使用过滤法去除空气中的微生物是一种比较简易的空气消毒方法。虽然空气经过滤 尚不易达到完全无菌，但由于处理中一般不使用热力和消毒剂，因此为人所乐于接受，在 食品工厂中应用广泛。
5.13.2.1 除菌作用和原理
滤除空气中的微生物，很少单纯依靠筛孔阻留的原理。筛式滤器的滤材孔径必须小 于拟去除颗粒，因此阻力大，不适于大流量的空气过滤。目前应用的空气滤材都是由各种 紧密排列的纤维组成。它们的孔隙有大于拟滤除的微生物颗粒。其过滤阻留机制主要 有： ①随流阻挡，即颗粒随气流运动直接碰撞于纤维上而被阻留; ②重力沉降，即当空气 通过滤材时，颗粒由于重力沉降而粘附于纤维上; ③惯性碰撞，即当气流经过曲折的纤维 空隙时，空气中颗粒因惯性作用不能随气流绕过而撞于纤维之上; ④扩散粘留，即颗粒在 气流中，不断进行布朗运动而粘附于纤维之上; ⑤静电吸附，即纤维带有静电时，可将空 气中的微粒吸附其上。各种机制主要滤除颗粒的大小范围见表5-41。
表5-41 各种阻留机制滤除颗粒大小
| 阻留机制 | 主要阻留颗粒大小/μm | 阻留机制 | 主要阻留颗粒大小/μm |
| 随流阻挡 | >1 | 扩散粘留 | <0.2 |
| 重力沉降 | >1 | 静电吸附 | <0.01 |
| 惯性碰撞 | >1 |
5.13.2.2 过滤设备
空气过滤设备包括： 滤器、风机、阀门与管道等，其中以滤器为主，其他则使用一般的 通风设备即可。
滤器由支架与滤材组成。支架多为金属或塑料结构，其大小随用途而定。常用形式 有两种，一种是平面结构，即将滤材平铺固定于支架上;另一种是波状结构，即将滤材反复 折叠于支架上并加以固定，这种结构可扩大单位体积的过滤面积。
滤材多由各种纤维组成，有的质地紧密呈纸状，有的质地疏松呈棉毡状。纤维越细其 滤效越好。用于过滤的纤维直径可小于1μm。
空气滤材随其滤效可分为4级(表5-42)： ①粗滤材，一般用于预过滤器，多半由动 植物纤维或合成纤维制成，有的涂以黏性物质(油类)以增加粘留效果; ②中效滤材，用于 通风量较大，对滤效要求不太严格的场合，多用泡沫塑料、玻璃纤维或纸浆做成; ③高效 滤材，用于通风量较小，要求较高的场合，多用玻璃棉、高级纸浆与石棉纤维制做; ④超高 效滤材，用于要求最严格的场合，多用石棉纤维、超细玻璃棉、矿渣棉或带静电的过氯乙烯 纤维制成。以上各类滤材，我国都有生产。近年，国外开发了高效颗粒空气过滤器，简称 HEPA(High Efficiency Particulate Air)滤器，若以二辛基邻苯二酸酯加热产生的烟雾(颗 粒直径0.3μm)测试，其滤效应不低于99.97%。该类滤器对细菌的滤效，尚无统一规定， 但应高于上述用0.3μm二辛基邻苯二酸酯烟雾颗粒测定的效果。
表5-42 各种滤材的滤效
| 滤材级别 | 微生物阻留率/% | 滤材级别 | 微生物阻留率/% |
| 粗滤材 | 10～60 | 高效滤材 | 90～99 |
| 中效滤材 | 60～90 | 超高效滤材 | >99.9 |
5.13.2.3 空气过滤除菌的应用
空气过滤除菌在食品工业中主要用于净化生产环境，如营造净化灌装车间或无菌灌 装室。厂房的通风方式一般有两种： ①紊流式： 紊流式通风即将空气由一侧进风口送 入，由另一侧出风口排出，此法因为在室内形成明显的不定向气流，所以称为紊流式通风 (图5-80)。这种方式通风的除菌效果，一般相当于每小时换气6～20次。通风时，所需 滤器较小，滤速要求较快。设备与维持费用较低，但对室内微生物清除不彻底。②层流 式： 层流式通风(图5-81)是使空气由一侧全面地以同等速度流向另一侧(图5-81右 由上向下)，将污染空气平推而出。因为通风时气流在室内按整个横截面平推行进，故称 层流式通风。层流式通风送风量大，其除菌效果可相当于每小时换气600～700次。通风 中使用滤器的面积大，气流通过滤器的流速较慢。这类通风，设备与维持费用较高，但保 持无菌环境比较彻底。
图5-80 室内紊流式通风示意图
图5-81 室内层流式通风示意图
室内通风过滤空气时，若空气中含尘量大，会增加滤器的负荷，缩短使用寿命。因此， 使用高效和超高效滤器时，往往在前面安装一组预过滤器，先将大部分尘埃滤除，这样，可 延长高效和超高效滤器的使用时间。在通风量大的情况下，采取多级过滤，是一项重要措 施，特别对于层流式通风的空气过滤。为减少空气的再污染，除在通风中送入清洁空气 外，还应防止污染空气的回流。防止污染空气回流最简便的方法是在建筑物内不同部位 形成压差。一般洁净区的空气压力应比污染区或比室外高19.6～98Pa水柱。为防止开 门时空气压力突然降低，可修建空气缓冲间(又称气锁)。图5-82和图5-83是两种形 式层流(水平层流，垂直层流)无菌空气系统图。
空气滤器的安装必须谨慎，勿使滤材折皱、破损。框架应大小合适，结合紧密，保持密 封。安装场所应保持干燥。不用时加盖防护罩。通风过滤时，应控制流量，勿使滤材受力 过大而破损。当发现下列情况时应予以更换： ①滤材折皱、破损; ②框架松脱; ③滤材 表面有霉菌生长;④阻力增加，超过风机负荷(一般不超过980Pa)或影响流量。
图5-82 水平层流无菌空气系统
图5-83 垂直层流无菌空气系统