地球自然生態中已知的生物分類分別為植物界、原生生物界(微生物)、動物 界，微生物無處不在，只要是有生命的地方，都會有微生物的存在。它們存在於 空氣中、水中，吃的食物中。
微生物可分成五大類，分別為細菌、真菌、病毒、藻類和原生蟲。
細 菌
細菌(圖 2-1)是微生物世界中數量和種類最多的族群。霍亂弧菌、沙門氏桿菌、
金黃葡萄球菌等，會使人類生病，但有些雙叉乳桿菌、乳酸菌、抗生素，卻能幫 助我們維持身體的健康。
圖 2-1 細菌顯微鏡圖示
圖片來源：群創光電廠務細菌生態與廠內案例說明 真 菌
真菌(圖 2-2)是真核生物，有一個細胞核或多個細胞核，種類有:菇類、黴菌。在 醫學上，第一種抗生素－盤尼西林即是由真菌產生，但有一些真菌卻會產生毒素 使人致死；也有的真菌感染雖然不會致死，如香港腳。除了與人的健康有關外，
真菌與我們日常的食物生產有關，如醬油和味增。
圖 2-2 真菌顯微鏡圖示
圖片來源：群創光電廠務細菌生態與廠內案例說明 原 生 蟲
原生蟲(圖 2-3)是單細胞的真核生物。在食物鏈中，原生蟲扮演的是一級消費 者，會捕食細菌，在環境中，它們可以靠鞭毛、纖毛或偽足來移動。在廢水處理 廠中，原生蟲扮演了減少細菌數量的重要角色。它們也幫助反芻動物分解胃內食 物。但有些原生蟲如 Giardia lamblia 造成下痢，使人病痛不欲生。
圖 2-3 原生蟲顯微鏡圖示
圖片來源：群創光電廠務細菌生態與廠內案例說明 藻 類
藻類(2-4)有固定的細胞壁，而且因為它們有葉綠素，被認為是類似植物的生 物。在食物鏈中，它們是第一級的生產者，沒有它們，我們將面臨嚴重的食物短 缺。它們也是造成水有腥味或優養化的原因。有一些藻類如甲藻更會產生劇毒，
對身體造成嚴重的後果。
圖 2-4 藻類造成優養化圖
圖片來源：http://library.taiwanschoolnet.org/cyberfair2013/pyps102/page1-2.html(最 後更新 20190311) 病 毒
病毒(圖 2-5)是目前發現最小的微生物只能活在活的生物體中。一但進入宿主的 細胞，就會造成莫大的傷害。不管動物或植物都難逃病毒的攻擊，比如說一般的 感冒、泡疹和肝炎都是病毒所造成的疾病。儘管它們對生物有很大的害處，由於 它們可以將遺傳物質插入宿主，所以病毒現在廣為用來進行遺傳工程的實驗。
圖 2-5 病毒示意圖
圖片來源：群創光電廠務細菌生態與廠內案例說明 2-2 DIW tank內菌絲種類：
將DIW段Filter內菌絲樣本送樣，並做細菌培養分析，確認DIW內菌種主 要真菌類的:粘質沙雷氏菌(圖2-6、圖2-7)，廣泛分布於自然界，是水和土 壤中的常居菌群亦可經由手部傳播，可生存在28~40°C間，最適生長溫度為
37°C，是一種產生鮮紅色素的細菌，存在於空氣和水中，可生長在動、植物 性食品中。
圖2-6 培養25℃，24 小時後紅色菌落圖 圖2-7 Filter內細絲電子顯 微示意圖
圖片來源：培養基生長http://www.schoolwork.de/mikrobiologie/agarplatten.php (最後瀏覽日期為2011年9月)
2-3、細菌的繁殖：
細菌是以無性方式進行分裂繁殖，當細菌處於溫度、濕度、空氣、營養豐 富的環境中時，會快速繁殖通常約20分鐘分裂一次。其分裂繁殖方式是以二 分裂法的方式進行無性繁殖。
微生物生長要素中溫度及水質PH為生長催化因素，總有機碳(TOC)、溶解氧 (DO) 為主要條件。在適宜生長的條件下，細菌20分鐘分裂一次如圖2-8，
十小時內可從一個細胞成長為一百萬個，十二小時超過一千萬個，其細胞分 裂示意如圖2-9。
圖2-8 細胞分裂數量與時間關係圖
圖2-9 細菌分裂示意圖
圖片來源：群創光電廠務純水設備改善報告書
微生物的生長並非無限制擴張，而是有一定模式的生長曲線，其生長曲線之
★對數期(Logarithmic phase):
細胞呈幾何級數增加，菌之生理較一致，為微生物實驗最佳時期。
★靜止期(Stationary phase):
微生物代謝，消耗養分、同時產生代謝毒物，造成新分裂與死亡之菌數約略相 等，因此菌數沒太大改變(單位容量下趨近於飽和)。
★減數期(Decline phase) :
養分已漸消耗完畢，而代謝毒物累積更多，造成新生菌數遠小於死亡菌數，因此 菌數遞減。
圖2-10 微生物生長曲線圖
圖片來源：中正社大/https://skybluebaking.pixnet.net/blog/post/43144501 為驗證微生物生長曲線，我們由產品良率Defect trend chart(圖2-11)與菌落數與 D.D曲線圖(圖2-12、表2-1)來看，機台設備DIW Tank約600mL容量大小，藥水洗 後生菌數為0，產品開始持續進行量產(24HR約11天)後，水中微生物適應環境、
步偏高。於3/20 Defect數與生菌數到達高點，必須於3/20開始針對機台控管，於 3/24機台停機進行藥水洗殺菌後機台汙染才獲得改善，確認此Tank內菌絲生長趨 勢相符合。
圖2-11產品良率Defect trend chart
圖2-12 菌落數與Defect trend chart曲線圖
日期 M2N Defect trend chart 菌落數
20130301 0 8
20130302 0.015 10
20130303 0.024 12
20130304 0.081 28
20130305 0.092 42
20130306 0.101 60
20130307 0.105 71
停機藥洗
停機藥 洗
20130308 0.118 95
表2-1 菌落數與Defect trend chart曲線驗證數據 第三章：微生物的生態與營養來源 細菌(autotrophic）。
能量來源：指細菌在分解代謝中用來製造能量的途徑。若生物使用〝光〞作爲 代謝能量來源，則稱光合營養細菌（phototrophic），若以化學反應來做為代謝能 源，稱化合營養細菌（chemotrophic）。由表3-1可看出DIW Tank內微生物(菌絲) 即屬化學異營菌，因取得MEA分解後轉化的碳源、能源進而開始快速增生繁衍。
營養組別 碳源 能源 舉例
化學自營菌
(Chemoautotrophs) 二氧化碳 無機化合 物
硝化菌(Nitrifying bacteria) 氬細菌(Hydrogen bacteria) 鐵細菌(Iron-oxidizing bacteria) 硫細菌(Sulfur-oxidizing
bacteria) 化學異營菌
(Chemoheterotrophs)
有機化合
紫硫菌(Purple sulfur bacteria) 綠硫菌(Green sulfur bacteria) 藻類(Algae)、植物(Plant) 藍綠藻(Cyano bacteria) 光合異營菌
(Photoheterotrophs)
紫色非硫菌(Purple nonsulfur bacteria)
綠色非硫菌(Green nonsulfur bacteria)
表3-1 細菌營養源分類表 MPN兩個不同的單位，本次研究因設備採購問題，僅針對CFU及RLU (Relative light unit)進行探討。
◎CFU:CFU 是菌落形成單位 (Colony-forming unit) 的縮寫，係指樣品在適當的 稀釋狀態下，每一個細菌細胞在培養基上，生長繁殖所形成的單一易區別菌落，
每菌落單位稱為 1 CFU。
CFU/g ：每公克樣品中含有的細菌菌落總數。
CFU/mL：每毫升樣品中含有的細菌菌落總數。(此為本研究分析量測使用單位)
CFU/cm2：每平方公分樣品中含有的細菌菌落總數。
此計算方式便於判別微生物汙染程度，數字越大表示樣品中微生物含量越多，
數字越小表示越少微生物存在。然而還是有缺點，一方面樣品中的細菌可能因處 理時受到傷害死亡，一方面因微生物本身對於氧氣、溫度、營養等生存條件的需 求差異，在培養條件下無法生長形成菌落。
◎RLU (Relative light unit)：其反應原理與螢火蟲體內發光反映相同，在螢光素 (Luciferin)與螢光酵素(Luciferase)存在下，ATP與螢光素、螢光酵素催化下產生淡 藍色的光。反應式如下公式：
式 4-1
其應用方式為：利用螢光劑將微生物體內的ATP釋放出來，反應後以ATP生物冷 光儀偵測。檢測結果則以相對吸光值(Relative light unit)的多寡來表示ATP濃度的 高低，藉此反推微生物含量，數值越高，細菌數越多，反之則細菌越少。
4-2 菌落數檢測方式：
本次菌落數分析有：1.ATP塗抹光學檢測儀(單位:RLU) 2. 3M™ Petrifilm™ 總 生菌數快檢片(單位：CFU/mL)。
★ATP 冷光反應光學檢測儀：
ATP塗抹光學檢測儀搭配光學試劑有著檢測所需時間短，可立即了解細菌數的優 點。普遍使用於食品場及醫療單位。
ATP冷光檢取樣管(AMP)使用方式如下：
步驟1.將欲採樣的水閥開啟持續Flush 5分鐘，抽出採樣試管，將採樣試管內的棉 棒沾溼採樣水。
步驟2.將沾附到採樣水的棉棒插回試管中，並用手一直壓到試管底部。
步驟3.反覆用力搖晃試管，將讓筆管中的採樣液體搖落並溶解粉末試劑，需確認 試管內粉末已溶解。
步驟4.將試管放入ATP冷光反應光學檢測儀中，並按壓啟動開始檢測。
3M™ Petrifilm™ 總生菌數快檢片：須利用培養箱持續以35度C、48小時時間進行 細菌培養，若DIW取樣汙染失敗時，會造成無法正確判讀，需再另外花時間細菌 培養。
無菌袋取樣採證:
目前廠內超潔淨純水(DIW)水質無菌袋採證方式，步驟如下列圖：
※步驟一：採樣前須先以清潔劑洗手再著手套，著完手套採樣前，需再以75%酒 精消毒。
※步驟二：執行採樣前，須先將採樣口以75%酒精消毒。
※步驟三：取無菌採樣袋，並將封口撕開。(勿觸碰到袋內)
※步驟四：取無菌採樣袋，由兩側拉開。(勿觸碰到袋內)
※步驟五：執行採樣前先持續開水Flush 15 分鐘將水裝入採樣袋。(採樣袋不可 碰觸到管路)
※步驟六：採水約1/2-2/3滿後，將取樣袋由兩側拉緊，並向前旋繞三圈。
※步驟七：將採樣袋拉環旋緊。
※步驟八：水樣存放於0~5℃之冰箱運送，水樣應於採樣後24小時內完成檢驗，
並置入培養箱中培養。若無法冰存需於 1 HR 內送分析。
4-3 3M™ Petrifilm™ 總生菌數快檢片使用方式:
步驟1：將總生菌數快檢片放置於平坦處，揭起上層膜。
步驟2：以微量吸管將1ml檢體垂直梯於下層膜的中央處。
步驟3：放開上層膜，使其自然落下。勿將上層膜滾動向下覆蓋
步驟4：將壓板凹槽面朝下，至於快檢片中央，在凝膠形成之前，已按壓的方式 使液體均勻分布在圓形培養區域，切勿滑動壓板。
步驟5：拿起壓板，靜置1分鐘使培養基凝固。
步驟6：將快檢片的透明面朝上堆疊，放置於35±1℃培養箱培養48小時候進行菌 落數判讀。
4-4 總生菌數判讀方式：
總生菌落數的計數是以每一個四方形小格為一個單位，將所有小格內菌落數不 論其大小和顏色深淺進行計數後進行加總計算，其中快檢片菌落數最佳的計算範 圍為20~250 CFU/mL。
總菌落數=0 總菌落數=126
總菌落數=多到不可計 TNTC 總菌落數=多到不可計 TNTC
設備改善前廠內機台端針對菌絲防治方式有:1、Filter攔阻。2、KOH、H2O2 藥水洗。下列章節將針對此二種方式進行介紹。
1. Filter菌絲攔阻：
Filter運作方式如下圖5-1：
Filter大部分材質，是以壓縮材料及編織纖維製作而成，利用隨機性吸附或捕捉方 式來滯留雜質(菌絲)，當Filter μ數越小，可滯留的雜質越多，相對的當使用環境 未改善時Filter lift time越短，在菌絲問題未獲得改善前，每月單一台機台所需使
Filter大部分材質，是以壓縮材料及編織纖維製作而成，利用隨機性吸附或捕捉方 式來滯留雜質(菌絲)，當Filter μ數越小，可滯留的雜質越多，相對的當使用環境 未改善時Filter lift time越短，在菌絲問題未獲得改善前，每月單一台機台所需使