空氣通過過濾除菌，通常要有兩級(jí)或三級(jí)過濾，分別為總過濾、預(yù)過濾和精過濾，總過濾和預(yù)過濾除去大部分的微粒，精過濾最后對(duì)微生物進(jìn)行絕對(duì)過濾，得到無(wú)菌空氣，每一級(jí)過濾對(duì)微粒的去除率分別為80%～90%、90%～99%、99.9999%?？傔^濾和預(yù)過濾統(tǒng)稱為除塵過濾，精過濾稱為除菌過濾。

　　1、總過濾器

　　早期發(fā)酵工業(yè)中的空氣過濾器多采用棉花作為過濾介質(zhì)。20世紀(jì)50～80年代末期，我國(guó)發(fā)酵工廠的無(wú)菌空氣多使用棉花過濾器兩級(jí)過濾除菌，后來主要作為總過濾器使用。

　?。?）棉花，棉花纖維一般直徑為16～21μm，長(zhǎng)度為2～3cm。棉花隨品種和種植條件的不同而有較大的差別，最好選用纖維細(xì)長(zhǎng)疏松的新鮮的非脫脂棉花。貯藏過久，纖維會(huì)發(fā)脆、斷裂、堵塞而增大了壓力降；脫脂纖維會(huì)因易吸濕而降低過濾效果。裝填時(shí)要分層均勻鋪展，最后要壓緊，裝填密度達(dá)到150～200kg/m3為好。如果壓不緊或裝填不均勻，會(huì)造成空氣走短路，甚至介質(zhì)翻動(dòng)而喪失過濾效果。棉花作為過濾介質(zhì)的缺點(diǎn)是阻力大、容易受潮。

　?。?）玻璃纖維，作為散裝填充過濾器的玻璃纖維，一般直徑為8～19μm不等，而纖維直徑越小越好，但由于纖維越小，其強(qiáng)度越低，很容易斷裂而造成堵塞，增大阻力。因此填充不宜過大，一般采用6%～10%，它的阻力比一般棉花小。玻璃纖維的過濾效率隨填充密度和填充厚度的增大而提高。玻璃纖維最大的缺點(diǎn)是更換玻璃纖維介質(zhì)時(shí)造成碎末飛揚(yáng)，易使人過敏。

　　（3）活性炭，活性炭有非常大的表面積，通過表面物理吸附而吸附微生物。一般采用直徑3mm、長(zhǎng)5～10mm的圓柱狀活性炭。其粒子間隙很大，故對(duì)空氣的阻力較小，僅為棉花的1/12，但它過濾的效率比棉花要低得多。目前工廠都將活性炭夾裝在三層棉花中使用，以降低濾層阻力?；钚蕴康暮脡臎Q定于它的強(qiáng)度和表面積，表面積小，則吸附能力差，過濾效率低，強(qiáng)度不足，則很容易破碎，堵塞孔隙，增大氣流阻力，它的用量為整個(gè)過濾層的1/3～1/2。

　　2、預(yù)過濾器

　　為使精過濾器有較長(zhǎng)的使用壽命，在罐前過濾除菌前，常配以預(yù)過濾器。預(yù)過濾器體積相對(duì)總過濾器要小得多，其目的也是除去更多微粒，減少較昂貴的精過濾器負(fù)擔(dān)，增加空氣過濾除菌的經(jīng)濟(jì)性。

　　預(yù)過濾器去除的顆粒要比總過濾器去除的小，要求過濾介質(zhì)孔徑0.5μm到到幾十微米，所用材料主要有燒結(jié)金屬、微孔陶瓷、涂覆玻璃纖維和聚丙烯超細(xì)玻璃纖維紙。

　　3、精過濾器

　　精過濾也叫除菌過濾，是無(wú)菌空氣制備的終端過濾，要求對(duì)空氣中的微生物絕對(duì)過濾，并且能用高溫蒸汽反復(fù)滅菌，一般孔徑小于0.22μm，微粒過濾效率達(dá)到99.9999%。

　　精過濾器中，傳統(tǒng)的棉花、玻璃纖維等過濾介質(zhì)已不能滿足要求，小型發(fā)酵罐上為了節(jié)約成本用涂覆聚四氟乙烯的玻璃纖維折疊濾筒，大型發(fā)酵罐上大多采用聚四氟乙烯（PTEE）、聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜和氟化玻纖膜（FGF），尤以聚四氟乙烯為多。

　　聚四氟乙烯有天然的疏水性能，強(qiáng)度好，耐污性強(qiáng)，耐高溫，耐腐蝕。由美國(guó)Gore公司發(fā)明的機(jī)械壓延技術(shù)得到孔徑分布窄、孔隙率高的聚四氟乙烯微孔膜，有高效、高通量的優(yōu)點(diǎn)，非常適合作空氣過濾材料?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的除菌過濾膜已制成標(biāo)準(zhǔn)件，裝拆更換方便。一般所用膜為復(fù)合膜，即在微孔膜的兩側(cè)附上纖維無(wú)紡布以增加強(qiáng)度和可折疊性，內(nèi)有堅(jiān)固的內(nèi)核，外加保護(hù)外殼，膜組件的所有連接都以熔融密封。聚四氟乙烯材料的除菌過濾器，可經(jīng)受反復(fù)蒸汽滅菌，并且由于其疏水性，滅菌后不需要干燥即可用作無(wú)菌空氣過濾。