Каковы требования биоиндустрии к качеству воздуха?
В биопромышленности качество воздуха имеет решающее значение для стабильности производственных процессов и качества продукции, и его требования включают в себя следующие аспекты:
I. Основные требования
- СтерильныйСтерильность – это первостепенное требование биоиндустрии к качеству воздуха.Нормальный рост и размножение микроорганизмов требует чистой воздушной среды, а атерильность может предотвратить загрязнение различными бактериями, которое может привести к неудаче ферментации.Обычно требуется, чтобы в 1000 циклов ферментации разрешалось только одно заражение бактериями, т. е. степень стерильности фильтрованного воздуха составляла N = 10−3.
- Без пыли, примесей, воды, маслаЭти вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на микроорганизмы или продукты ферментации и поэтому требуют строгогого контроля.
- Соответствующая температура и влажность: может обеспечить активность микроорганизмов, способствовать плавному процессу ферментации.
- Сохранить положительное давление: может предотвратить попадание внешнего необработанного воздуха в систему ферментации, избежать загрязнения бактериями.
Конкретные параметры
- давление сжатого воздухаДавление воздуха на выходе воздушного компрессора обычно составляет от 0,2 до 0,35 МПа, чтобы удовлетворить потребности различных технологических звеньев.
- Воздушный расход: определяется в соответствии с масштабом производства и технологическими требованиями, обеспечивает достаточное количество воздуха в ферментаторах и других оборудованиях.
- температуры воздухаТемпература сжатого воздуха, поступающего в ферментатор, как правило, на 10°C выше температуры ферментации, чтобы поддерживать подходящую температуру внутри ферментатора.
- Относительная влажностьОтносительная влажность сжатого воздуха, входящего в общий фильтр, должна контролироваться на уровне 60 – 70%, чтобы предотвратить неблагоприятное воздействие влаги на микроорганизмы или продукты ферментации.
III. Методы очистки и дезинфекции воздуха
Для достижения вышеуказанных требований в биоиндустрии обычно используются следующие методы очистки воздуха и дезинфекции:
- Фильтрация медиа: использование периодически стерилизованной сухой среды (например, хлопка, стекловолокна, активированного угля и т. д.) для блокирования микроорганизмов, содержащихся в проходящем воздухе, для получения атерильного воздуха.
- Радиационная стерилизацияИспользование рентгеновских лучей, бета-излучения, ультрафиолетового излучения и т. д. для разрушения активности микроорганизмов белка для выполнения бактерицидного действия.Но эффективность бактерицида низка, обычно необходимо использовать в сочетании с другими методами.
- Химические бактерицидные средстваИспользование химических веществ (например, формальдеида, фенола и т. д.) для уничтожения микроорганизмов в воздухе.Вместе с тем необходимо обратить внимание на остатки химических веществ, чтобы не оказывать негативного воздействия на процесс ферментации.
- нагрев бактерицилизацииИспользование высокой температуры для уничтожения микроорганизмов в воздухе.Это может потребовать большого объема энергии и дополнительного теплообменного оборудования, что является менее экономичным для промышленного производства
- Электростатическая адсорбция: использование электрической гравитационной силы для адсорбции заряженных частиц для достижения цели дебактеризации и удаления пыли.Часто используется для предварительной обработки стерильного воздуха, необходимого для очистки стола и чистой мастерской.