3 空气除菌及设备

阀门泄露 搅拌轴封泄露 罐盖泄露 其他设备泄露 操作问题 原因不明
比例 /%
0.39
1.45 2.09 1.54 10.15 10.15 24.91
GMP
生物工程技术生产药品时，要符合《药品 生产和质量管理规范》（Good Manufacturing Practice，GMP )
洁净级别：根据国家药品生产质量管理规 范（GMP）的要求，生物制品、药品的 生产场地也需符合空气洁净度要求并有 相应的管理手段。
空气中微生物如何检测？
检测：培养法或光学法测定其近似值？
空气微生物采样器
2. 发酵对空气无菌程度的要求
好气性发酵过程中需要大量的无菌空气，空气要作 到 绝对无菌在目前是不可能的，也是不经济的。
发酵对无菌空气的要求是 ：无菌，无灰尘，无杂质， 无水，无油，正压等几项指标；
发酵对无菌空气的无菌程度要求因菌种的生产能力 的强弱、生长速度的快慢、发酵周期的长短等的 不同而异而异，其要求为：只要在发酵过程中不 因无菌空气染菌，而造成损失即可。
第四篇 其他设备
第十三章 空气供给工程设备
内容
空气中微生物的分布 发酵工业对空气无菌程度的要求 空气除菌的方法 介质过滤除菌的机理 介质过滤除菌的工艺 介质过滤除菌的设备及计算 空气调节的方法 空气调节的工艺 设备及计算
概述
需氧微生物的纯培养：生长及代谢需要氧气的参 与
直接通空气会导致染菌，工业上通纯O2成本太高。 空气中微生物对发酵等具有很大破坏性
上来看不是很合理。
原理
空压机压缩后空气温度升高
T2
T1
(
p2 P1
)
m1 m
多变指数m=1.25
空气 2
34

实验名称：医学空气杀菌效果评估实验日期：2023年X月X日实验地点：医学实验室实验目的：评估不同空气杀菌剂对医学实验室空气的杀菌效果，为实验室空气消毒提供科学依据。

实验材料：1. 空气杀菌剂：紫外线消毒灯、臭氧发生器、高效空气过滤器、过氧化氢喷雾剂。

2. 实验设备：空气采样器、生物安全柜、显微镜、细菌培养箱、无菌操作台、pH试纸、温度计、湿度计等。

3. 实验菌株：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大肠杆菌（Escherichia coli）、白色念珠菌（Candida albicans）。

实验方法：1. 空气采样：使用空气采样器在实验室内采集空气样本，采样时间为1小时，确保采样点分布均匀。

2. 空气杀菌处理：分别对实验室内空气进行以下杀菌处理：- 紫外线消毒灯杀菌：开启紫外线消毒灯，对实验室内空气进行照射，照射时间为30分钟。

- 臭氧发生器杀菌：开启臭氧发生器，对实验室内空气进行臭氧处理，臭氧浓度为0.5mg/m³，处理时间为30分钟。

- 高效空气过滤器杀菌：开启高效空气过滤器，对实验室内空气进行过滤，处理时间为30分钟。

- 过氧化氢喷雾剂杀菌：使用过氧化氢喷雾剂对实验室内空气进行喷雾，喷雾浓度为0.1%，喷雾时间为30分钟。

3. 细菌培养：将采集到的空气样本和经过杀菌处理的空气样本分别接种于牛肉膏蛋白胨琼脂培养基上，置于37℃培养箱中培养24小时，观察菌落生长情况。

4. 结果分析：比较不同杀菌处理后菌落生长情况，评估空气杀菌效果。

实验结果：1. 紫外线消毒灯杀菌：经过紫外线消毒处理后，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的生长数量明显减少，说明紫外线消毒灯对实验室空气具有良好的杀菌效果。

2. 臭氧发生器杀菌：经过臭氧处理后，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的生长数量明显减少，说明臭氧发生器对实验室空气具有良好的杀菌效果。

3. 高效空气过滤器杀菌：经过高效空气过滤器处理后，金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌的生长数量明显减少，说明高效空气过滤器对实验室空气具有良好的杀菌效果。

计算题
1.试设计一台通风量为10m3/min 的棉花纤维过 滤器，过滤器使用周期为100h。空气中颗粒数 为5000个/m3,通过过滤器无菌要求为10-3。滤层
选用df=16μm ,气速Vs=0.1m/s，填充系数α =8%。 求：过滤效率η及滤层厚度L
解： 1.P=Ns/N0=10-3/(5000×10×60×100) =3.33×10-12 η=1-P=1-3.33×10-12 2) 表查得K=0.31cm-1, L＝－ln（Ns/ N0）/K
C. 扩散捕获效率：
3
1 [2(1 2X 0 /df)ln(1 2X 0 /df ) - (1 2X 0 /df) 1/(1 2X 0 /df)] 2(2.00 ln N Re )
其中：2X0/df＝[1.12×2(2-lnRe)DB /V df ]1/3
DB（微粒的扩散率）=CKT/3πμdp C－滑动系数； K－波耳兹曼常数，1.41×10－24kg.m/k； T－绝对温度(k)
当过滤效率为90％（穿透率为10 % ）时：
K＝ - lnP/L90＝-ln10% /L90＝2.303/ L90
直径16μ m的玻璃纤维的L90值 空气流速（m/s） 0.03 L90（cm） 4.05 0.15 8.50 0.30 1.52 3.05 0.38
11.70 1.53
1 2(2.00 ln N Re )
3. 过滤除菌设备（过滤除菌）
1）深层纤维介质（棉花、活性炭、 玻璃纤维）过滤器： 填充物顺序：孔板－铁丝网－ 麻布－棉花－麻布－活性炭－ 麻布－棉花－麻布－铁丝网－ 孔板
2) 平板式纤维纸过滤 器 （flat fiber paper filter）：

三、空气预处理过程设备
（一）空气预处理的作用与原理
空气预处理的主要目的：
1．提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷。 2．去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤 器。
空气中微生物大多数依附于空气中的尘埃颗粒上。提高压缩前空气的洁 净度的主要措施是提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤。一般认
空气出口
过滤网
净气 滤袋 含尘气流
高压水入口
空气入口
图4-7 机械振动袋式除尘器
图4-9 水雾除尘装置
空气压缩机
为什么要用空气压缩机？
涡轮式空气压缩机
往复式空气压缩机
2、空气压缩机
分为离心式空气压缩机和往复式空气压缩机两种。 空气除菌中除去水雾油雾的原因：
否则：（1）如果油雾的冷却分离不干净，带入过滤器会堵塞过滤 介质的纤维
1、纤维状或颗粒状过滤介质
（1）棉花 （2）玻璃纤维 （3）活性炭 （4）烧结金属 （5）多孔陶瓷 （6）多孔塑料
2、过滤纸类介质
பைடு நூலகம்
主要是超细玻璃纤维纸。
3、微孔膜类过滤介质
上花板 纤维介质 出口
4、非织造布
（二）空气介质过滤器
活性炭颗粒 纤维介质
1．纤维状或颗粒介质过滤器
孔板→铁丝网→麻布→棉花
培养前
培养后
无菌空气：是指通过除菌处理使空气中的含菌量降低到某一
个水平，从而使污染的可能性降至极小。
根据生物产品的不同，可以按染菌概率10－3～10 －6来 表示无菌程度， 10－3染菌率表示1000次培养所用的无菌空气 只允许1次染菌。
2、除菌方法
空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生物。