Стерилизация воздуха на биопредприятиях реферат
Обновлено: 01.06.2024
Для стерилизации биореактора применяют пар под давлением. Внутри биореактора не должно быть "мертвых зон", недоступных для пара во время стерилизации. Стерилизации подлежат все клапаны, датчики, входные и выходные отверстия.
Стерильность обеспечивается и герметизацией биотехнологического оборудования, работающего в асептических условиях. Стерильная передача жидкости осуществляется через штуцеры парового затвора. Технологическая обвязка биореактора исключает контаминацию культуральной жидкости посторонней микрофлорой и возможности попадания продуктов биосинтеза в окружающую среду. Основные агенты, контаминирующие клеточные культуры - бактерии, дрожжи, грибы, простейшие, микоплазмы, вирусы. Источники контаминации - воздух, пыль, питательные среды, рабочие растворы, оборудование, рабочий персонал.
Очистка воздуха от микроорганизмов и аэрозольных частиц осуществляется через фильтры предварительной очистки (комбинированные глубинные фильтры — бумага, картон, тканевые материалы), которые устанавливают на всасывающей линии перед компрессором (воздух очищается от частиц размером более 5 мкм) и фильтры тонкой очистки (ткань ФП, удаляющая частицы размером до 0,3 мкм, металлокерамические и мембранные фильтры).
Металлокерамические фильтры изготовлены из калиброванных металлических порошков (бронзы, никеля, нержавеющей стали, титана) способами спекания, прессования, прокатки; размер пор варьирует от 2 до 100 мкм. Металлокерамические фильтры стерилизуют при температуре 150 °С 50 мин. Они стойки к действию сильных кислот, щелочей, окислителей, спиртов, могут использоваться при температуре от -250 °С до +200 °С.
Преимущество металлокерамических фильтрующих элементов - простота регенерации, большой срок работы (5-10 лет). В отличие от волокнистых, нетканных и фторопластовых фильтров, зернистые металлокерамические материалы имеют неизменную структуру, химически инертны, поддаются любым методам стерилизации, отличаются высокой механической прочностью, просты в изготовлении.
Мембранные фильтры патронного и кассетного типа несмотря на менее значительный срок службы (1 год) обладают высокой эффективностью, быстрой съёмностью, надёжны в работе. Отмечена способность рядом фильтрующих материалов, заряженных отрицательно, задерживать живые клетки, бактерии, вирусы, эритроциты, лимфоциты и тромбоциты. Частицы, размер которых меньше величины пор фильтрующего материала, остаются на фильтре, если дзета-потенциал (электрический потенциал) частиц и стенок пор фильтра имеет противоположные заряды. Это явление наблюдается при использовании в качестве фильтрующих элементов мембран с соответствующими электростатическими свойствами. Выбор фильтрующего материала зависит от объекта фильтрации и дзета-потенциала суспендированных частиц.
Отработанный воздух, отводимый из лабораторных и производственных помещений, контролируется на чистоту (отсутствие микроорганизмов).
Для обслуживания установок глубинного культивирования применяют автоматизированную модульную систему, включающую:
1) очистку и стерилизацию воздуха и пара с использованием металлокерамических и титановых фильтрующих элементов; модули технологической обвязки, содержащие автономную систему термостатирования, запорную и регулирующую арматуру, индивидуальные входные и выходные фильтры, электропневмообразователи и другие регулирующие устройства;
2) блок автоматического контроля и управления, содержащий программное устройство, преобразователи сигналов от измерительных электродов, газоанализаторы для измерения О2, СО2, еН, температуры, рСО2, рО2;
3) системы цифровой и диаграммной индикации текущих параметров культивирования.
Установки глубинного культивирования снабжены блоками дистанционного измерения давления в биореакторе и его рубашке, блоками дистанционного контроля интенсивности аэрации воздухом или газовой смесью (кислорода и азота, кислорода и углекислого газа, воздуха и углекислого газа, азота и углекислого газа).
Блок автоматического управления позволяет контролировать и поддерживать на заданном уровне программную стерилизацию биореактора и арматуры, скорость вращения мешалки и дистанционный контроль открытия или закрытия вентилей и регулирующих клапанов.
Ряд стран специализируется на выпуске широкого ассортимента оборудования для культивирования различного назначения (фирма NBS - США; Полиферм, Биотек - Швеция; Марубиши - Япония; LH - Ферментейшн - Великобритания; Браун - Германия; БИОР-0,1, БИОР-0,2 - Россия, институт биологического приборостроения с опытным заводом АН РФ).
Заключение
Важным элементом в конструкции ферментера являются теплообменные устройства. Применение высокопродуктивных штаммов биообъектов, концентрированных питательных сред, высокий удельный расход мощности на перемешивание — все эти факторы сказываются на существенном возрастании тепловыделений, и для отвода тепла в ферментаторе устанавливают наружные и внутренние теплообменные устройства.
Промышленные ферментаторы, как правило, имеют секционные рубашки, а внутри аппарата — четыре змеевика.
Разработчики аппаратуры в нашей стране и за рубежом постоянно совершенствуют конструкции биореакторов. Так, например, фирма New Brunswick Scientific Co., Inc. (США) предложила следующие типы ферментаторов:
Био-Фло III — для периодического и непрерывного культивирования микробных, животных и растительных клеток, совмещенный с микропроцессором и персональным компьютером;
Микрос I — для культивирования микроорганизмов (совмещен с микропроцессором) и промышленные ферментаторы емкостью от 40 до 4000 литров и более (совмещены с микропроцессорами).
В Датской мультинациональной компании Gist-Brocades в 1987 г. сконструирован и изготовлен самый большой промышленный ферментатор для производства пенициллина (200 м 3 ).
5. Биотехнология: Учебное пособие для ВУЗов /Под ред. Н.С. Егорова, В.Д. Самуилова.- М.: Высшая школа, 1987, стр. 15-25.
6. Основы фармацевтической биотехнологии: Учебное пособие / Т.П. Прищеп, В.С. Чучалин, К.Л. Зайков, Л.К. Михалева. – Ростов-на-Дону.: Феникс; Томск: Издательство НТЛ, 2006.
7. Производство белковых веществ. Биотехнология. Кн. 5 : учеб. пособие для вузов / [В.А.Быков и др.]. – М.: Высш. шк. – 1987. – 142 с.
8. Сазыкин Ю. О. Биотехнология: учебное пособие для студентов высш. учеб. заведений / Ю.О. Сазыкин, С. Н. Орехов, И.И. Чакалева; под ред. А.В. Катлинского. – 3-е изд., стер. – М.: Издательский центр "Академия", 2008.
9. Северин С.Е. Биохимия и медицина – новые подходы и достижения / С.Е. Северин. – М.: Русский врач, 2006. – 94 с.
Метод фильтрации воздуха через волокнистые (маты, бумага, картон), пористые (полимеры) или зернистые материалы. Технологическая схема очистки и стерилизации воздуха для аэрации. Основные виды фильтров. Стерилизация воздуха, выходящего из ферментатора.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.10.2017 |
| Размер файла | 2,0 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство Образования и Науки РК
Евразийский Национальный Университет им Л.Н. Гумилева
Кафедра Биотехнологии и Микробиологии
Подготовила: студентка 3 курса Бт-32
Приняла: доцент Кухар Е.В.
1. Методы очистки и стерилизации воздуха
2. Технологическая схема очистки и стерилизации воздуха для аэрации
3.1 Фильтры предварительной очистки
3.2 Фильтры грубой очистки
3.3 Фильтры тонкой очистки
4. Системы очистки и стерилизации воздуха
5. Стерилизация воздуха, выходящего из ферментатора
Введение
Культивирование микроорганизмов - продуцентов биологически активных веществ в глубинных условиях помимо собственно биосинтеза включает ряд вспомогательных технологических операций. Прежде всего это получение сжатого стерильного воздуха, подаваемого на аэрацию, приготовление и стерилизация питательной среды, подготовка оборудования. Эти операции во многом определяют качественные и количественные показатели процесса биосинтеза, поэтому к их аппаратурному оформлению и режиму работы предъявляют повышенные требования.
При выращивании микроорганизмов в глубинных условиях требуется непрерывная подача стерильного воздуха в ферментаторы, на аэрацию культуральной жидкости. Воздух, подаваемый в ферментатор, не только снабжает растущую культуру кислородом, но и отводит газообразные продукты обмена и физиологическое тепло, выделяемое микроорганизмами в процессе развития, позволяет достигать однородности микробной суспензии, увеличивает скорость массопередачи и перемешивания жидкой питательной среды.
1. Методы очистки и стерилизации воздуха
Очистка и стерилизация воздуха достигаются различными способами, предусматривающими прежде всего уничтожение микроорганизмов или их отделение. Используются методы газовой очистки или применение антисептиков (фенол- и ртуть-содержащих соединений), повышенные или пониженные температуры, ультрафиолетовые облучения, ионизирующие излучения. Примеры промышленного использования антисептиков, повышенных или пониженных температур и других факторов свидетельствуют о их ненадежности. Более того, эти сложные приемы мало экономичны из-за высокой устойчивости спор и конидий к высоким температурам и ионизирующим излучениям. В процессах микробиологического синтеза воздух, подаваемый на аэрацию, должен быть очищен на 99,9999999 % от примесей и микроорганизмов размером до 1 мкм. Это требование заставляет отказаться от многих методов газовой очистки (седиментация, механическая фильтрация, инерционные и центробежные методы, аппараты мокрой очистки) как неэффективных, обеспечивающих удаление только грубых частиц.
Применение электрофильтров дает возможность очистить воздух только на 85-99%.
Наибольшее распространение получил метод фильтрации воздуха через волокнистые (маты, бумага, картон), пористые (полимеры, металлокерамика) или зернистые материалы. Такие материалы недорогостоящи в изготовлении и обладают высокой эффективностью стерилизации. Несмотря на то что волокнистые фильтры имеют диаметр не менее 5 мкм и слабое уплотнение (промежутки не менее 50 мкм), они легко задерживают большинство микроорганизмов со средним размером около 1 мкм. Обработку технологического и вентиляционного воздуха необходимо рассматривать как элемент технологии, играющий существенную роль в обеспечении выпуска продукции высокого качества.
Системы стерилизации воздуха классифицируются по технологическим признакам:
1) подготовка и подача воздуха или смеси газов на аэрацию культуральной жидкости в ферментаторах при аэробном культивировании;
3) подготовка и подача (транспортного) сжатого воздуха и обеспечение вакуума для передачи микробных суспензий и стерильных жидкостей из одной емкости в другую (ферментаторы, дозаторы, мерники и т. д.) или в аппараты для дальнейшей обработки (центрифуги, сепараторы, отстойники, испарители, флотаторы);
4) очистка воздуха или смеси газов, отводимых от всех видов технологического оборудования.
Каждая из этих систем имеет свои особенности, но процессы стерилизации связаны общей теоретической основой.
2. Технологическая схема очистки и стерилизации воздуха для аэрации
В настоящее время широко применяется технологическая схема получения, очистки и стерилизации сжатого воздуха, включающая следующие стадии: предварительную (грубую) очистку от механических примесей, сжатие, охлаждение, отделение сконденсированных паров влаги и масла (при поршневых компрессорах), стерилизацию (рис. 2.8). Для защиты компрессора атмосферный воздух предварительно очищают от крупных частиц пыли, а затем сжимают до требуемого давления. При сжатии воздух нагревается до температуры 100-200 °С, поэтому его необходимо охладить до оптимальной температуры культивирования микроорганизма-продуцента. Температура воздуха, подаваемого на аэрацию, оказывает существенное влияние на накопление конечного продукта. Например, микроорганизмы-продуценты антибиотиков снижают продуктивность при температуре воздуха, поступающего в аппарат, выше 40 °С. Оптимальная температура роста этих микроорганизмов 27-28°С.
Получение сжатого, очищенного от микроорганизмов воздуха определенной температуры и влажности - сложная технологическая задача, осуществляемая в специальной системе. Система состоит из трех частей, соединенных последовательно: в первой части происходят очистка атмосферного воздуха от пыли и его сжатие, во второй - подготовка и поддержание воздуха в оптимальном термодинамическом состоянии по влажности и температуре, в третьей - окончательная очистка воздуха (в фильтрах тонкой очистки) перед подачей в ферментаторы. Поддержание определенной температуры сжатого воздуха обусловливается не только самой культурой микроорганизма, но и высоким влагосодержанием атмосферного воздуха. При охлаждении сжатого воздуха выпадает 50-70 % исходной влаги, которая увлажняет волокна аэрозольных фильтров, и эффективность их действия резко снижается. Чтобы насадки аэрозольных фильтров не увлажнялись, воздух после компрессора охлаждают до 25-30 °С. После отделения влаги воздух нагревается до температуры культивирования. Окончательное подсушивание воздуха может проводиться в сушилке между головным и индивидуальными фильтрами.
На предприятиях микробиологической промышленности очистка и стерилизация воздуха осуществляется с помощью системы различных фильтров: предварительной очистки периодического или непрерывного действия, грубой и тонкой очистки.
3.1 Фильтры предварительной очистки
Фильтры такого типа устанавливают на всасывающей линии перед компрессором. Путем инерционного осаждения очищают воздух от крупных частиц размером более 5 мкм. В фильтрующих материалах предусматриваются большие промежутки между улавливающими элементами для максимального снижения сопротивления потоку при высокой скорости фильтрации воздуха - 1,5-3,0 м/с. Чтобы сухие частицы после осаждения при такой скорости потока не выносились из фильтра, слои его промасливают. Фильтры этого класса часто называют масляными, или висциновыми.
К фильтрам периодического действия относятся кассетные регенерируемые масляные фильтры и кассетные фильтры сухого типа.
Кассетные регенерируемые масляные фильтры различаются по размерам, форме и виду фильтрующей среды. Наибольшее распространение получили сеточные фильтры типа ФЯР. Такие фильтры просты, надежны в эксплуатации, улавливают микроорганизмы и частицы пыли размером более 5 мкм. Кассетные регенерируемые масляные фильтры работают с номинальной производительностью при запыленности воздуха не более о мг/м3. Такой фильтр задерживает на поверхности насадки 92-99 % воздушной пыли. Продолжительность его эксплуатации без регенерации зависит от степени загрязненности воздуха. Если содержание пыли возрастает от 0,5 до 5,0 мг/м3, то длительность работы фильтра сокращается с 800 до 80 ч.
Кассетные фильтры сухого типа состоят из 10-15 слоев перфорированных металлических и винипластовых листов. Площадь рабочего сечения 0,22 м2, производительность 0,43 м3/с, скорость фильтрации 117 м/мин, начальное сопротивление фильтра 49 Па, пылеемкость 400-450 г/м2, эффективность очистки 70 %, масса фильтра 5 кг. В кассетных сменных фильтрах сухого типа в качестве фильтрующего материала можно применять пенополиуретан, стеклянное или химическое волокно, маты из нетканых материалов. Эти фильтры свободны от недостатков, которые присущи масляным фильтрам, - запах, унос масла. Эффективность очистки воздуха в таких фильтрах составляет 70-85 %, пылеемкость 200-400 г/м2, производительность 0,43-0,610 м3/с.
Фильтры непрерывного действия существуют трех типов: самоочищающиеся масляные с непрерывной регенерацией фильтрующей поверхности в ванне с маслом; рулонные (катушечные), в которых чистый фильтрующий материал непрерывно поступает с одной катушки, а использованный наматывается на другую; волокнистые, промываемые водой из форсунок.
фильтрация воздух аэрация ферментатор
Масляные самоочищающиеся фильтры состоят из непрерывно движущейся в вертикальной плоскости фильтрующей бесконечной панели и масляной ванны (рис. 2.9). При прохождении через ванну загрязненные участки отмываются от пыли и вновь промасливаются, а пыль оседает на дне ванны в виде шлака. При начальной концентрации пыли 1-2 мг/м3 степень очистки составляет 90-98 %, пылеемкость фильтра исчерпывается через 300-500 ч работы. Производительность таких фильтров 100-400 тыс. м3/ч.
Рулонные автоматические фильтры имеют производительность 20, 40, 80 и 120 тыс. м3/ч. На рис. 2.10 приведена схема работы такого фильтра. Фильтрующим материалом служат упругие маты из стеклянных синтетических волокон, склеенных связывающими материалами. Срок непрерывной работы одного рулона 1 год.
В волокнистых фильтрах используются объемные маты из волокон полимеров. В результате электростатического притяжения на волокнах улавливаются субмикронные частицы. Фильтры получили широкое распространение для предварительной очистки и стерилизации приточного воздуха. Производительность волокнистого фильтра 555 м3/мин.
3.2 Фильтры грубой очистки
Предназначены для улавливания основной массы загрязнений, попавших в систему после прохождения фильтров предварительной очистки и компрессора, а также для удлинения срока службы фильтров тонкой очистки, выполняющих основной процесс стерилизации на стадии фильтрации. Как правило, это фильтры большой емкости. Они обслуживают несколько ферментаторов и называются головными. Головной фильтр дублирует работу индивидуальных фильтров и повышает степень очистки и стерилизации воздуха.
3.3 Фильтры тонкой очистки
Фильтры тонкой очистки и стерилизации необходимы для улавливания загрязнений, пропущенных другими фильтрами, а также всех возможных загрязнений, попавших в систему по случайным причинам. Работа этих фильтров должна быть особенно надежной, так как это последняя ступень очистки и стерилизации воздуха на пути к ферментатору. Конструктивно фильтры тонкой очистки во многом похожи на фильтры грубой очистки, только они значительно меньше размерами и в них используются более эффективные фильтрующие материалы (табл. 2.2). В настоящее время разработано несколько конструкций фильтров тонкой очистки различной производительности.
На рис. 2.12 представлены схемы фильтров со сменными фильтрующими элементами из нетканых материалов. В конструкции фильтра тонкой очистки Ф1 и Ф2 используется готовый сменный фильтрующий элемент из базальтового супертонкого волокна. Наибольшее распространение для очистки и стерилизации воздуха находят конструкции, в которых используются быстро заменяемые готовые стандартные фильтрующие патроны (рис. 2.12, б).
В микробиологической промышленности для очистки и стерилизации воздуха применяют также фильтры марки ФТО. Эти фильтры набиваются особой устойчивой гидрофобной тканью, которая полностью очищает воздух от микроорганизмов. Фильтры выпускаются различных типов - от ФТО-60 до ФТО-1000. Цифры означают производительность по воздуху в м3/ч. Марку фильтра выбирают в зависимости от производительности ферментатора. Фильтрующий элемент фильтра ФТО-750 имеет диаметр 360 мм и высоту 600 мм. При нагрузке 750 м3/ч сопротивление фильтра составляет 274-294 Па. На рис. 2.13 представлена схема фильтра тонкой очистки ФТО-60. В патронных фильтрах могут быть использованы бумага из базальтовых супертонких волокон, гофрированный базальтовый картон и различные фторопластовые элементы. Фильтры тонкой очистки воздуха практически обеспечивают 100%-ную очистку и стерилизацию воздуха.
Они стерилизуются острым паром в технологической обвязке с ферментатором без извлечения фильтрующих элементов из корпуса фильтра. Фильтрующие элементы - пластины и цилиндрические патроны - служат 1,5-2 года.
4. Системы очистки и стерилизации воздуха
Для надежной работы всей технологической схемы очистки и стерилизации воздуха и ее отдельных узлов необходимы соблюдение определенных требований к технологической обвязке фильтров, поддержание определенного термодинамического режима воздуха в системе.
Принципиальная технологическая схема очистки и стерилизации воздуха представлена на рис. 2.8. Воздух из воздухоразборника поступает в фильтр предварительной очистки 1. Сжатие воздуха до 350-500 кПа осуществляется в компрессоре 2, охлаждение до температуры 30-40 °С в холодильнике 3 с последующим отделением образующегося аэрозоля во влагоотделителе 4. На входе и выходе из холодильника температура воздуха контролируется приборами. Относительная влажность воздуха и температура определяются после выхода из нагревателя 5 термодатчиком. Принцип действия автоматического контроля параметров воздуха заключается в следующем. Если приборы регистрируют отклонение температуры от заданной на входе в фильтр 6, то специальные регуляторы будут воздействовать на подачу пара в нагреватель таким образом, чтобы изменить температуру воздуха до величины, определяемой регламентом. Окончательная стерилизация воздуха осуществляется в индивидуальном фильтре тонкой очистки 7. Для оценки эффективности работы схемы очистки и стерилизации воздуха применяется метод улавливания искусственных аэрозолей. При этом используются аэрозоли жидкие - масляный туман (0,3 мкм) и твердые - бактериальный, бихромат калия (0,6-0,8мкм), красители метиленового синего (0,5 мкм).
Контроль эффективности действия фильтров, особенно индивидуальных, записывается анализатором запыленности очищенного воздуха типа АЗ-З и АЗ-5. Имея высокую чувствительность - 2-3 тыс. частиц размером 0,3 мкм в 1м3, прибор позволяет проводить контроль микробиологической обсемененности воздуха. Для стерилизации фильтров и воздушных линий применяют чаще всего острый пар. Этот метод создает очень жесткие условия для выбора фильтрующих материалов, так как через фильтр под давлением пропускается большое количество острого пара, часто загрязненного и с большим содержанием конденсата. Поэтому более рациональна двусторонняя стерилизация фильтров паром. При этом пар подают в воздушный трубопровод до и после фильтра одновременно. Для этого в фильтр прокладывают обводную линию для пара, которая соединяет вход и выход воздушного трубопровода. Пар должен поступать чистый и сухой температурой 120 °С при стабилизированном давлении. Длительность стерилизации колеблется от 30 до 60 мин в зависимости от вида фильтрующего материала.
5. Стерилизация воздуха, выходящего из ферментатора
Это одна из основных ступеней технологического процесса биосинтеза. Воздух, удаляемый из ферментатора, содержит большое количество микроорганизмов. Так, среднее количество клеток дрожжей в 1 м3 отработанного воздуха составляет 3,4-3,6х106. Выбрасываемый из ферментаторов воздух имеет высокую влажность. Для отделения влаги используют жалюзийные конструкции, отличающиеся низким гидравлическим сопротивлением. Весьма эффективны при этом вязаные и тканевые сетки из нержавеющего материала или термостойкого пластика. На них сепарируется около 99 % влаги.
В зарубежной практике для очистки и стерилизации воздуха, выходящего из ферментаторов, широко используют фильтрующие элементы из микроволокон боросиликатного стекла, связанных эпоксирезиной. Фильтр-патроны из такого материала имеют высокую стерилизующую способность (до 99,9999 %) и хорошо улавливают частицы размером более 0,6 мкм. Стерилизация таких фильтров осуществляется текучим паром. Большое распространение получили фильтры из пористой нержавеющей стали, никеля или бронзы. Эти элементы очень прочны и устойчивы к воздействию высоких температур и влаги. В начале эксплуатации их сопротивление не более 0,07 МПа, а в процессе фильтрования оно возрастает до 0,5 МПа.
Глубинное культивирование микроорганизмов проходит в аппаратах с давлением 0,02-0,06 МПа. Пористые материалы, как правило, имеют большое сопротивление, что затрудняет их применение в схеме очистки и стерилизации воздуха, выходящего из ферментатора. Специфичность этого процесса требует применения как минимум двухстадийной очистки воздуха на выходе из ферментатора. На первой стадии производится влагоотделение, на второй - доочистка воздуха.
Подобные документы
Общее понятие и классификация пыли. Нормирование уровня запыленности атмосферного воздуха. Виды отрицательных воздействий пыли на организм человека. Применяемые методы очистки атмосферного воздуха от пыли. "Циклон" - аппарат сухой очистки воздуха.
курсовая работа [91,6 K], добавлен 18.12.2015
Основные мероприятия и оборудование для очистки выбрасываемого воздуха от пыли. Виды фильтров для приточного воздуха. Принципы улавливания вредных газов. Понятие санитарно-защитных зон, особенности их устройства. Экологический мониторинг окружающей среды.
презентация [106,4 K], добавлен 24.07.2013
Виды и источники загрязнения атмосферного воздуха, основные методы и способы его очистки. Классификация газоочистного и пылеулавливающего оборудования, работа циклонов. Сущность абсорбции и адсорбции, системы очистки воздуха от пыли, туманов и примесей.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 09.12.2011
Характеристика загрязнения атмосферы (на примере Астраханской области). Методы и средства защиты атмосферного воздуха, их классификация и основные параметры. Очистка воздуха с использованием туманоуловителя. Эффективность очистки в разнообразных условиях.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.05.2015
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха и экологические последствия. Средства защиты атмосферы: сухие и мокрые пылеуловители, фильтры. Абсорбционная, адсорбционная, каталитическая и термическая очистка воздуха. Расчет циклона ЦН-24 и бункера.
конечном счете, зависит эффективность работы систем в целом:
Воздух из атмосферы (взвешенных частиц до 10
9 , микроорганизмов – до 1500 в 1 м
Фильтрат предварительной очистки (для защиты компрессора)
Охлаждение, влагоотделение и масло-улавливание из воздуха
Головной фильтр, очистка на 98% (частиц – менее 2*10
Индивидуальный фильтр (очистка от частиц размером 1 мкм – 99,9999999 %, от микроорганизмов – не более 10 в 1 м
Необходимость обеспечения высокой степени очистки воздуха (99,9999999 %) обусловила, по опыту отечественных и зарубежных смежных отраслей промышленности,
использование метода удаления аэрозольных частиц из газа путем пропускания его через различные материалы - волокнистые (бумаги, картон) или пористые (полимеры, металлы, керамика) и
При выращивании микроорганизмов, клеток животных и вирусов в глубинных условиях требуется подача стерильного воздуха или других газов в биореактор на аэрацию
культуральной жидкости. Воздух или др. газы, подаваемые в биореактор, не только снабжают растущую культуру кислородом, азотом, углекислым газом и др., но и отводят продукты
газообмена и физиологическое тепло, выделяемое микроорганизмами в процессе биосинтеза, способствуют гомогенизации суспензии, увеличивают скорость процессов массо- и
Расчетные критерии газовых фильтров должны прежде всего соблюдаться для производственных биореакторов с большим расходом газа на аэрацию, а не для
лабораторных установок, где не нужен значительный запас надежности. Энергию также нужно учитывать, поскольку всегда происходит падение давления по сечению фильтра (в лабораторных
условиях этот фактор обычно не принимают во внимание).
Большое значение также имеет относительная влажность газа, и если она слишком высока, то работа фильтра становится неустойчивой. На больших фильтрах опасность
представляет краевой эффект.
Вату в качестве набивочного материала использовать не рекомендуется, т.к. она не является эффективным материалом по сравнению даже со стекловолокном из-за
большого диаметра волокон и предрасположенности к быстрому увлажнению.
Эффективность работы фильтров для стерилизации воздуха определяется следующими факторами: эффективностью и механической прочностью фильтрующего материала,
герметичностью его крепления в корпусе фильтра, удобством и быстротой перезарядки. По конструкции фильтры для стерилизации воздуха делятся на две группы: глубинного типа с
применением волокнистых фильтрующих материалов и с отдельными фильтрующими элементами.
Достоинствами глубинных фильтров являются большая пылеемкость (способность удерживать большое количество пыли на поверхности фильтра), простота и малая
стоимость. К недостаткам этих фильтров следует отнести невоспроизводимость укладки фильтрующего материала и уплотнение его в процессе эксплуатации, каналообразование, неопределенную
эффективность, контакт работников, обслуживающих фильтр, с минеральным волокном. Вследствие перечисленных недостатков эти фильтры ненадежны и нестабильны в работе. Очевидно, что
недостаточная стабильносгь и надежность способа получения стерильного воздуха окупаются дешевизной и простотой применяемого оборудования и обусловливаются невысокими требованиями к
продукту, для получения которого используется такой стерильный воздух.
Фильтры с готовыми фильтрующими элементами характеризуются большой надежностью в работе. Фильтрующие элементы изготавливают из высокоэффективных, механически
прочных фильтрующих материалов. Форма и размер фильтрующих элементов зависит от характера фильтрующего материала. Фильтры с готовыми фильтрующими элементами обеспечивают возможность
длительной и эффективной работы.
В зависимости от поставленных целей в настоящее время используются большое разнообразие фильтрующих материалов:
А. Металлические стружки, сетка, кольца, рашига (смоченные маслом)
Б. Грубые минеральные или синтетические волокна: маты, нетканые материалы
План: 1. Механизмы фильтрации газов стр. 2 2. Фильтрующие материалы стр. 5 3. конструкция воздушных фильтров стр. 8 - фильтры предварительной очистки воздуха стр. 8 - фильтры тонкой очистки (головной) стр. 9 - фильтры тонкой очистки (индивидуальный) стр. 12 4. Промышленная система очистки и стерилизации стр. 18 5. Стерилизация воздуха, выходящего из биореакторов стр. 22 Механизмы фильтрации газов Важным технологическим процессом в
биологических производствах является очистка от механических включений и стерилизация воздуха, используемого для вентиляции цехов и боксов, передачи под давлением стерильных культуральных жидкостей и растворов, поддержания избыточного давления в стерильных емкостях. В значительных количествах стерильный воздух используют для аэрации процесса культивирования. Отводимый из лабораторных и производственных помещений
отработанный воздух также подвергается очистке от присутствующих в нем микроорганизмов и контролируется на чистоту. Основным требованием к техническим системам очистки и стерилизации воздуха является очистка его от микрофлоры и других примесей. Кроме обеспечения этого требования, рассматриваемые системы должны обеспечивать получение воздуха с определенными термодинамическими характеристиками (температура,
влажность, давление), от которых, в конечном счете, зависит эффективность работы систем в целом: 1. Воздух из атмосферы (взвешенных частиц до 109 , микроорганизмов – до 1500 в 1 м 3) 2. Фильтрат предварительной очистки (для защиты компрессора) 3. Турбокомпрессор 4. Охлаждение, влагоотделение и масло-улавливание из воздуха 5. Головной фильтр, очистка на 98% (частиц – менее 2*106, микроорганизмов - до 1000 в 1 м3) 6. Индивидуальный
фильтр (очистка от частиц размером 1 мкм – 99,9999999 %, от микроорганизмов – не более 10 в 1 м3) 7. В технологию Необходимость обеспечения высокой степени очистки воздуха (99,9999999 %) обусловила, по опыту отечественных и зарубежных смежных отраслей промышленности, использование метода удаления аэрозольных частиц из газа путем пропускания его через различные материалы - волокнистые (бумаги, картон) или пористые (полимеры, металлы,
Читайте также: