面上,實現過濾目的。下面圖為過濾除菌時各種除菌機理的示意圖。
1.慣性撞擊截留作用
當含有微生物顆粒的空氣通過濾層時,空氣流僅能從纖維間的間隙通過,由于纖維縱橫交錯,層層疊疊,迫使空氣流不斷改變運動方向和速度。由于微生物顆粒的慣性大于空氣,因而當空氣流遇阻而繞道前進時,微生物顆粒未能及時改變它的運動方向,而撞擊并被截留于纖維的表面。
2.攔截截留作用
當微粒直徑小、質量輕,它隨氣流運動慢慢靠近纖維時,微粒所在主導氣流流線受纖維所阻改變流動方向,繞過纖維前進,并在纖維的周圍形成一層邊界滯留區,滯留區的氣流流速更慢,進到滯留區的微粒慢慢靠近和接觸纖維而被黏附截留。攔截截留的截留效率與氣流的雷諾準數和微粒同纖維的直徑比有關。
3.布朗擴散截留作用
布朗擴散的運動距離短,在較大的氣速、較大的纖維間隙中不起作用,但在很慢的氣流速度和較小的纖維間隙中布朗擴散作用增加了微粒與纖維的接觸滯留機會。
4 重力沉降
5 靜電吸引力
慣性截留、攔截和布朗擴散的氣速與除菌效率的關系:高效過濾器當氣流速度較小時,除菌效率隨氣流速度的增加而降低,擴散起主要作用;當氣流速度中等時,可能截流起主要作用;當氣流速度較大時,除菌效率隨空氣流速的增加而增加,慣性沖擊起主要作用;如果氣速過大η又會下降,可能是已撲集的微粒又被卷起的原因。
除菌作用較大,重力和靜電引力的作用較小。
資料來源: http://www.klcfilter.com 黃貞民-13570963007