Очистка и стерилизация воздуха

Подавляющее большинство продуцентов является аэро­бами, и для их нормального развития в процессе культиви­рования необходимо подавать в достаточном количестве стерильный воздух. Воздух после аэрации растущей культуры может содержать споры или клетки микроорганизмов, потому перед выбросом в окружающую среду он также требует очис­тки.

Существует несколько способов очистки и стерилизации воз­духа, основанных на Двух принципах: умерщвление микро­организмов и их механическое отделение. Первый принцип лежит в основе методов воздействия высоких температур, ультрафиолетового или ионизирующего излучения, фенол- и ртутьсодержащих агентов, пропускания воздуха через 10%-ный раствор щелочи или 15-20%-ный раствор кислоты в специальных башнях. Использование химических стерили­зующих агентов недопустимо, так как следы их в аппаратах и средах могут влиять отрицательно на развитие микроорга­низмов-продуцентов. Использование метода воздействия сухо­

го тепла для стерилизации воздуха при температуре до 300 °С эффективно убивает микрофлору, но экономически не оправ­дано.

Наибольшее распространение получила стерилизация воз­духа методом фильтрования через волокнистые или зернистые фильтрующие материалы. На эффект стерилизации воздуха методом фильтрования влияет степень засоренности воздуха, поскольку сами микроорганизмы имеют размеры от 0,01 до 25 мкм, но они оседают на частицы пыли, и степень улавлива­ния зависит от размеров этих частиц.

Выбор и расчет системы очистки воздуха ведутся по максимальной засоренности для данной местности с учетом того, что размеры частиц в воздухе, на которых адсорбируются микроорганизмы, колеблются от 0,5-2,0 мкм по ширине до 2-15 мкм по длине.

В помещения и аппараты воздух подается мощными компрессорами; проходя через них, воздух засоряется механическими включениями от трущихся деталей и капельками смазочных масел при использовании поршневых компрессоров.

Принципиальные схемы очистки, кондиционирования и рециркуляции воздуха в производстве при поверхностном и глубинном культивировании представлены на рис. 7 и 8.

Воздух, отводимый из ферментатора после аэрирования растущей культуры, очищается в систе­ме фильтров и выбрасывается в атмосферу (позиция 9, рис. 8).

В соответствии с технологической схемой получения стерильного воздуха все фильтрующие ма­териалы можно разделить на три группы:

• материалы для предварительной очистки воздуха,

• материалы для стадии грубой очистки (головные фильтры)

• и материалы для стерилизации воздуха (индивидуальные фильтры).

На предприятиях микробиологической промышленности в качестве индивидуальных фильтров к ферментаторам используют фильтры тонкой очистки типа ФТО (рис. 9).

Системы очистки отходящего воздуха стали внедряться в производство сравнительно недавно. В настоящее время доказано, что из ферментаторов вместе с удаляемым воздухом в атмосферу выбрасывается до 1010—1011 клеток микроорганизмов и спор в 1 м³, что недопустимо с точки зре­ния охраны окружающей среды. Засоренность воздуха при поверхностном способе культивирова­ния, особенно на стадии спорообразования, еще больше. Очистка отходящего воздуха осложняет­ся тем, что он имеет очень высокую относительную влажность (до 25 г влаги на 1 м³), и обычные фильтры тонкой очистки быстро выходят из строя.

Экспериментально доказано, что если из отходящего воздуха конденсировать воду, то вместе с ней удаляется 99% микроорганизмов.

Для очистки выходящего воздуха можно использовать влаго- и термоустойчивые фильтры фирм «Палл» (ФРГ) или «Балстон». Целесообразно использовать для очистки отходящего воздуха парные фильтры, из которых один регенерируется, второй работает, а в целом система работает непрерывно.

Технические характеристики фильтра с тканью Петрянова:

- производительность по воздуху, м³/ч — 1000;

- скорость движения воздуха через фильтр, м/с — 0,16;

- поверхность фильтрации, м², общая — 17,5;

- одного цилиндра — 0,24;

- число фильтрующих цилиндров (стаканов) — 73.

2.