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微生物在繁殖和耗氧發酵過程中都需要氧氣，通常以空氣作為氧源。空氣中含有各式各樣的微生物，這些微生物隨著空氣進入培養液，在適宜的條件下，它們會大量繁殖，消耗大量的營養物質，以及產生各種代謝產物，干擾甚至破壞預定發酵的正常進行，使發酵產品的效價降低，產量下降，甚至造成發酵*失敗等嚴重事故。因此，空氣的除菌就成為耗氧發酵工程上的一個重要環節。除菌的方法很多，如過濾除菌、熱殺菌、靜電除菌，輻射殺菌等，但各種方法的除菌效果、設備條件、經濟條件各不相同。所需的除菌程度根據發酵工藝要求而定，既要達到除菌效果，又要盡量簡化除菌流程，以減少設備投資和正常運轉的動力消耗。
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從廣義上講，發酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育，適發酵條件（pH、溫度、溶氧和營養組成）的確定，營養物的準備等。中游工程主要指在適發酵條件下，發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這里要有嚴格的無菌生長環境，包括發酵開始前采用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發酵過程中不斷向發酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術；在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝上還分類批量發酵：即一次投料發酵；流加批量發酵：即在一次投料發酵的基礎上，流加一定量的營養，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產物；連續發酵：不斷地流加營養，并不斷地取出發酵液。
是目前發酵工業中經濟實用的空氣除菌方法，它是采用定期滅菌的介質來阻截流過的空氣所含的微生物，而取得無菌空氣，常用的過濾介質有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機合成纖維、有機和無機燒結材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小，一般只有0.5~2μm，而過濾介質的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍，因此，過濾機理比較復雜。同時，由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響，使過濾的因素變化更多。當過濾介質孔隙小于或被過濾的微粒直徑時，通常稱為絕對過濾。隨著工業的發展，過濾介質逐漸由天然材料棉花過濾到玻璃纖維、細玻璃纖維和其他澆結材料的過濾介質及微孔超濾膜的絕對過濾。目前，在許多發酵工廠運用膜材質進行空氣除菌，獲得了較好的效果。