1、第四章第四章 滅菌與空氣的凈化滅菌與空氣的凈化-p91 在微生物工業(yè)生產(chǎn)中必須樹 立無菌操作觀念，必須從培 養(yǎng)基制備開始，各個環(huán)節(jié)徹 底滅菌，保證純培養(yǎng)，否則 純培養(yǎng)失敗，產(chǎn)生異常發(fā)酵， 造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。通常 采取的主要措施是： 1、培養(yǎng)基滅菌； 2、空氣滅菌； 3、生物反應(yīng)器(發(fā)酵罐)及其 和原料接觸的附屬管件滅菌； 第一節(jié) 滅 菌 滅菌滅菌指利用物理和化學(xué)的方法殺滅指利用物理和化學(xué)的方法殺滅or除去物料及設(shè)備中的除去物料及設(shè)備中的 一切生命物質(zhì)的過程。一切生命物質(zhì)的過程。 消毒消毒是指用物理和化學(xué)的方法殺死物料、設(shè)備、用工具內(nèi)是指用物理和化學(xué)的方法殺死物料、設(shè)備、用工具內(nèi) 外的病源微生

2、物。外的病源微生物。 消毒不一定能達(dá)到滅菌的要求，而滅菌可達(dá)到消毒的目的。消毒不一定能達(dá)到滅菌的要求，而滅菌可達(dá)到消毒的目的。 1995.10.30國家主席令第國家主席令第59號號中華人民共和國食品衛(wèi)生中華人民共和國食品衛(wèi)生 法法已在第八屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第已在第八屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第16次會次會 議通過。議通過。 l一、滅菌的方法一、滅菌的方法P91 l滅菌方法很多：干熱滅菌法、濕熱滅菌法、火焰滅菌法、滅菌方法很多：干熱滅菌法、濕熱滅菌法、火焰滅菌法、 電磁波、射線滅菌、化學(xué)藥品滅菌法及過濾除菌電磁波、射線滅菌、化學(xué)藥品滅菌法及過濾除菌 。根據(jù)滅 菌對象和要求不同選用不同

3、方法。 二、滅菌標(biāo)準(zhǔn) 實際工作中采用致死時間or致死溫度or對數(shù)殘留規(guī)律 作為滅菌的標(biāo)準(zhǔn)。 1.致死時間：指在一定時間內(nèi)（最短）殺死某一種微 生物的最少時間。 2.致死溫度：指在一定時間內(nèi)殺死微生物的最少溫度。 3.對數(shù)殘留規(guī)律：在滅菌中在一定時間內(nèi)微生物受熱 死亡，即菌的減少速度與任何一瞬間殘留的活菌數(shù) 成正比。 dN/dt=KN 式中式中:N殘留活菌數(shù)，個；殘留活菌數(shù)，個； t受熱時間，受熱時間，min； k比死亡速率常數(shù)，比死亡速率常數(shù)，S-1，k也稱滅菌速率常數(shù)，此常數(shù)大小與也稱滅菌速率常數(shù)，此常數(shù)大小與 微生物種類及滅菌溫度有關(guān)；微生物種類及滅菌溫度有關(guān)； dN/dt活菌數(shù)瞬時變化速

4、率，即死亡速率。活菌數(shù)瞬時變化速率，即死亡速率。 若開始滅菌若開始滅菌(t = 0)時，培養(yǎng)基中活的微生物數(shù)為時，培養(yǎng)基中活的微生物數(shù)為N0，將，將dN/dt=KN 積分后可得積分后可得 ln N0/ Nt= k*t或或 t= 式中式中:N0開始滅菌時原有的活菌數(shù)，個；開始滅菌時原有的活菌數(shù)，個； Nt經(jīng)過時間經(jīng)過時間t滅菌后的殘留菌數(shù)，個。滅菌后的殘留菌數(shù)，個。 t o N N lg k 303.2 按上式，如果要達(dá)到絕對徹底滅菌，按上式，如果要達(dá)到絕對徹底滅菌， 即即Nt=0所需時間為所需時間為，這不符合實，這不符合實 際，在實際中，際，在實際中，Nt0.001時，達(dá)時，達(dá) 到滅菌要求。到

5、滅菌要求。 溫度高，溫度高，K值增加，滅菌效果增加。值增加，滅菌效果增加。 在實際中確定合適的滅菌溫度，使在實際中確定合適的滅菌溫度，使 既能徹底滅菌，又不影響產(chǎn)品風(fēng)味。既能徹底滅菌，又不影響產(chǎn)品風(fēng)味。 例如例如：假定某產(chǎn)品的發(fā)酵周期：假定某產(chǎn)品的發(fā)酵周期40hr,，發(fā)酵一，發(fā)酵一 開始混進(jìn)了一個雜菌，若該菌的調(diào)整期為開始混進(jìn)了一個雜菌，若該菌的調(diào)整期為6hr， 繁殖一代為繁殖一代為30min，試計算發(fā)酵到，試計算發(fā)酵到21hr的污的污 染程度？染程度？ 解：按對數(shù)生長公式：解：按對數(shù)生長公式： ln Nt/ N0= k*t 由繁殖一代時間標(biāo)出由繁殖一代時間標(biāo)出K值值 ln 2/ 1= k*0

6、.5 k=1.386（hr-1） 求求Nt=？ T=21-6=15hr ln N2=kt N2=ekt=2.7181.386*15 N2=109（個），即（個），即10億個億個 繁殖繁殖15hr后，可達(dá)到后，可達(dá)到10億個菌。億個菌。 三、培養(yǎng)基的滅菌三、培養(yǎng)基的滅菌 l1.培養(yǎng)基濕熱滅菌方法 l1.1連續(xù)滅菌：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)一套滅菌連續(xù)滅菌：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)一套滅菌 設(shè)備連續(xù)加熱滅菌，冷卻后送入已滅菌發(fā)酵罐設(shè)備連續(xù)加熱滅菌，冷卻后送入已滅菌發(fā)酵罐 的工藝過程。也叫連消：一般分為套管式和汽的工藝過程。也叫連消：一般分為套管式和汽 液混合式兩種。液混合式兩種。 l初溫初溫420C一般熱蒸汽

7、壓為一般熱蒸汽壓為0.4MPa（表），滅（表），滅 菌溫度菌溫度1150C，培養(yǎng)液在管間的高溫滅菌時間，培養(yǎng)液在管間的高溫滅菌時間 為為1530S，流動線速度要小于，流動線速度要小于0.1m/s。 1.培養(yǎng)基濕熱滅菌方法（續(xù)）培養(yǎng)基濕熱滅菌方法（續(xù)） 1.2間歇滅菌：即稱為實消，專門間歇滅菌：即稱為實消，專門 的殺菌罐的殺菌罐or分批培養(yǎng)基全部泵入發(fā)分批培養(yǎng)基全部泵入發(fā) 酵罐在罐內(nèi)通入蒸汽加熱致死溫度酵罐在罐內(nèi)通入蒸汽加熱致死溫度 保持一定時間。保持一定時間。 1.3固體培養(yǎng)滅菌：蒸煮滅菌，轉(zhuǎn)固體培養(yǎng)滅菌：蒸煮滅菌，轉(zhuǎn) 鼓式滅菌機(jī)，解決了固體培養(yǎng)基流鼓式滅菌機(jī)，解決了固體培養(yǎng)基流 動性差，不易

8、翻動，吸水加熱易動性差，不易翻動，吸水加熱易 成團(tuán)問題。成團(tuán)問題。 圖2-11 實罐滅菌設(shè)備示意圖 冷 凝 水 冷 卻 水 進(jìn) 口 排 料 管 進(jìn)汽 取 樣 管 進(jìn)汽 進(jìn)汽 冷卻水出口 排氣 排氣 排氣 排 氣 消沫劑管 出 氣 口 接 種 管 進(jìn) 料 口 進(jìn) 汽 進(jìn)氣管 l分批滅菌的操作分批滅菌的操作 l在培養(yǎng)基滅菌之前，通常應(yīng)先將與罐相連的分空氣在培養(yǎng)基滅菌之前，通常應(yīng)先將與罐相連的分空氣 過濾器用蒸汽滅菌并用空氣吹干。過濾器用蒸汽滅菌并用空氣吹干。 l實罐滅菌時，先將輸料管路內(nèi)的污水放掉沖凈，然實罐滅菌時，先將輸料管路內(nèi)的污水放掉沖凈，然 后將配制好的培養(yǎng)基泵送至發(fā)酵罐（種子罐或料罐）后

9、將配制好的培養(yǎng)基泵送至發(fā)酵罐（種子罐或料罐） 內(nèi)，同時開動攪拌器進(jìn)行滅菌。內(nèi)，同時開動攪拌器進(jìn)行滅菌。 l滅菌前先將各排氣閥打開，將蒸汽引入夾套或蛇管滅菌前先將各排氣閥打開，將蒸汽引入夾套或蛇管 進(jìn)行預(yù)熱，待罐溫升至進(jìn)行預(yù)熱，待罐溫升至8090，將排氣閥逐漸關(guān)，將排氣閥逐漸關(guān) 小。小。 l接著將蒸汽從進(jìn)氣口、排料口、取樣口直接通入罐接著將蒸汽從進(jìn)氣口、排料口、取樣口直接通入罐 中，使罐溫上升到中，使罐溫上升到118120，罐壓維持在，罐壓維持在 0.090.1MPa（表壓），并保持（表壓），并保持30min左右。左右。 l無論與罐連通的管路如何配制，在實消時均應(yīng)遵循無論與罐連通的管路如何配制，

10、在實消時均應(yīng)遵循 “不進(jìn)則出不進(jìn)則出”的原則。這樣才能保證滅菌徹底，不的原則。這樣才能保證滅菌徹底，不 留死角。留死角。 l保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門，待罐內(nèi)保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門，待罐內(nèi) 壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無菌空氣，在夾壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無菌空氣，在夾 套或蛇管中通冷卻水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所套或蛇管中通冷卻水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所 需的溫度，進(jìn)行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。需的溫度，進(jìn)行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。 2.影響培養(yǎng)基滅菌的因素影響培養(yǎng)基滅菌的因素P97 l除了所污染雜菌的種類、數(shù)量滅菌溫度和時間外，培 養(yǎng)基成分，PH值，培養(yǎng)基中顆粒、泡

11、沫等對培養(yǎng)滅菌 也有影響。 l2.1培養(yǎng)成分； l2.2pH值； l2.3培養(yǎng)中的顆粒； l2.4泡沫； l2.5其它;如培養(yǎng)基中微生物的數(shù)量、微生物細(xì)胞的含 水量，菌齡，微生物的耐熱性等均會影響培養(yǎng)基的滅 菌效果。 3.滅菌時間計算滅菌時間計算見見P98的例的例4-1 4.連續(xù)滅菌和分批滅菌的比較連續(xù)滅菌和分批滅菌的比較P99 連續(xù)滅菌連續(xù)滅菌和分批滅菌具有很多和分批滅菌具有很多優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 可采用高溫短時滅菌，培養(yǎng)基受熱時間可采用高溫短時滅菌，培養(yǎng)基受熱時間 短，營養(yǎng)成分損失少，有利于提高發(fā)酵短，營養(yǎng)成分損失少，有利于提高發(fā)酵 率；率；發(fā)酵罐利用率高；發(fā)酵罐利用率高；蒸汽負(fù)荷均蒸汽負(fù)荷均 衡

12、；衡；采用板式換熱器時，可節(jié)約大量采用板式換熱器時，可節(jié)約大量 能量；能量；適宜采用自動控制，勞動強(qiáng)度適宜采用自動控制，勞動強(qiáng)度 小。小。 但對培養(yǎng)基中含有較多的固體顆?；虻珜ε囵B(yǎng)基中含有較多的固體顆?；?泡沫時，采用分批滅菌較好。泡沫時，采用分批滅菌較好。 第二節(jié)空氣的凈化第二節(jié)空氣的凈化 l空氣除菌是生物細(xì)胞培養(yǎng)過程中極其重要的一 個環(huán)節(jié)。 l對空氣進(jìn)行凈化和調(diào)節(jié)，使空氣的溫度、濕度 和壓力發(fā)生改變，符合工藝要求，已成為生物 加工過程中的一個重要組成部分 一：概述 l 1、空氣中微生物分布、空氣中微生物分布 l 2、空氣除菌、空氣除菌 l3、生產(chǎn)對空氣無菌程度的要求、生產(chǎn)對空氣無菌程度的要

13、求 1、空氣中微生物分布 l 空氣中微生物的含量和種類，隨地區(qū)，季節(jié)和空氣中灰塵粒 子多少，以及人們的活動情況而異。 l 北方氣候干燥，寒冷，空氣中的含微生物量較少，而潮濕溫暖 的南方空氣中含微生物量較多，離地面越高，含菌量越少；一般 每升高10米，空氣中的含菌量就降低一個數(shù)量級； l 城市的空氣中含微生物量較多，農(nóng)村的空氣中含微生物量較 少，一般城市空氣中雜菌數(shù)為30008000個米3 。 l 空氣中的微生物種類以細(xì)菌和細(xì)菌芽胞較多，也有酵母，霉菌 和病毒。 l 這些微生物大小不一，一般附著在空氣中的灰塵上或霧滴上， 空氣中微生物的含量一般為103-104個米3。 l 灰塵粒子的平均大小約0

14、.6m左右，所以空氣除菌主要是去除 空氣中的微粒(0.6-1m ） 2.空氣除菌 l工業(yè)發(fā)酵對空氣處理的要求隨發(fā)酵產(chǎn)品和菌種 不同而異。 l半固體制曲和酵母生產(chǎn)中無菌要求不十分嚴(yán)格， 一般無需復(fù)雜的空氣凈化處理； l密閉的深層通氣發(fā)酵需嚴(yán)格的純凈培養(yǎng)，進(jìn)入 發(fā)酵罐前空氣必須進(jìn)行冷卻、脫水、脫油和過 濾除菌等處理。 3.生產(chǎn)對空氣無菌程度的要求 l 好氣性發(fā)酵過程中需要大量的無菌空氣，空氣要作 到 絕對無菌在目前是不可能的，也是不經(jīng)濟(jì)的。 l 發(fā)酵對無菌空氣的要求是 ：無菌，無灰塵，無雜 質(zhì)，無水，無油，正壓等幾項指標(biāo)； l 發(fā)酵對無菌空氣的無菌程度要求是：只要在發(fā)酵過 程中不因無菌空氣染菌，而

15、造成損失即可。 l 在工程設(shè)計中一般要求1000次使用周期中只允許有 一個菌通過，即經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為N=10-3 二、空氣凈化方法二、空氣凈化方法P100 有熱滅菌、靜電除菌、過濾介有熱滅菌、靜電除菌、過濾介 質(zhì)除菌、輻射滅菌、化學(xué)滅菌等。質(zhì)除菌、輻射滅菌、化學(xué)滅菌等。 靜電除菌具有低能耗、空氣壓靜電除菌具有低能耗、空氣壓 力損失少、對力損失少、對1m的塵粒捕集效率的塵粒捕集效率 為為99。 1.輻射滅菌法 l超聲波、高能陰極射線、超聲波、高能陰極射線、X射線、射線、射線、射線、射線、紫射線、紫 外線理論上都能破壞蛋白質(zhì)活性而起殺菌作用。外線理論上都能破壞蛋白質(zhì)活性而起殺菌作用。 l最

16、常用的是用紫外光線進(jìn)行無菌室滅菌。最常用的是用紫外光線進(jìn)行無菌室滅菌。253.7265nm波長的波長的 紫外線具有極強(qiáng)烈的殺菌效力，它的主要作用是紫外線具有極強(qiáng)烈的殺菌效力，它的主要作用是使微生物的使微生物的 DNA分子產(chǎn)生的胸腺嘧啶的二聚體，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。分子產(chǎn)生的胸腺嘧啶的二聚體，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。 l無菌室常用的紫外燈功率為無菌室常用的紫外燈功率為30W，安裝在操作臺上方一米左右高，安裝在操作臺上方一米左右高 處，每次照射處，每次照射15-30min既可既可。 l紫外線有很強(qiáng)的殺菌力，但穿透力很弱，一張薄紙即可完全擋住紫外線有很強(qiáng)的殺菌力，但穿透力很弱，一張薄紙即可完全擋住 紫外線，因此待滅

17、菌物品必須置于紫外光直接照射下，而且在一紫外線，因此待滅菌物品必須置于紫外光直接照射下，而且在一 定范圍內(nèi)作用強(qiáng)度與距離平方成反比。定范圍內(nèi)作用強(qiáng)度與距離平方成反比。 l紫外線對人體組織有一定刺激作用，眼睛、皮膚受照射后會產(chǎn)生紫外線對人體組織有一定刺激作用，眼睛、皮膚受照射后會產(chǎn)生 某些癥狀，所以工作人員在無菌室操作時應(yīng)關(guān)閉紫外燈某些癥狀，所以工作人員在無菌室操作時應(yīng)關(guān)閉紫外燈 超凈工作臺超凈工作臺 2.熱滅菌 l原理：基于加熱后微生物體內(nèi)的蛋白（酶）熱變性而 得以實現(xiàn)。 l熱空氣進(jìn)入培養(yǎng)系統(tǒng)之前，一般均需用壓縮機(jī)壓縮， 提高壓力。 l空氣壓縮后溫度能達(dá)到2000C以上，保持一定時間后， 便可

18、實行干熱殺菌。 l利用空氣壓縮時所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行滅菌的原理對制備 大量無菌空氣有特別意義。 l實際應(yīng)用中需考慮培養(yǎng)裝置與空氣壓縮機(jī)的相對位置， 連接壓縮機(jī)與培養(yǎng)裝置的管道的滅菌以及管道長度等。 空氣熱滅菌流程示意圖空氣熱滅菌流程示意圖 1-空氣壓縮機(jī)空氣壓縮機(jī) 2-粗過濾器粗過濾器 3-保溫管保溫管 4-貯氣罐貯氣罐 5-保溫罐保溫罐 6-列管式列管式 冷卻器冷卻器 7-渦輪壓縮機(jī)渦輪壓縮機(jī) 8-預(yù)熱器預(yù)熱器 9-粗過濾器粗過濾器 10-空氣吸入塔空氣吸入塔 3.靜電除菌 l靜電除塵器可除去空氣中的水霧、油霧、塵埃， 同時也除去微生物。 l原理：利用靜電引力來吸附帶電粒子而達(dá)到除 塵滅菌目的。

19、 l對于一些直徑小的微粒，所帶電荷小，不能被 吸附而沉降。 電極鋼絲電極鋼絲 鋼管鋼管 絕緣瓶絕緣瓶 鋼板鋼板 空氣出口空氣出口 封頭封頭 管板管板 法蘭法蘭 空氣進(jìn)口空氣進(jìn)口 靜電除塵器裝置圖靜電除塵器裝置圖 管式靜電除菌器管式靜電除菌器 原理動畫演示 4.介質(zhì)過濾除菌 l介質(zhì)過濾除菌是使空氣通過經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過濾層，將空氣中介質(zhì)過濾除菌是使空氣通過經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過濾層，將空氣中 的微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層中，而達(dá)到除菌的目的。此法經(jīng)濟(jì)的微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層中，而達(dá)到除菌的目的。此法經(jīng)濟(jì) 適用、易于控制，目前在生產(chǎn)中使用最多。適用、易于控制，目前在生產(chǎn)中使用最多。 l常用的過濾介質(zhì)按

20、孔隙的大小可分為兩大類：常用的過濾介質(zhì)按孔隙的大小可分為兩大類： l一類是介質(zhì)間孔隙大于微生物直徑，故必須有一定厚度濾層才能一類是介質(zhì)間孔隙大于微生物直徑，故必須有一定厚度濾層才能 達(dá)到過濾除菌的目的，一般有：棉花、活性炭、玻璃纖維、有機(jī)達(dá)到過濾除菌的目的，一般有：棉花、活性炭、玻璃纖維、有機(jī) 合成纖維、燒結(jié)材料（燒結(jié)金屬、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料）；合成纖維、燒結(jié)材料（燒結(jié)金屬、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料）； l另一類介質(zhì)的孔隙小于細(xì)菌，含細(xì)菌等微生物的空氣通過介質(zhì)，另一類介質(zhì)的孔隙小于細(xì)菌，含細(xì)菌等微生物的空氣通過介質(zhì)， 微生物就被截留于介質(zhì)上而實現(xiàn)過濾除菌，有時稱之為絕對過濾。微生物就被截留于介質(zhì)上而

21、實現(xiàn)過濾除菌，有時稱之為絕對過濾。 三、空氣凈化流程三、空氣凈化流程 l一般流程：采風(fēng)一般流程：采風(fēng) 壓縮壓縮 除水、除油除水、除油 加熱加熱 總過濾總過濾 分過濾分過濾 l重點(diǎn)：各流程的使用環(huán)境、流程的設(shè)計理念重點(diǎn)：各流程的使用環(huán)境、流程的設(shè)計理念 l1、兩級冷卻、加熱除菌流程（適于潮濕地區(qū)）、兩級冷卻、加熱除菌流程（適于潮濕地區(qū)） l1、兩級冷卻、加熱除菌流程（特點(diǎn)及適用范圍 特點(diǎn)：提高傳熱系數(shù)、節(jié)約冷卻用水、油水分離完 全。 適用范圍：潮濕的南方地區(qū)。） 兩級冷卻、加熱除菌流程圖 1粗過濾器 2-壓縮機(jī) 3-貯罐 4、6-冷卻器 5-旋風(fēng)分離器 7-絲網(wǎng)分離器 8-加熱器 9-過濾器 冷

22、卻到冷卻到30350C（大部分水、（大部分水、 油都結(jié)成較大的霧粒）宜用油都結(jié)成較大的霧粒）宜用 旋風(fēng)分離器 用冰水冷卻用冰水冷卻20250C（析（析 出部分較小霧粒）宜用出部分較小霧粒）宜用 絲網(wǎng)分離器 空氣凈化的一般流程 空氣吸氣口粗過濾器空氣壓縮機(jī)一級空氣冷卻器二級空氣冷卻器分水 器空氣儲氣罐旋風(fēng)分離器絲網(wǎng)除沫器空氣加熱器總空氣過濾器分空氣過 濾器無菌空氣。 2、冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程（適于中、冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程（適于中 等潮濕地區(qū)等潮濕地區(qū) ） 3、高效前置過濾空氣除菌流程（適于藥廠的無、高效前置過濾空氣除菌流程（適于藥廠的無 菌程度要求高的空氣菌程度要求高的空氣）

23、 4、利用熱空氣冷卻加熱空氣的流、利用熱空氣冷卻加熱空氣的流 三、空氣的過濾除菌原理和介質(zhì)P103 l 當(dāng)氣流通過濾層時由于濾層纖維網(wǎng)格的層層阻礙， 迫使氣流無數(shù)次改變運(yùn)動速度和運(yùn)動方向而繞過纖維 前進(jìn)，從而導(dǎo)致微粒對濾層纖維產(chǎn)生慣性沖擊、重力 沉降、攔截、布朗擴(kuò)散、靜電吸附等作用而把微生物 滯留在纖維表面。 過濾介質(zhì)的要求：除菌效率高、耐高溫、高壓、不 易被油水污染，阻力小，成本低，易更換。 影響介質(zhì)過濾效率的因素：空氣中微粒的大小、空氣 流速、過濾介質(zhì)的種類及規(guī)格（纖維直徑）、介質(zhì)的 填充密度、介質(zhì)的層厚度等。 過濾效率是衡量一種過濾介質(zhì)是否優(yōu)越的主要標(biāo)準(zhǔn)。 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理見書介質(zhì)過濾除

24、菌機(jī)理見書P103P103 l1 1、慣性沖擊滯留作用機(jī)理、慣性沖擊滯留作用機(jī)理 l當(dāng)微粒以一定的速度垂直纖當(dāng)微粒以一定的速度垂直纖 維方向運(yùn)動時，空氣受阻即維方向運(yùn)動時，空氣受阻即 改變方向，繞過纖維前進(jìn)。改變方向，繞過纖維前進(jìn)。 而微粒由于它的運(yùn)動慣性較而微粒由于它的運(yùn)動慣性較 大，未能及時改變運(yùn)動方向，大，未能及時改變運(yùn)動方向， 直沖到纖維的表面，由于摩直沖到纖維的表面，由于摩 擦黏附，微粒就滯留在纖維擦黏附，微粒就滯留在纖維 表面上，這稱為表面上，這稱為慣性沖擊滯慣性沖擊滯 留作用。留作用。 l纖維能滯留微粒的寬度區(qū)間纖維能滯留微粒的寬度區(qū)間b 與纖維直徑與纖維直徑df之比，稱為之比，

25、稱為單單 纖維的慣性沖擊捕集效率纖維的慣性沖擊捕集效率 (a)慣性慣性 纖維滯留微粒的寬度b的大小 由微粒的運(yùn)動慣性所決定。微粒的 運(yùn)動慣性越大，它受氣流換向干擾 越小，b值就越大。 捕集效率是微粒慣性力的無因次準(zhǔn) 數(shù)的函數(shù) 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理介質(zhì)過濾除菌機(jī)理見書見書P103P103 （續(xù)（續(xù)1 1） l2攔截滯留作用 l微粒隨空氣氣流向前運(yùn)動，微粒隨空氣氣流向前運(yùn)動， 當(dāng)氣流為層流時，隨氣流運(yùn)當(dāng)氣流為層流時，隨氣流運(yùn) 動的粒子在接近纖維表面的動的粒子在接近纖維表面的 部分由于與過濾介質(zhì)接觸而部分由于與過濾介質(zhì)接觸而 被纖維吸附捕集，這種作用被纖維吸附捕集，這種作用 稱之為稱之為阻攔滯留阻攔滯留

26、。 空氣流速愈小，纖維直徑空氣流速愈小，纖維直徑 愈細(xì)，阻攔截留作用愈大。愈細(xì)，阻攔截留作用愈大。 但是在介質(zhì)過濾的除塵除菌但是在介質(zhì)過濾的除塵除菌 中，阻攔截留并不起主要作中，阻攔截留并不起主要作 用。用。 (b)攔截攔截 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理介質(zhì)過濾除菌機(jī)理見書見書P103P103 （續(xù)（續(xù)2 2） l3布朗擴(kuò)散截留作用 l 直徑很小的微粒在緩慢流動 的氣流中能產(chǎn)生一種不規(guī)則的 直線運(yùn)動，稱為布朗擴(kuò)散。布 朗擴(kuò)散的范圍一般很?。ㄎ⒚?級），故在較大氣速和較大的 空間范圍內(nèi)，它是不起作用的； 但在緩慢流動的氣流和極小的 纖維間隙間，布朗擴(kuò)散作用大 大增強(qiáng)了微粒與纖維的接觸和 被捕捉。 (c)擴(kuò)散

27、擴(kuò)散 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理介質(zhì)過濾除菌機(jī)理見書見書P103P103 （續(xù)（續(xù)3 3） l、重力沉降、重力沉降作用作用機(jī)理機(jī)理 l重力沉降是一個穩(wěn)定的分離作用， 當(dāng)微粒所受的重力大于氣流對它的 拖帶力時，微粒就容易沉降。 l就單一的重力沉降情況下，大顆粒 比小顆粒作用顯著，對于小顆粒只 有在氣流速度很慢時才起作用。 l一般它是與攔截作用相配合的，即 在纖維的邊界滯留區(qū)內(nèi)，微粒的沉 降作用提高了攔截滯留的捕集效率。 (d)重力重力 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理介質(zhì)過濾除菌機(jī)理見書見書P103P103 （續(xù)（續(xù)4 4） l、靜電吸附作用機(jī)理 l干空氣對非導(dǎo)體的物質(zhì)相對運(yùn) 動磨擦?xí)r，會產(chǎn)生誘導(dǎo)電荷， 纖維和樹脂處理過的纖維，尤