好氧微生物在培养过程中需要消耗大量的氧气，这些空气通常由空气提供。根据国家药品生产质量管理规范（GMP）的要求，生物制品、药品的生产场地也需符合空气洁净度要求并有相应的管理手段。
第一节 空气除菌的原理与方法
一、生物工业对空气质量的要求
1．空气中微生物的分布
地域（南方与北方、城市与乡村）、季节
2．发酵用无菌空气的质量标准
（1）连续提供一定流量的压缩空气；（2）空气的压强（表压）0.2-0.4MPa；（3）进入过滤器之前，空气的相对湿度小于70％；（4）进入发酵罐的空气温度可比培养温度高10－30℃；（5）压缩空气的洁净度，取失败率为10－3，也可以把100级作为无菌空气的洁净指 标。100级：每立方米空气中，尘埃粒子数最大允许值≥防刺手套0.5μm的为3500， ≥5μm为0；微生物最大允许数为5个浮游菌/m3，1个沉降菌/ m3 。
二、空气净化除菌方法
（一）空气除菌方法
1．辐射杀菌
α－射线、χ－射线、β－射线、γ－射线、紫外线、超声波等从理论上都能破坏蛋白质等生物活性物质，从而起到杀菌的作用。辐射灭菌目前仅用于一些表面的灭菌及有限空间内空气的灭菌，对于大规模空气的灭菌还无法应用。
2．热杀菌
空气进入发酵罐之前，一般匀需用压缩机压缩，提高压力。利用空气压缩时放出的热量进行保温灭菌。见流程
3．静电除菌
利用静电引力吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。悬浮于空气中的微生物，大多数带有不同的电荷，没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离成带电微粒，但对于一些直径小的微粒，所带的电荷很小，当产生的引力等于或小于气流对微粒布朗扩散运动的动量时，微粒不能被吸附而沉降，因此静电除尘对很小的微粒效率较低。流程见图 4．介质过滤除菌
二、介质过滤除菌机理
依靠气流通过滤层时，基于滤层纤维的层层阻碍，迫使空气在流动过程中出现无数次改变气速大小和方向的绕流运动，从而导致微粒与滤层纤维间产生撞击、拦截、布朗扩散、重力和静电引力等作用，从而把微生物截留、捕集在纤维表面上，实现过滤目的。图为过滤除菌时各种除菌机理的示意图。 1身份认证系统．布朗扩散截留作用
布朗扩散的运动距离短，在较大的气速、较大的纤维间隙中不起作用，但在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中布朗扩散作用增加了微粒与纤维的接触滞留机会。
2．拦截截留作用
当微粒直径小、质量轻，它随气流运动慢慢靠近纤维时，微粒所在主导气流流线受纤维所阻改变流动方向，绕过纤维前进，并在纤维的周围形成一层边界滞留区，滞留区的气流流速更慢，进到滞留区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被黏附截留。拦截截留的截留效率与气流的雷诺准数和微粒同纤维的直径比有关。
3．惯性撞击截留作用
当含有微生物颗粒的空气通过滤层时，空气流仅能从纤维间的间隙通过，由于纤维纵横交错，层层叠叠，迫使空气流不断改变运动方向和速度。由于微生物颗粒的惯性大于空气，因而当空气流遇阻而绕道前进时，微生物颗粒未能及时改变它的运动方向，而撞击并被截留于纤维的表面。
4．重力沉降
5．静电吸引力
惯性截留、拦截和布朗扩散的除菌作用较大，重力和静电引力的作用较小。当气流速度较大时，除菌效率随空气流速的增加而增加，惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，除菌效率随气流速度增加而降低，扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能截流起主要作用。
三、深层过滤效率和过滤器计算
过滤效率：滤层所滤去的微粒与原来微粒数的比值。
η＝(N1-N2)/N1=1-N2/N1
N1磁疗被过滤前空气的微粒数；N2过滤后空气的微粒数；N2/N1穿透滤空气过滤器的过滤效率与微粒的大小，过滤介质的种类和规格，介质的填充密度，过滤介质厚度及所通过的空气气流速度有关。
第二节 空气介质过滤除菌设备
一、介质过滤除菌流程
1．两级冷却、加热除菌流程
是一个比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候，尤其适用于潮湿地区。它能充分地分离油水，使空气达到相对湿度较低下进入过滤器，提高过滤效果。
2调速皮带轮．冷热空气直接混合式空气除菌流程
特点：省去第二级冷却器后的分离设备和空气加热设备，流程较简单，冷却水用量少。适用于中等湿含量地区，不适合于空气湿含量高的地区。
3局部镀锡．高效前置过滤空气除菌流程
特点：采用高效率前置过滤设备，减轻主过滤器的负担。
4．将空气冷却至露点以上的流程
将空气冷却至露点以上，使进入过滤器的空气相对湿度60－70％以下。适用于北方和内陆气候干燥地区。
5．利用热空气加热冷空气的流程城市三维建模
利用压缩后的热空气和冷却后的冷空气进行热交换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。特点：对热能的利用合理，但加热面积要足够大才能满足要求。
6．一次冷却和析水的空气过滤流程
将压缩空气冷却至露点以下，析出部分水分，升温使相对湿度为60％，再进入空气过滤器，采用一次冷却一次析水。
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