3空氣除菌及設(shè)備(編輯修改稿)
2025-02-12 13:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 達(dá) 9899%，且阻力損失不大。但對于霧沫濃度很大的場合，會堵塞孔隙而增大阻力損失。 5. 空氣冷卻器 常用的類型有 立式列管式熱交換器、沉浸式熱交換器、噴淋式熱交換器 等。由于空氣的給熱系數(shù)很低，一般只有420kJ/（ m2〃h〃 oC），設(shè)計時應(yīng)采用適當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣咚慕o熱系數(shù)，否則將會大大增加傳熱面積。 提高空氣給熱系數(shù)的最好辦法是增加空氣的流速，當(dāng)選擇 列管式熱交換器時，若水質(zhì)條件許可，雜質(zhì)少，不容易形成積垢，可安排空氣走管內(nèi)，做成多管程流動，提高空氣流速。若水質(zhì)條件不允許，空氣走管外時，也要采用多加擋板的辦法使其在殼內(nèi)做多殼程流動，提高空氣流速。 6. 空氣過濾器 （ 1）空氣過濾除菌的對數(shù)穿透定律 過濾除菌效率就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原空氣所含微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾設(shè)備過濾效能的指標(biāo)，即： 把過濾前后空氣中微粒濃度的比值，即穿透濾層的微粒濃度 N2與原微粒濃度 N1的比值，稱為 穿透率 。 實踐證明，空氣過濾器的過濾除菌效率主要與 微粒的大小、過濾介質(zhì)的種類和纖維直徑、介質(zhì)的填充密度、濾層厚度以及通過的氣流速度 等因素有關(guān)。如假定 存在而受影響 ，不再被氣流卷起帶走 ，即每一纖維薄層除去同樣百分率的微粒數(shù)，那么就可得出： 上式即為深層介質(zhì)過濾除菌的 對數(shù)穿透定律， 它表示進(jìn)入濾層的微粒濃度與穿透濾層的微粒濃度之值的對數(shù)是濾層厚度的函數(shù)。 其常數(shù) K的值與多個因素有關(guān)，如纖維的種類、直徑、填充密度、空氣流速和空氣中微粒的直徑等。 （ 2）過濾介質(zhì) 過濾介質(zhì)是過濾除菌的關(guān)鍵，它的好壞不但影響到介質(zhì)的消耗量、過濾的動力消耗、勞動強度、維護(hù)管理等，而且決定設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸，還關(guān)系到運轉(zhuǎn)過程的可靠性。 生物工業(yè)生產(chǎn)中空氣過濾除菌對介質(zhì)的要求是 吸附性強、阻力小、空氣流量大、能耐干熱 。 常用 的過濾介質(zhì)有棉花（未脫脂）、活性炭、玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維紙、化學(xué)纖維等。 ①棉花 棉花是傳統(tǒng)的過濾介質(zhì)，其質(zhì)量隨品種和種植條件不同差別較大。作為過濾介質(zhì)時，最好選用纖維細(xì)長疏松的新鮮產(chǎn)品，裝填時要分層均勻鋪砌，最后要壓緊，裝填密度達(dá)到 150200kg/m3為好。如果壓不緊或是裝填不均勻，會造成空氣短路或介質(zhì)翻動而喪失過濾效果。 ②玻璃纖維 作為散裝充填過濾器的玻璃纖維，直徑一般為 819微米，充填系數(shù)一般采用 610%。如果采用硅硼玻璃纖維，則可獲得較細(xì)直徑（ ）的高強度纖維，并可用其制成 23mm厚的濾材， 制成過濾器后可除去 ，所以它可除去噬菌體和所有的微生物。 ③活性炭 活性炭有非常大的比表面積，主要通過表面物理吸附作用截留微生物。一般采用直徑 3mm，長 510mm的圓柱狀活性炭，其粒子間隙大，故對空氣的阻力較小，僅為棉花的1/12，但它的過濾效率比棉花要低得多。工廠都是將其夾裝在兩層棉花中間使用，以降低濾層阻力。 ④超細(xì)玻璃纖維紙 超細(xì)玻璃纖維是利用質(zhì)量較好的無堿玻璃，采用噴吹法制成的直徑很小的纖維（直徑為 ）。由于纖維特別細(xì)小，故不宜散裝充填，而采用造紙的方法做成 1mm厚的纖維紙，這種纖維紙的密度為 380kg/m3。它所形成的網(wǎng)格的孔隙為 ，比棉花小 1015倍，故它有 較高的過濾效率 。 ⑤石棉濾板 石棉濾板是采用 20%纖維小而直的藍(lán)石棉和 80%紙漿纖維混合打漿抄制而成 ,由于纖維比較粗、間隙比較大，雖然濾板較厚（ 35mm），但過濾效率還是比較低，只適宜用于分過濾器，其特點是濕強度較大，受潮時也不易穿孔或折斷，能耐受蒸汽反復(fù)殺菌，使用時間較長。 ⑥ 燒結(jié)材料過濾介質(zhì) 燒結(jié)材料過濾介質(zhì)種類很多，有燒結(jié)金屬（蒙乃爾合金，青銅等）、燒結(jié)陶瓷、燒結(jié)塑料等。制造時用這些材料微粒粉末加壓成型后，處于熔點溫度下黏結(jié)固定，但只是粉末表面熔融黏結(jié)而保持粒子間的間隙，形成了微孔通道，具有微孔過濾的作用。某些可熔于有機(jī)溶劑的塑料，也可采用溶劑黏結(jié)法制得。這種過濾介質(zhì)，孔徑一般為 1030微米。 ⑦新型過濾介質(zhì) 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和嚴(yán)格發(fā)酵條件的需求，已研究出一些新的過濾介質(zhì)，它的微孔直徑只有 微米，小于細(xì)菌直徑，故菌體粒子不能通過，稱之為 絕對過濾 。當(dāng)然，所謂絕對過濾器也有兩大類：一類是能除去全部微生物，但不能除去噬菌體。另一類可除去小至 ，故可濾除包括噬菌體在內(nèi)的全部微生物。 要評價一種過濾介質(zhì)是否優(yōu)越 ,最主要是看它的過濾效率 η ,而過濾效率 η 是過濾常數(shù) K和濾層厚度 L的函數(shù) , K值越大 ,濾層厚度 L 可越小 。同時阻力降 Δ P越小越好。 因此 把 KL/Δ P值作為過濾介質(zhì)綜合性能評價指標(biāo)。 中國的空氣絕對過濾技術(shù)也獲得長足進(jìn)步，如 核工業(yè)凈化過濾工程技術(shù)中心 研制成功 JPF型聚偏二氟乙烯膜折疊式空氣過濾器，具有國際先進(jìn)水平。此外，該中心研制生產(chǎn)且已廣泛應(yīng)用的 JLS型微孔燒結(jié)金屬過濾器，以金屬鎳為材質(zhì)，采用特殊粉末冶金技術(shù)制成，具有壓降小、過濾效率高、耐蒸汽加熱殺菌、使用壽命長等特點。 （ 3）過濾器的結(jié)構(gòu) ① 纖維介質(zhì)深層過濾器 纖維介質(zhì)深層過濾器是立式圓筒形 ,內(nèi)部充填過濾介質(zhì) ,空氣由下向上通過過濾介質(zhì) ,以達(dá)到除菌目的。纖維介質(zhì)主要有棉花、玻璃纖維、超細(xì)玻璃纖維等?？諝膺^濾器的尺寸主要包括直徑 D 和有效濾層高度 L。 其中 D 可由下式求出 空截面空氣速度一般取 ,按操作工藝而定。原則是應(yīng)使過濾器在較高過濾效率的氣流速度區(qū)運行，過濾器有效過濾介質(zhì)高度 L 的決定 ,通常在實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 ,按對數(shù)穿透定律進(jìn)行計算。 但由于需要濾層厚，耗用棉花多，安裝較困難，阻力損失很大。故工廠常用活性炭作為中間層，以改善這些因素。通?？偟母叨戎?，上下棉花層厚度各為總過濾層的 1/41/3，中間活性炭層占 1/31/2。在
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