31. Способи стерилізації повітря: конструкції устаткування для очищення та стерилізації повітря. Ефективність.

Для стерилізації повітря з належними характеристиками використовують два методи: знищення мікрофлори за допомогою нагрівання або іонізуючого випромінювання, наприклад, за допомогою УФ-опромінювання, та вилучення її методом фільтрування. Перший метод є більш надійним та ефективним, але для промислових масштабів є неприйнятним, оскільки у виробничих умовах витрачають занадто великі об’єми повітря, щоб можна було б говорити про економічну доцільність таких рішень. В промислових умовах використовують в основному метод фільтрування крізь шари насипного, пористого або волокнистого матеріалу. Для попередньої стерилізації використовують глибинні (набивні) фільтри на основі волокнистих матеріалів. Для остаточної стерилізації перед входом у ферментер встановлюють індивідуальні фільтри з розгорнутою поверхнею або абсолютні, які діють як сита, патронного типу Абсолютні сита, створюють велику втрату тиску повітря й швидко забиваються, тому застосовують їх рідко.

Попри того, що волокна набивного фільтру розташовані між собою на відстанях на порядок більше діаметрів мікрочастинок, вони діють досить ефективно. При великих швидкостях частинки, проходячи шар волоконного фільтру, скоріше або пізніше зустрічають на своєму шляху волокно і затримуються ним (інерційний механізм осадження).

При малих швидкостях затримка відбувається в основному за механізмами осадження, дії електростатичних сил, сил Ван-дер-Ваальса. Для кожного типу аерозолю та волокна існує деяка критична швидкість, при якій фільтр є неефективним. При таких швидкостях інерційний механізм вже не діє, а для інших швидкість є завеликою.

В якості фільтрувальних матеріалів використовують перхлорвінілове волокно з термостійкістю 60...70°С поліакрилонітрильне волокно з термостійкістю до 180°С або до 250°С скловолокна (СТВ) або базальтові волокна.

Всі волокна, крім перхлорвінілових, допускають стерилізацію гострою парою. Перхлорвінілові стерилізують токсичними газами (наприклад, оксидом етилену або газоподібним формаліном). Волокна укладають у вигляді готових пресованих шарів з щільністю упакування 0,043...0,19 від об’єму (переважно 0,1...0,15).

Для очищення повітря від грубого пилу використовують комірчасті фільтри з гофрованих промасляних сіток конструкції Рекка (ФЯР). Вони використовуються для очищення повітря, загальна запиленість якого не більше 5 мг/, їх ефективність 45 – 80%.

Фільтри для тонкого очищення повітря поділяються на:

• Глибинні;

• Змішаного типу;

• З тканиною Петрянова;

• З використанням фторопластових матеріалів.

Перевага глибинних фільтрів в тому, що базальтове волокно має високу термостійкість і гарні фільтруючі властивості. Недолік – не відтворюваність укладання фільтруючого матеріалу і потовщення його у процесі експлуатації, каналоутворення, необхідність частої заміни нативного матеріалу.

Використання фільтрів змішаного типу дозволяє в одному апараті здійснити двоступінчату очистку повітря.

Перевагою використання фільтрів з тканиною Петрянова є висока ефективність фільтруючого матеріалу при не великому тиску повітря. Недолік – неможливість стерилізувати фільтр гострою парою в технологічній лінії, важкість його перевірки і герметизації, відсутність механічної міцності самого фільтруючого матеріалу.

Краще використовувати фторопластові фільтри. Їх перевага в тому, що гідрофобна мембрана забезпечує високий потік повітря при низькому тиску. Це дозволяє забезпечити кращу якість аераційного повітря, яке подається у ферментер та економічно ефективніше, оскільки затрачається мало електроенергії. Також вони є термостійкими, що дозволяє використовувати високі температури для їх стерилізації і забезпечення використання стерильного повітр.

Для остаточного очищення повітря перед кожним ферментером встановлюється індивідуальний повітряний фільтр. Фільтруючим матеріалом може бути тонка скляна вата, волокна якої мають діаметр не більше 1 – 2мкм широко використовують базальтове тонке та супертонке волокно