Материал: 69.24

фільтру, скоріше або пізніше зустрічають на своєму шляху волокно і затримуються ним (інерційний механізм осадження).

Рис.4.2.Апаратурна схема підготовки та стерилізації аераційного повітря.

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. Товщину шару волокна знаходять за формулою

Х 0

n Х = nфН (4.14)

де nф – константа фільтрації, яку знаходять експериментально; Н – товщина шару волокна.

Існуючи методики розрахунків товщини шару волокна без використання експериментальної константи фільтрації для процесів стерилізації повітря -да ють малодостовірні результати, тому в даному підручнику не приводяться.

В якості фільтрувальних матеріалів використовують перхлорвінілове волокно з термостійкістю 60...70°С (марки ФП, ФП-15-1,5), поліакрилонітрильне волокно з термостійкістю до 180°С (ФПАН-10-3,0) або до 250°С (ФПАР-15-1,5) скловолокна (СТВ) або базальтові волокна. Товщини волокон коливаються від 1,5 до 21 мкм. базальтові волокна випускають товщиною від0,5 до 1 мкм. Всі волокна, крім перхлорвінілових, допускають стерилізацію гострою парою. Перхлорвінілові стерилізують токсичними газами (наприклад, оксидом етилену

71

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).

Набивні фільтри мають ряд недоліків:

а). Внаслідок відносно невеликої площі перерізу для перепуску великих об’ємів повітря доводиться збільшувати швидкість фільтрування(1...3 м/с), що веде до утворення каналів і до так званих краєвих ефектів, завдяки яким повітря без фільтрування проходить вздовж стінки апарата.

б). Попадання крапельної вологи веде теж до утворення каналів і -про ходженню повітря через них без фільтрування.

в). Набивні фільтри мають значний гідравлічний опір і важкі експлуатації.

Нині їх застосовують лише в якості першого ступеню стерилізаційного очищення. На рис. 4.3 та 4.4 наведені конструкції набивних фільтрів Гіпромедпрому та КБ ВНДІФСа.

Рис. 4.3. Основні типи фільтрів тонкого очищення і стерилізаці, де а – набивний (глибинний); б – з розгорнутою поверхнею (рамковий); в - сітчастий (абсолютний) патронного типу.

В якості індивідуальних фільтрів широко застосовують рамочні або патронні фільтри з тканиною Петрянова на основі перхлорвінілового волокна.

На рис.4.3. представлена конструкція фільтру ВНДІФСа з тканиною ФПП-15 патронного типу.

Фільтр уявляє собою сталевий циліндр з від’ємною кришкою і конічним дном. Усередині апарата встановлюють 73 циліндричних перфорованих трубок, обгорнутих тканиною Петрянова. Загальна площа фільтрування – 17,5 м2. Після проходження крізь тканину повітря стерилізується. Продуктивність цього фільтра 1000 м3/год.

72

·головний повітряний фільтр (груповий фільтр) для очищення всього повітря, що поступає із повітродувки;

·індивідуальний повітряний фільтр перед кожним ферментером і посівним апаратом.

Вибір фільтру попередньої очистки повітря орієнтований на ефективне видалення крупних фракцій контамінантів з повітря, які можуть пошкодити компресійне обладнання. Фільтр попередньої очистки повітря встановлюють перед повітродувкою, щоб у неї не потрапляли пил та механічні забруднення повітря. Перевага віддається фільтрам простої конструкції, які можна регенерувати.

73

Після цього повітря потрапляє в головний повітряний фільтр, який використовують для підготовки повітря групи ферментерів. Фільтруючим матеріалом багатошарова конструкція яка складається з шару активованого вугілля висотою 700 – 900мм, над та під яким укладають шар скляної вати (100

– 150мм) для усунення можливості провалу та уносу частинок вугілля. Діаметр волокна скловати дорівнює 21 мікрометру.

Суттєве значення при виборі технології очистки повітря має стабілізація термодинамічних показників, так як вологість повітря має суттєвий вплив на ефективність очистки.

Головний повітряний фільтр встановлюється поблизу повітродувки, при роботі якої повітря внаслідок адіабатичного стискання нагрівається до 120– 180°С і вище. Якщо повітря, що поступає у ферментер має температуру вищу за 60°С, його необхідно охолодити, для чого встановлюються кондиціонери, що охолоджуються водою. Для стабілізації потоку повітря і попередження його пульсацій потрібно мати ланцюг часової затримки цю роль може виконувати місткість – ресивер.

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 (БСТВ). Діаметр волокна дорівнює 0,7-1,0мкм.

Конструкція цього фільтра є дещо складною, оскільки для завантаження та розвантаження необхідно виймати із фільтра фільтруюче завантаження. Часто її укладають недостатньо точно, що не забезпечує необхідної щільності, і тому повітря частково проникає безпосередньо із кільцевого простору вгору на вихід, обминаючи фільтруючий шар.

Широке розповсюдження мають фільтри в яких фільтруючі елементи виготовлені з тканини Петрянова (ацетилцелюлози).

У зв’язку з тим, що при виробництві ферментних препаратів напір повітря із повітродувки не перевищує 5–6 м вод.ст., бажано знизити втрати напору в повітряних фільтрах. Цього можна досягти, використовуючи як фільтруючий матеріал тканину Петрянова. Переваги цієї тканини перед іншими фільтруючими матеріалами в тому, що спостерігається малий опір рухові повітря і висока ефективність стерилізація повітря.

До недоліків відносяться недостатня механічна міцність і швидке псування при змочуванні. Тому необхідно приймати заходи для захисту тканини від змочування конденсатом пари в процесі стерилізації ферментеру.

Вибір конструкції (типу) фільтра обумовлює вибір методу стерилізації. Фільтри в яких використовуються мінеральні волокна, керамічні або металокерамічні перегородки стерилізують гострою парою. Для фільтрів з полімерних волокон загальновизнаним є метод стерилізації хімічними речови- нами-аерозолем формаліна.

Існує цілий набір методів стерилізації повітря, але всі вони повинні гарантувати ефективність вилучення контамінантів Е=99,999999%. В

74

біотехнологічній практиці застосовується типова багатоступенева система очистки, яка дозволяє послідовно вилучати механічні та мікробні контамінанти.

Нами пропонується використати стандартну очистку, яка складається з блоків:

-Попереднє очищення повітря;

-Стабілізація термодинамічних параметрів повітря;

-Стерилізація повітря у головних фільтрах;

-Стерилізація повітря в індивідуальних фільтрах.

[11] с.177-238

Запитаня для самоперевірки

1. Дайте перелік стадій предферментаційних процесів.

2.Санітарна підготовка виробництва: перелік стадій.

3.Які існують методи стерилізації повітря?

4.Дайте перелік стадій підготовки поживного середовища (ПС).

5.Які існують способи стерилізації і як врни використовуються для стерилізаціхх поживного середовища?

6.Устаткування та апаратура для приготування та стерилізації ПС: класифікація та характеристика.

75