生物化学工程基础-生物化工作业7

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1、生物化工作业5化01孙悦20100118251）简述空气过滤除菌的原理，请试着画出形象的原理图。解：目前发酵工业中采用的空气过滤均为深层过滤，其所用介质的间隙一般大于固体颗粒。依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维网格的层层阻碍，迫使气体在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向上的绕流运动，从而导致菌体微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截和布朗扩散等作用，而把微粒截留、捕集在纤维表面上，致达到过滤目的。除此之外，微粒的重力及静电引力也起了一定作用。（1）惯性撞击截留作用过滤器中的滤层交织着无数的纤维，形成层层网格，当含有微牛物的空气通过滤层吋，气流从纤维的间隙间通过，由于纤维纵横交错，迫使空

2、气流不断改变它的运动方向和速度大小。而微粒（菌体）的惯性大于空气，因而当气流遇阻而绕道前进时，微粒未能及时改变它的运动方向而随气流前进，其结果便将撞击纤维，并被截留丁纤维的表面。（2）拦截截留作用气速矗到临界速度以下后，惯性撞击已经失去其捕集微粒的作用。菌体微粒质量极小，当气流做缓慢流动时，内中的微粒随气流一起绕道前行。气流中部分微粒因与纤维表面接触，而被纤维表面粘附住和被除去。离纤维表面dp/2范围内的气流夹带的微粒均会被纤维拦截而捕集。(3)布朗扩散截留作用直径很小的微粒在缓慢流动的气流中，会产牛一种不规则的直线运动，布朗运动。在缓慢流动的气流和极小的纤维间隙间，布朗运动会促

3、使微粒与纤维接触和被捕捉。如果微粒的布朗运动最大距离是也，那么在离纤维丸以内的气流屮的微粒，当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就容易沉降而被纤维捕集。(5)静电吸附作用悬浮在空气中的微粒大多带有不同的电荷，这些带电的微粒会受带异种电荷的物体所吸引而沉降2）用16卩玻璃纤维去除B.subtilisspore,气速为l・54m/s,如去除率要求达到No/N>2.3XlO17,滤层的厚度为多少?有关数据自己查找。解：由课件相关数据可查得16卩玻璃纤维去除B.subtilisspore,气速为1.54m/s时,L90=1.52cm。由厶9o=2.3O3/K,可得：2.3032.

4、303“/<="^=T5T=1-5151cm_再由lnN/No=-KL,去除率要求达到N0/N>2.3X1017,贝I]L~Kln2.3x1017~1.5151=26.39cm即滤层厚度为26.39cmo