8.9. Обеззараживание сжатого воздуха

Для нормального развития дрожжей в процессе культивирования, в особенности при выращивании чистой культуры, необходимо подавать в достаточном количестве стерильный воздух. Наибольшее распространение получила стерилизация воздуха методом фильтрования через волокнистые или зернистые фильтрующие материалы. На эффект стерилизации воздуха методом фильтрования влияет степень засоренности воздуха микроорганизмами и пылью. Микроорганизмы имеют размеры от 0,1 до 25 мкм, но они оседают на частицах пыли, и степень их улавливания зависит от размеров этих частиц. Очистка воздуха осуществляется с помощью фильтровальных установок. Она включает в себя предварительное фильтрование воздуха, грубое фильтрование и тонкую очистку. На ступени предварительной очистки воздух освобождается от крупных частиц пыли размером 5–10 мкм и механических примесей, фильтр грубой очистки освобождает воздух от бактериальных частиц размером 1–1,5 мкм, стадия тонкой очистки обеспечивает очистку воздуха от частиц размером 0,3 мкм.

В качестве фильтрующих материалов в фильтрах предварительной очистки воздуха используют многослойные проволочные сетки, набивные слои из металлической стружки или полимерных материалов, маты или набивку из грубых минеральных или синтетических волокон. На этой стадии очистки используют масляные или висциновые фильтры, в которых находятся промасленные металлические сетки. Масло способствует более полному оседанию частиц на фильтре. Если смачивающее вещество в висциновом фильтре обладает бактерицидными свойствами, то осаждаемые вместе с пылью бактерии обезвреживаются.

В головных фильтрах обычно используют волокнистые материалы в виде нетканых материалов. Структура волокнистых материалов обеспечивает высокую эффективность фильтрации при длительной работе материала. Степень очистки воздуха в головных фильтрах от частиц диаметром 1–1,5 мкм, т. е. бактериальных загрязнений воздуха, достигает 98 %. Волокнистые материалы в качестве фильтрующего слоя в головных фильтрах получили широкое распространение. На предприятиях микробиологической промышленности в головных фильтрах применяют фильтрующий материал из базальтовых волокон. Основным достоинством базальтового волокна является высокая устойчивость к воздействию пара (больше, чем стеклянного волокна). При многократном воздействии острого пара под давлением 0,2 МПа волокно не снижает своей прочности в течение года работы фильтра. Свойства базальтового волокна при нагревании до 1100 С не изменяются. Базальтовое волокно не поддается гниению и горению.

Для очистки больших объемов воздуха применяют нетканые фильтрующие материалы из различных волокон: полиамидных, полиэфирных, вискозных, металлических, а также различных смесей волокон

К фильтрам тонкой очистки воздуха предъявляются наиболее жесткие требования. Эти фильтры должны обеспечивать очистку воздуха от частиц диаметром 0,3 мкм на 99,999 %. Специфическим требованием, предъявляемым к фильтрующим материалам, является необходимость их периодической стерилизации острым паром. Фильтрующие материалы, используемые на стадии тонкой очистки, делятся на несколько групп: тонковолокнистые материалы в виде матов, картона и бумаги; зернистые жесткие фильтрующие перегородки (керамические, металлокерамические, из полимерных материалов) и мембранные фильтры. В настоящее время нашли применение воздушные фильтры, разработанные рядом отечественных и зарубежных фирм: ООО «Полифильтр», «ИФАБ», «Millipor», «Раll». Так, фирма «Мillipor» предлагает тонкие высокопористые мембраны из чистых и биологически неактивных эфиров целлюлозы и полимерных материалов, устойчивых к различным растворителям, концентрированным кислотам и щелочам. В зависимости от различных типов мембран они могут работать при температурах от 65 до 260 С. Каждый квадратный сантиметр мембраны содержит миллион пор, которые занимают около 80 % всей поверхности материала. Фирма выпускает более 20 видов мембран с диаметром пор от 14 до 0,025 мкм и минимальными колебаниями размеров пор в пределах одного образца.

Фирма «Pall» для стерильной фильтрации воздуха выпускает фильтрующие материалы марки АВ с диаметром пор 0,45 мкм, изготовленные из тщательно подобранных микронитей. Фильтрующая среда в процессе изготовления подвергается силиконированию, после чего фильтрующий материал становится менее чувствительным к стерилизации паром и контакту с влажным воздухом. Однако производительность таких фильтров меньше, чем фильтров с волокнистыми материалами. Фильтрующие материалы стерилизуют паром с максимальной температурой 140 С в течение 20–60 мин. Общее время стерилизации без изменения основных характеристик материала составляет 50 ч. Срок эксплуатации фильтров 6–12 мес при наличии эффективного предварительного фильтра.