空气除菌设备

好氧发酵的微生物繁殖培养都需要氧气，通常以空气为氧源。但空气含各种各样微生物，进入培养液会迅速大量繁殖、消耗营养、产生代谢物，干扰甚至破坏发酵的正常进行。

因此空气的除菌就成为好氧发酵工程上的一个重要环节。

除菌方法很多：过滤除菌、热杀菌、静电除菌、辐射杀菌等。各法除菌效果、设备条件、经济指标各不相同。

实际生产中所需除菌程度根据发酵工艺要求而定：既要避免染菌，又要尽量简化流程、减少投资。本章讨论除菌方法选择、流程决定、设备选用与设计。

一、通风发酵对无菌空气的要求和除菌方法。

微生物在固体或液体培养物中繁殖后，很多细小而轻的菌体、芽胞或胞子会随水分蒸发、物料移动被气流带入空气，飘浮于气流中。故空气含菌量随环境不同而差异很大。

干燥寒冷的北方空气含菌量较少；潮湿温暖的南方含菌量较多；人口稠密城市比人口少的农村含菌量多；高空比低空含菌量少。

研究空气含菌情况、选良好取风位置（高空、风向上方），是保证正常生产的重要内容。一般设计时含菌量按 10³–10⁴ 个/m³ 计算。

不同发酵过程因菌种生长能力、分泌物性质、发酵周期、营养成分与 pH 不同，对无菌空气的无菌程度要求不同。

如酵母培养基以糖为主、有机氮少、pH 低、繁殖快，要求不如氨基酸、抗生素发酵严格。一般按染菌机率 10⁻³ 计算，即 1000 次发酵周期只允许 1–2 次染菌。

悬浮空气中的微生物多能耐恶劣环境（胞子或芽胞），繁殖需较长调整期。若进入培养液，在适宜条件下迅速大量繁殖。

通常细菌一代只需 20–30 分钟，进入一个细菌、繁殖 15 小时 可达约 10⁹（10 亿）个，造成发酵严重干扰或失败。故按染菌机率 1–2 估失败依据。

准确测定空气含菌量来决定过滤设备或查定过滤后空气含菌量（无菌程度）比较困难。常用培养法或光学法测定。

光学法利用微粒对光线散射作用来测量粒子大小和含量。

以一定速度将试样空气通过测检区，同时用聚光透镜强光照射；空气中微粒受光照而散射，散射光经光电倍增管转成电讯号；自动计数器算出微粒大小、数量并显读。

浓度太大时粒子重迭产生误差。此仪器可测直径 0.3–5 μm 微粒（微观观念），不能测活细菌数目。

空气除菌即除去或杀灭空气中微生物。破坏生物体活性的方法（辐射、加热、化学药物杀菌）都将菌体蛋白变性破坏其活力；而静电吸附、介质过滤是把微生物粒子分离除去。

工业要求：除菌效果可靠、操作方便、设备简单、节省材料、降耗。常用：辐射、热、静电、过滤。

声能、高能阴极射线、X 射线、γ 射线、β 射线、紫外线等都能破坏菌体蛋白起杀菌作用，但实用机理研究较少。

紫外线杀菌波长 2537–2650 Å 时效力最强；杀菌力与强度成正比、与距离平方成反比。常用于无菌室、医院手术室。效率较低、杀菌时间长，一般要结合甲醛蒸汽消毒或苯酚喷雾保证无菌。

热杀菌是有效、可靠的方法。但若用蒸汽或电热加热大量空气达灭菌目的，需消耗大量能源、增设换热设备，很不经济。

利用空气压缩时放出的热且进行保温杀菌，就比较经济。

利用空压机压缩空气产生的热，进保温维持管维持灭菌后入贮罐。

部件：1 空压机　2 保温维持管　3 贮罐；右上排出灭菌后空气。

静电除尘已广泛使用，除尘效果不很高，一般 85–99%；但耗电量小，处理 1000 m³/h 空气每小时需电 0.2–0.8 kW，空气压头损失小、设备不大。

常用于洁净工作台、洁净工作室作无菌无尘空气的第一次防卫，配合高效过滤器使用。

利用静电引力吸附带电粒子达除菌目的。悬浮微生物多带不同电荷或无电荷，进电场被电离变带电微粒。

但对直径很小的微粒，电荷小、引力≤气流对其的拖带（布朗扩散），不能被吸附而沉降，故对很小微粒除菌效率低。

过滤除菌是目前发酵工业经济实用的空气除菌方法。采用过滤介质阻截微生物以取得无菌空气。常用介质：棉花、活性炭、玻璃纤维、有机/无机/金属烧结材料等。

由于被过滤气溶胶微生物粒子很小（一般只有 0.5–2 μm），介质材料一般孔隙直径都比微粒大几倍到几十倍，故过滤机理较复杂。空气在压缩过程中含的油雾水雾影响过滤效果。当过滤介质孔隙远大于被过滤微粒时称绝对过滤。

随工业发展，过滤介质由天然材料棉花过渡到玻璃纤维、超细玻璃纤维及其他烧结材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料等）较新介质，以及微孔超滤膜的绝对过滤。

空气溶胶的过滤与通常过滤原理不同：一方面由于空气溶胶中气体引力较小、微粒很小（0.5–2 μm）；另一方面深层过滤所用过滤介质（棉花）纤维直径一般 16–20 μm。

充填系数 8% 时棉花纤维形成网格孔隙 20–50 μm；超细纤维滤纸纤维直径 1–1.5 μm，湿法抄制紧密度大，孔隙 0.5–5 μm。

微粒随气流通过滤层时，滤层纤维形成的网格阻碍气流直线前进，使气流无数次改变运动速度和方向，绕过纤维前进。

这就引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、拦截、重力沉降、布朗扩散、静电吸引等作用而被滞留在纤维表面上。

过滤器中滤层交错无数纤维，形成层层网格。纤维直径越小、充填密度越大，网格层数越多，纤维间隙越小。

含微生物空气通过滤层时仅能从纤维间隙通过；由于纤维交错阻迫，空气不断改变运动方向和速度才能通过滤层。

以直径 d_f 的纤维断面、微粒随气流以速度垂直向纤维方向冲来分析：空气受阻改变运动、绕纤维前进，但微粒惯性较大未能及时改变方向，沿主导气流直冲到纤维表面，因摩擦黏附滞留——称惯性冲击滞留作用。

图 3-1-3 单纤维空气流线图。

纤维滞留微粒的宽度区间 b 与纤维直径 d_f 之比，称单纤维惯性冲击捕集效率 η₁：

b 大小由微粒运动惯性决定：惯性越大、受气流换向干扰越小，b 值越大。捕集效率是微粒惯性力无因次准数 φ 的函数：

可见空气流速 v₀ 是影响捕集效率的重要参数（含微生物微粒直径、纤维直径、空气温度）。改变流速即改变微粒运动惯性。

气流速度下降时，微粒脱离主导气流的可能性减小，纤维滞留微粒宽度 b 减小，即捕集效率下降。

气流速度下降到微粒惯性力不足以使微粒脱离主导气流、对纤维产生碰撞时（即 b=0），惯性力无因次准数 φ=1/16，碰撞滞留效率等于零。

此时气流速度称为惯性碰撞的临界速度 v₀。v₀ 是空气在纤维网格间隙的真实速度，与容器空截面空气速度 v 的关系受充填密度 d 影响。

气流速度降到临界速度以下，微粒不能因惯性碰撞而滞留于纤维，捕集效率显著下降。

但实践证明：随气流速度继续下降，纤维对微粒的捕集效率又有回升，说明另有一种机理在起作用——拦截滞留作用。

微生物微粒直径很细、质量很轻，低速气流中随气流流线受纤维所阻、改变流动方向，绕纤维前进，并在纤维周边形成一层边界滞留区。

滞留区气流速度更慢，进到此滞留区的微粒慢慢靠近并接触纤维而被粘附滞留，称拦截滞留作用。

直径很小的微粒在流速很小的气流中产生不规则的直线运动，称布朗扩散。布朗扩散运动距离很短，在较大的气流速度、较大的纤维间隙中不起作用。

但在很小气流速度和较小纤维间隙中，布朗扩散大大增加了微粒与纤维的接触滞留机会。它与微粒及纤维直径有关、与流速成反比，是气流速度小时的重要作用之一。

重力沉降是稳定的分离作用：当微粒所受重力大于气流对它的拖带力时，微粒易沉降。

单一重力沉降对大粒显著，对小颗粒（气流速度慢）很慢才起作用。一般它与拦截滞留相配合：在纤维边界滞留区内，微粒沉降提高了拦截滞留的捕集效率。

干空气对非导体物质相对运动摩擦时会产生诱导电荷；纤维和树脂处理过的纤维更易显著。悬浮空气中微生物微粒大多带不同电荷，如枯草杆菌胞子 20% 带正电荷、15% 带负电荷、15% 中性，带电微粒受异性电荷物体吸引而沉降。

此外表面吸附也归属这一范畴，如活性炭大部分过滤效能应是表面吸附作用。

一、空气除菌流程的要求。生产对无菌空气要求具备参数：无菌程度、空气压力、温度等，结合吸气环境空气条件和过滤设备特性，根据空气性质制订。

• 无菌
• 输送需要压力
• 因温度升高而冷却后放出水分，不能进入过滤器

对于要求风压低、输送距离短、无菌要求不很高的无菌空气：

• 压力低：离心式鼓风机
• 压缩比不大：温升小

这样的除菌流程很简单，主要关键在于离心式鼓风机的增压与空气过滤的阻力损失要配合好，以保证过滤后还有足够压差推动管道输送和在无菌空间作层流技术。

要制备较高无菌程度、较高压力的无菌空气：用空气压缩机。

压缩比大，空气参数变化大，流程需增加一系列附属设备。

往复式空气压缩机供气会带进油雾，导致传热面油膜影响、降低空气结热系数，给空气冷却带来困难。

油雾冷却分离不干净会带入过滤器堵塞过滤介质纤维间隙，粘附纤维表面、形成微生物微粒穿透滤层途径，降低过滤效率，严重时会浸润介质破坏过滤效果。改善油雾污染是重要问题。

空气贮罐作为缓冲往复式压缩机排气脉冲、保持压力稳定流量的作用，应紧接压缩机安装，以使后边管道、容器压力稳定、气流速度均匀。

空气被压缩放出内能使温度升高，必需迅速冷却以减少压缩机负荷、保证机器正常运行。

空气冷却析出大量凝结水形成水雾，必须将其除去，否则带入过滤器影响过滤效果。冷却与除水除油措施可按各地气候改变，通常要求把压缩空气相对湿度降到 50–60% 时通过过滤器为好。

发酵工厂所用空气除菌流程随各地气候不同而有差别。要保持一定气流速度和不受油、水干扰：

要保持不受油干扰——气流速度可操作来控制；要保持不受水干扰则要一系列冷却、分离、加热设备保证空气相对湿度在 50–60% 条件下过滤。下面是几个典型设备流程。

最简单流程：粗过滤 → 压缩 → 贮罐 → 冷却 → 过滤。

部件：1 粗过滤器　2 空压机　3 贮罐　4 冷却器　5 过滤器。

只适用于气候寒冷、相对湿度很低的地区及相应季节。空气温度低、压缩后温度不会升太高，特别是空气绝对湿度低，空气中绝对湿含量很小，虽冷至工艺压力（一般冷到约 35℃），相对湿度仍能保持 60% 以下，保证过滤设备的过滤除菌效率。

是否采用此流程，须通过空气中相对湿度计算确定。

这种流程在使用涡轮式空气压缩机或无油润滑情况下效果好；但采用普通空气压缩机时可能引起油雾污染过滤器，须加丝网分离器将油雾分离。

较完善流程：两次冷却、两次分离、适当加热。

部件：1 粗过滤器　2 空压机　3 贮罐　4、6 冷却器　5 旋风分离器　6 丝网分离器　7 加热器　8 过滤器。

较完善流程，可适应各种气候条件，能充分分离空气中水分，提高过滤效率。特点：两次冷却、两次分离、适当加热，系统冷却用串联省冷却水，油水分离得比较完全。

第一次冷却后大部分水、油都已结成大雾粒，用旋风分离器除大雾粒；第二次冷却使空气进一步冷却析出小雾粒，用丝网分离器分离小直径雾粒，分离效果高。

二次分离后空气带雾沫少，两级冷却可减少油膜污染对传热影响。无低温地下水时第二级可用冰水冷却。通常第一级冷却到 30–35℃、第二级冷却到 20–25℃，可把相对湿度降到 100%。

用加热办法把相对湿度降到 50–60%：一般加热到 30–35℃，能否达到该相对湿度应进行计算。

高效前置过滤能降低空气相对湿度、保持过滤器良好过滤条件、稳定过滤效率。提高空气无菌程度可采用高空采风（高空含菌量少，约高 10 英尺 微生物含量减少一个数量级）。

有些工厂用 10、20、30 m 高空吸风采用较高效率前置过滤器，染菌率明显下降。说明用降低主过滤器负荷（多次过滤）提高无菌空气程度可行。

先经高效过滤器抽吸，再压缩、冷却分离加热、过滤。

部件：1 高效过滤器　2 空压机　3 贮罐　4 冷却器　5 丝网分离器　6 加热器　7 过滤器。

特点是无菌程度高。利用压缩机抽吸作用使空气先经高效、高效过滤器进入压缩空气机。经高效前置过滤器后空气无菌程度已达 99.99%，再经冷却、分离、入主过滤器过滤后，无菌程度更高。

高效前置过滤器采用泡沫塑料（静电除菌）、超细纤维纸为过滤介质串联使用。

附属设备按空气除菌流程提出的要求选择。能完成同一任务设备类型多种，这里只讨论选择附属设备的原则和计算方法。

安装在压缩机前的过滤器，主要作用是捕集较大灰尘颗粒、防止压缩机受磨损，同时减轻总过滤器负荷。要求过滤效率高、阻力要小，否则增加压缩空气吸入负荷、降排气量。

常用：布袋过滤、油浴洗涤、水雾除尘等。

布袋过滤结构最简单，滤布缝成与骨架同形袋，紧接焊在进气口骨架上，并缠紧所有会造成短路的空隙。布质结构实却致密、过滤效率高但阻力大。

新布毛细绒布效果较好，现采用合纤维滤布。气流速度 2–2.5 m³/(m²·min)，空气阻力 600–1200 Pa，须定期换布减阻力损失提效率。

布袋过滤器：布袋、不锈钢网状内筒、布袋过滤器外壳。

油浴式吸气过滤器；空气贮罐（立式钢罐，下设法兰人孔）。

使用填料式粗过滤器（一般用油浸铁回丝、玻璃纤维或其他合成纤维等作填料），过滤效果稍比布袋好、阻力损失小；但结构较复杂、占地面积大，内部填料须经常洗换才保持过滤作用，操作较麻烦。

空气进装置后用油层洗涤，微粒被油黏附逐渐沉于油箱底；空气经油浴后带油雾，经百叶窗式圆盘分离大粒油雾，再经心通过滤网分离小颗油雾，由中心管吸入除菌。油的中量从油位计观察、定期加油。

部件：1 滤网　2 加油斗　3 油镜　4 油层；空气入口在下、空气出口在上。

经洗涤后空气可除去大部分大颗粒微粒和小部分微小粒子：0.5 μm 粒子过滤效率 50–70%，1.0 μm 效率 55–88%，5 μm 以上 90–99%。

洗涤室内空气流速不能太大，一般 1–2 m/s，速度太大带出水雾多影响压缩机、降排气量。

部件：1 滤网　2 喷雾器。

空气贮罐作用：消除压缩机排出空气量的脉动、维持稳定空气压力，同时利用重力沉降分离部分油雾。

多数紧接压缩机安装，虽因空气温度较高、容器要求耐大、但对设备防腐、冷却器热交换都很好处。

结构较简单：装有安全阀、压力表的空罐。有的在罐内加装冷却蛇管，利用冷却水进行冷却，提高冷却水利用率。

在罐内加装导筒使进入贮罐的热空气沿一定路线流过，增加结热杀菌效果。

部件：1 安全阀　2 压力表　3 进气管　4 排污口　5 人孔　6 排气管。

作用是分离空气中冷凝雾沫的水雾和油雾粒子。常用两型：

旋风分离器——气流切线方向入容器，旋转运动产生离心力来分离较大微粒。

填料式分离器——利用填料惯性拦截把水雾油雾分离出来。

优点：结构简单、制造方便。结构种类多：蜗壳式、螺旋顶盖式、平面螺旋式、带二次风的旋风式等。

(1) 直径不要太大，否则离心力半径大、效率低，宜分多个分离器。

(2) 进口气流速度要适当——离心力与速度平方成正比；过小分离差、过大涡流降效率。一般进口流速 15–25 m/s，排气出口流速 4–8 m/s。

对 10 μm 以上微粒效率较高，10 μm 以下分离困难。一般凝结水雾粒大小约 10–200 μm，可选旋风分离器。

压力损失通常 500–2000 Pa。

图给比例尺寸：进气 0.5D、筒径 D、锥体 2.8D、出口 0.5D 等。

喉部可调文丘里技术处理量大（最大烟气 90 万 m³/h），洗涤器可调单独作除尘器，也可同时除尘脱硫，必须和旋风分离器配合。

其脱硫除尘三阶段：第一段在文丘里管内（雾化、凝聚反应和分离除尘），第三段在分离器内，第二段同时进行。

填料：焦炭、活性炭、瓷环、金属丝网、塑料丝网等。瓷环比表面积 87.5–204 m²/m³，0.1–0.4 mm 丝网比表面积 1000–2000 m²/m³，故采用瓷环填料分离设备要做得比较高。

丝网分离器体积较小，由丝网表面可除去较细雾沫（可达 5 μm），分离效率达 98–99%，且阻力损失小；但对浓度过大场合会因雾沫堵塞孔隙增阻力。

利用金属丝网惯性拦截分离水油雾。

部件：空气进口（侧入）、金属丝网（上部）、空气出口（顶部）、排污口（底锥）。

常用类型：立式列管热交换器、沉浸式热交换器、喷淋式热交换器。空气给热系数很低，设计时应尽量增大传热面积。

提高空气给热系数最好办法是增大流速。列管式若水质条件好（不易形成成积垢）让水走管内、做成多程流动提高流速；若水质条件不允许走管外。喷淋式、浸式空气流速一般 5–10 m/s。

过滤介质是过滤除菌的关键，好坏影响介质消耗量、过程动力消耗（压力降）、操作劳动强度、维护管理、运转可靠性。

过去用棉花纤维或玻璃纤维结合活性炭，缺点不少；近年研究按不同作用机理寻新介质并测其过滤性能，如超细玻璃纤维、其他合成纤维、微孔烧结材料和超滤微孔薄膜等。

棉花随品种、种植条件不同有较大差异，最好选用纤维细长疏松的新鲜产品。贮藏久会发脆、断裂、增大压力降。脱脂纤维因吸湿降低过滤效果。

棉花纤维直径 16–21 μm，装填时要分层均匀铺细、最后要压紧，装填密度 150–200 kg/m³。压不紧装填不均匀会造成空气走短路丧失过滤效果。

散装充填用玻璃纤维直径 8–19 μm，纤维直径越小越好，但强度越低、易碎造成堵塞、增大阻力。

充填系数宜大、压力损失比棉花小。若采用硅硼玻璃纤维可得较细直径（0.5 μm）的高强度纤维。缺点：装填时易碎而飞扬、使皮肤发痒、甚至出现过敏现象。

主要性能：①高低温环境中均保持良好保温性；②细绒玻璃纤维隔声防震；③耐酸碱无机化学性、不会燃烧；④电绝缘；⑤吸湿率小、有防潮作用；⑥纤维稳定受任何方向压力均收缩；⑦化学稳定性好、无老化；⑧制品价廉、施工简便经济；⑨可挠成标准工艺件；⑩原料来源充沛、价格经济合理。

活性炭有非常大表面积，通过表面物理吸附作用吸附微生物。一般直径 3 mm、长 5–10 mm 圆柱状活性炭。粒子间隙大，对空气过滤阻力小。

常夹装在二层棉花中间以降阻力。其活性决定于强度和表面积：表面积小则吸附效率差、过滤效率低；强度不足则易破碎、堵塞孔隙、增阻力。用量约数个过滤层的 1/3–1/2。

用优质无碱玻璃以喷吹法制成直径 1–1.5 μm 的直径很小纤维，不宜散装充填，做纸方法做 0.25–1 mm 厚的纤维纸，重度 0.38 g/m³，每公斤纸约 20 m²。

形成网格孔隙约 0.5–5 μm，比棉花小 100 多倍，故它有较高过滤效率。空气流速 0.02 m/s 时，一层 0.25 mm 超细玻璃纤维纸用油雾测试对 0.3 μm 微粒过滤率 99.99%，压力损失约 30 Pa。

属于高速过滤介质。在低速过滤时过滤机理以拦截扩散作用为主；气流速度超过临界速度时以惯性冲击为主、流速越高效率越高。生产操作的气流速度应避开效率最低的临界气流速。

用纤维小而直的蓝石棉 20% 和 8% 纸浆纤维混合打浆抄制而成。纤维直径较粗、纤维间隙比较大，虽滤板较厚（3–5 mm）但过滤效率仍比较低。

特点：湿强度较大、受潮不易穿孔折断，能耐受蒸汽反复杀菌，使用时间较长。

种类很多：烧结金属（蒙乃尔合金、青铜等）、烧结陶瓷、烧结塑料等。把粉末加温到接近熔点温度下粘结固定，粉末表面熔融粘结保持粒子空间和间隙，形成微孔通道，具有微孔过滤作用。

某出可除了有机溶剂能粘结点外溶剂粘结点不去。加工较困难。孔径大小决定于烧结粉末大小，太小则温度时难掌握、易全部熔融而堵塞微孔。一般孔隙都在 10–30 μm 之间。

采用金属粉末（一般球形或近球形）半径配粉→压制→烧结→精整等工序制成，如铜和不锈钢，也用不规则型粉末如镍铬和钛粉。能保持较准确气孔（99.8%），可切割、可焊接，能耐一定温度，根据材质不同具耐蚀性能。

研出新介质，微孔直径只有 0.1–0.45 μm、小于菌体粒子，称绝对过滤。当然不可能绝对，只是一般菌体过不过，对病毒、噬菌体类等直径特别小的微生物仍可能通过。

使用绝对过滤膜还需同时采用粗过滤器，先把大粒子滤去以减少负荷，防止大粒子堵塞滤孔。

除湿脱油压缩空气经预过滤器、蒸汽过滤器、金属过滤器三级处理得无菌压缩空气。

部件：预过滤器 JLS-Yu 型、蒸汽过滤器 JLS-F 型、金属过滤器 JLS 型；P 压力表、K 测试口取样阀、U 排污阀、Z 蒸汽阀、T 调节阀。

深层过滤器结构是立式圆筒形，内部充填过滤介质，空气由上向下通过过滤介质达到除菌目的。

部件：1 进气口　2 压紧阀　3 出气口　4 介质　5 换热夹套　6 活性炭。

适应充填薄层滤板/滤纸，由筒身、顶盖、滤层、夹板、缓冲层构成。空气从筒中部切线进入，水雾油雾沉于筒底排污；空气经缓冲层下孔板经薄层介质过滤后从上孔板入顶盖排气孔排出。

上下孔板先铺 30–40 目 金属丝网和织物使介质均匀受力，周边橡胶圈密封防走短路。孔板开孔 5–10 mm、中心距约 10–20 mm。

部件：空气出口（顶）、过滤介质（上孔板间）、空气进口（侧）、排污口（底锥）。

平板式过滤面积受限于圆筒截面，过滤面积大则设备大；将过滤介质卷成多孔管则过滤面积比平板大很多。

但卷装滤纸时要防滤纸从缝走短路、安装检查较困难。在小孔管首的底部死角积水，封管底盖紧靠滤孔。

部件：1 铜丝网　2 麻布　3 滤纸　4 扎紧带。

要求过滤阻力很小、过滤效率较高场合（洁净工作台、洁净工作室或自吸式发酵罐等）需用此低速过滤器。

超细纤维纸过滤特性：气流速度越低、过滤效率越高、过滤面积越大。框（滤芯）结构与安装见图。

部件：蒸汽进口、滤芯、排废水、空气出口。

为将很大过滤面积装在较小体积设备内，可把长长滤纸接折成瓦楞状，安装在楞条支撑的滤框内，滤纸周边用环氧树脂与滤框粘结密封。

滤框分木制和铝制两规格，需反复杀菌的应采用铝制滤框，用螺栓固定压紧在过滤器内、底部垫片密封。

按通过空气体积流量和流速计算。一般选择流速 0.025 m/s，空气通过滤层压力损失约 200 Pa。超细纤维直径小、间隙很小、容易被微粒堵塞孔隙、增阻力。

为提高效率延长寿命，常采用静电除尘配合。我国一般采用玻璃纤维或泡沫塑料中效过滤器配合使用。网格堵塞、阻力增大到 400 Pa 时应更换滤芯。

这种过滤器周边粘结部分常因粘结松脱产生漏气而丧失过滤效能，故要定期用烟雾检查。

一、发芽对空调的要求。大麦发芽过程必须准确控制三要素：温度、湿度、通风，才能获质量优良的麦芽。

对通风式发芽，这三要素主要取决于通入空气状态及数量。呼吸放热使麦温升高破坏正常发芽，须通入温度稍低于麦层温度的空气以维持适宜发芽温度。

大麦含水率 40% 以上才利于发芽。发芽过程不断通入空气、麦粒水分被带走，须通入相对湿度 95% 以上的湿空气以维持麦层足够湿度。

大麦发芽呼吸需吸氧气、排二氧化碳，须通入足够新鲜空气并控制 CO₂ 含量。空气应洁净，故须经净化除净处理。为满足上述各项要求，通入空气应预先状态调节。

增湿减湿是空气与水两相间传热传质同时进行：增湿增加空气湿含量、减湿减少湿含量。

设空气湿含量为 X、热焓为 I，经调节后变化值为 ΔX 和 ΔI，比值 ΔI/ΔX = (I₂−I₁)/(X₂−X₁) 表示单位湿含量变化所引起的热焓变化。

发芽过程空调目的是获相对湿度接近 100% 并适应发芽温度的湿空气。不同地区季节空气状态有差别，应选相应路线及设备。

六种调节方向：加热恒湿、加热增湿、等焓增湿、冷却增湿、冷却恒湿、冷却减湿（按 I、X 增减组合）。

MN 是水与空气两相界面：界面湿含量 Xᵢ（=湿球温度 tᵢ 下饱和空气湿含量）大于主体湿含量 X，故在湿含量差 ΔX=Xᵢ−X 作用下空气不断增湿。

同时进行传热：空气温度 tₐ 高于水温 t_H，对流给热使空气放出显热温降，水吸显热升温；但水汽化的潜热带回空气，方向与显热相反。故增湿过程可近似看作等焓过程。

减湿过程与增湿相反：空气湿含量 Xa > Xᵢ，水分扩散方向正好与增湿相反，空气湿含量不断减少。

空气中水分冷凝放出的潜热和空气降温的显热，通过对流给热传给水，变为水的显热使水温升高。

空气的增湿可用下列几种方法：

1. 往空气中直接通入蒸汽
2. 喷水
3. 空气混合增湿

空气初温较低时，可按计算把蒸汽直接喷到空气中混合而实现增湿——空气湿含量 X 增高、温度也随之升高。

发芽室空调通常要求温度控制在 20℃ 左右。因此当大气温度太低时可用此法，又因高温时既增湿又升温的弊端、不应单独使用。实践表明 1 kg 水蒸汽可使 100 m³ 空气温度提高 10℃。

使水以雾状喷入不饱和空气中使其增湿。喷水增湿又两大类：

其一是使喷洒水量全部汽化后即能使空气达要求湿度，生产难准确控制，因而不应用。

另一方法是使大量水洒不饱和空气中，部分喷水汽化后进入空气，得近乎饱和湿空气并使空气降温——这是最普通的增湿方法。

使待增湿空气与高湿含量空气混合而增湿。把两种不同状态空气混合可得到未饱和、饱和或过饱和空气。

在通风式发芽空气调节中常获得广泛应用：从麦层中出来空气湿含量高把其中部分循环、与补充的新鲜空气混合再通过空调后回送。补充空气量可高达 80–90%。采用循环通气法既可降低空调运转费用，又便于调节 CO₂ 含量。

原空气湿含量超过发芽空调所需时须减湿，与增湿调节方向相反。方法：

1. 喷淋低于该空气露点温度的冷水
2. 用热交换器把空气冷却到露点温度以下，部分水汽冷凝排掉
3. 空气经压缩后冷却至初温使水分凝集析出
4. 用吸收或吸附方法除水汽
5. 通入干燥空气使混合空气湿含量低于原空气

通风式发芽空气调节流程设备普遍采用加压鼓风式通风，鼓风机设在空调室进口处。

风机进风口接发芽室循环风道，并在循环通风基础上补充部分新鲜空气，必要时新鲜空气先净化防尘处理。

立式空气调节室结构紧凑、占地面积小，但生产能力不大，多用于中小型制麦车间，常一个空调室配一个发芽箱。

部件：1 风机　2 进口风道　3 喷淋室　4 喷嘴　5 泄水池。

卧式空调室生产能力大，多用于大型制麦车间，常一个空调室供多个发芽箱使用。

部件：1 风机　2 挡水板　3 喷嘴　4 空气分布板　5 循环管　6 溢流口　7 换热器。

根据热量衡算求喷水量 W：

水由喷嘴射出成雾状增大与空气接触面积，利于增湿减湿。喷嘴口径小所成雾粒越细、增湿效果好，但喷水压力需愈高、动力消耗大且喷嘴易堵塞。

通常用于增湿空调喷嘴口径选 2–4 mm，对应喷水压力 9.8–29.4×10⁴ Pa（表压）为好。

大型卧式空调室为使空气均匀进入喷淋室与水雾接触、并离开喷淋室时的湿空气与多余水滴分离，在进出口设空气分布板和挡水板。

通常用 0.6–1.0 mm 镀锌钢板制成。分布板折数 2–3 折、挡水板 4–6 折，折角 90°–20°，板间距 25–40 mm。折角小、折数多、板间距小则空气夹带穿越挡水板的水雾水滴越少。

空气通过喷淋室流速取 2.5–3 m/s，室矩形断面高宽比 1.1–1.3 为宜。结合通气体积可确定喷淋室尺寸。

喷淋室外壳通常用 2–4 mm 厚铜板制成，也可用砖或混凝土结构，断面以矩形为好。

新鲜空气净化防尘可用一次性纸框过滤器（无纺布），结构简单、更换方便、成本低。

图示多片瓦楞折叠的无纺布纸框过滤器。