【正文】 79 提高過濾除菌效率的措施 減少進(jìn)口空氣的菌數(shù) 加強(qiáng)生產(chǎn)場(chǎng)地的衛(wèi)生管理 選擇壓縮空氣站為上風(fēng)口 提高采風(fēng)位置 加強(qiáng)空氣預(yù)處理 設(shè)計(jì)和安裝合理的空氣過濾器，選用除菌效率高的過濾介質(zhì) 設(shè)計(jì)合理的空氣預(yù)處理設(shè)備，達(dá)到除油、水和雜質(zhì)的目的 降低進(jìn)入空氣過濾器的空氣的相對(duì)濕度，保證過濾介質(zhì)在干燥的狀態(tài)下工作 使用無油壓縮機(jī) 加強(qiáng)冷卻和去油、水 提高空氣溫度，以降低相對(duì)濕度 。 76 ● 前置高效過濾除菌流程 特點(diǎn)：無菌程度高。 75 ● 兩級(jí)冷卻、加熱除菌流程 特點(diǎn)： 2次冷卻， 2次分離，適當(dāng)加熱。 選取空氣塵埃小的空氣，延長(zhǎng)過濾器的壽命（高空采風(fēng)）。 空氣過濾時(shí)的對(duì)數(shù)穿透定律 當(dāng)空氣中的微粒穿過一定厚度的濾層時(shí)，不斷地被捕捉，含量逐漸減少，表現(xiàn)為類似一級(jí)衰減規(guī)律的形式即： dN/dl= － KN…………………………………………… ① 73 初始條件： N0,N, 進(jìn)出濾層微生物的濃度。 當(dāng)氣流速度中等時(shí)，截流起主要作用。表現(xiàn)在隨著流速的增加，除菌效率也增加。 72 過濾除菌機(jī)制隨著流速的不同，其中到作用的機(jī)制也不同。 布朗擴(kuò)散作用于微粒和纖維直徑有關(guān)，并與流速成反比，在流速很小時(shí)，是介質(zhì)過濾除菌的重要作用機(jī)理之一。 ν 0為某一臨界值， η1 =0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得 φ=1/16時(shí)滿足此條件，求出 νc=(μdf)/ (Cρpd2p). 68 ● 攔截滯留作用機(jī)理 當(dāng)氣流速度小于慣性撞擊的臨界速度時(shí)， η顯著下降，若繼續(xù)下降時(shí)， η不再繼續(xù)下降，反而有所回升，即為攔截滯留在起作用 。 即， η1 =f(φ ) 與纖維直徑、 微粒的直徑和微粒的速度關(guān)系為 φ =(Cρpd2pν0)/(18μdf) 其中 :C,克寧漢修正系數(shù)； ν0， 空氣在纖維間的真實(shí)速度； ρp， dp為微粒的密度和直徑 ； μ為空氣的黏度； df為纖維直徑。 67 ● 慣性撞擊截流作用機(jī)理 為空氣過濾器的主要作用。,微生物直徑 181。如棉花、活性炭、玻璃纖維等 過濾介質(zhì)除菌的原理 棉花纖維直徑 1620 181。)的微孔過濾膜。 過濾介質(zhì)孔隙 絕對(duì)過濾 :孔徑 ( 181。 66 － 介質(zhì)過濾除菌法 工業(yè)上最常用的空氣除菌方法。的微粒去除率高達(dá) 99%，耗電量小 [處理 1000 m3空氣 /( kW)],氣體壓力損失小，但對(duì)很小的微粒，由于所帶電荷小，靜電引力接近于氣流對(duì)微粒的拖動(dòng)力或布朗擴(kuò)散動(dòng)量時(shí)，不能除去。 其工藝流程為 63 64 － 輻射滅菌和化學(xué)滅菌法在發(fā)酵工業(yè)上大規(guī)模 的制備無菌空氣尚待經(jīng)一步研究 . － 靜電除菌法 使空氣中的微粒（水霧、油霧、塵埃和微生物）在靜電場(chǎng)的作用下會(huì)被電離成帶電微粒，然后將其鋪集在電極上。 實(shí)際工藝所采用進(jìn)口空氣溫度 T1=6070 ℃, P2/P1=6,則出口溫度達(dá)到 200 ℃ 以上（ 203217℃ ），即可達(dá)到滅菌的目的。 P1, P2 —分別是壓縮前后的的空氣壓力， Pa。 利用空氣壓縮時(shí)溫度升高來殺死微生物 —熱滅菌方法（屬于干熱滅菌 )。 ◎ 潮濕溫暖的南方地區(qū)微生物的含量大于干燥寒冷的北方地區(qū)。 數(shù)量與環(huán)境溫度和濕度有關(guān)。 空氣滅菌的方法 空氣中微生物種類：包括細(xì)菌、細(xì)菌和霉菌孢子，酵母菌和病毒。一般空氣中的含量 103104個(gè)/m3,菌體的平均尺寸為 181。而空氣中夾帶有大量的各類雜菌，因而在培養(yǎng)系統(tǒng)通入空氣之前須除菌。3。27min. ● 冷卻管：將培養(yǎng)基迅速冷卻到 4050 ℃ ，輸送到滅菌后的發(fā)酵罐內(nèi) 59 噴射加熱連續(xù)滅菌流程 60 薄板換熱器連續(xù)滅菌流程 作業(yè)： P90。 ● 連消塔（加熱塔）使培養(yǎng)基迅速（ 20 s)升溫（ 126132 ℃ ）。連續(xù)滅菌可在短時(shí)間內(nèi)加熱到保溫的溫度，并且能很快地冷卻，因此可在比間歇滅菌更高的溫度下進(jìn)行滅菌，有利于減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。 已知 121 ℃ 的 K= min1 解：發(fā)酵液在殺菌前后體積不變 ∴ ▽ 總 = ㏑ N0/N= ㏑ 1011/ 103= ㏑ 1014 = ▽ 加 = 16/21= ▽ 冷 = 17/21= 又 ∵ ▽ 總 =▽ 加 + ▽ 保 + ▽ 冷 ∴ ▽ 保 == 56 ∵ ▽ 保 = ∫0t Aexp(－ ⊿ E/RT)dt=Kt ∴ t= ▽ 保 /K=(min) 升溫階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)▽ 加 / ▽ 總 =降溫階段對(duì)滅菌的貢獻(xiàn)▽ 冷 / ▽ 總 =從上例說明升溫和冷卻階段對(duì)整個(gè)滅菌過程來說，效果十分可觀。其認(rèn)為當(dāng)溫度超過 100℃ 后，才能具有殺滅微生物的作用，并且隨著溫度的升高，該作用也隨之增大。 51 培養(yǎng)基間歇滅菌過程中的溫度變化 0204060801001201400 50 100 150 200 250時(shí)間（m i n )溫度（℃）加熱 保溫 冷卻 （二）間歇滅菌的計(jì)算 升溫階段：采用間接加熱（夾套、蛇管）；直接加熱（在培養(yǎng)基中直接通入蒸汽）；或二者同時(shí)進(jìn)行的加熱方式。此法對(duì)設(shè)備要求簡(jiǎn)單，滅菌可靠，無需專門的滅菌設(shè)備，投資少，是中小型工廠廠采用的一種方法。水 ⑥微生物細(xì)胞菌齡 ⑦微生物的耐熱性，細(xì)菌芽孢最耐熱 ⑧空氣排出情況 ⑨泡沫：熱量傳遞難 避免突然進(jìn)汽或加大排氣。 ②培養(yǎng)基的物理狀態(tài)：導(dǎo)熱方式 ③培養(yǎng)基的 pH ④ 培養(yǎng)基中的微生物量。已知 K=(1/min)。 已知 ⊿ ES=283460 J/mol, As= 1036 (min1) ； ⊿ EB=92114 J/mol, AB= 1010 (min1) 解： 由（ 1）式，即㏑ K= ㏑ A－ (⊿ E /RT)得 ㏒ Ks= ㏒ As － ⊿ ES /( RT) ∴ Ks在 120 ℃ 時(shí)為 (min1) 150 ℃ 時(shí)為 (min1)滅菌速率常數(shù)提高 463倍。此為滅菌動(dòng)力學(xué)得出的最重要的結(jié)論之一。滅菌溫度升高時(shí)，微生物殺死速率的提高要超過營(yíng)養(yǎng)成分破壞的速率。 而且 K’同樣受到溫度的影響， 符合 Arrhenius方程，即有：㏑ K’= ㏑ A’－ (⊿ E’ /RT)…….. ? ’ d㏑ K’/dT= ⊿ E’ /RT2…………. ? ’ 44 當(dāng)培養(yǎng)基溫度從 T1升至 T2時(shí)： 對(duì)微生物其死亡速度常數(shù)的得比值 K2/K1=exp[－ ( ⊿ E /R)(1/T2 － 1/T1)] ∴ ㏑ (K2/K1)= － (⊿ E /R)(1/T2 － 1/T1)……..(3) 同理：對(duì)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) ㏑ (K2’/K1’)= － (⊿ E’ /R） (1/T21/T1)…(4) (3)/(4)得： ㏑ (K2/K1) / ㏑ (K2