项目八过滤

1、项目八 过滤通过本项目的学习，学生能知道常用过滤方法和设备。1）定义定义：在：在外力作用外力作用下下，使，使悬浮液中的液体通过悬浮液中的液体通过多孔介质多孔介质的孔道，而悬浮液中的固体颗的孔道，而悬浮液中的固体颗粒被截留在介质上，从而实现粒被截留在介质上，从而实现固、液分离固、液分离的操作。的操作。 说明说明: : 推动力推动力：重力、压力（或压差）和离心力；：重力、压力（或压差）和离心力； 目的目的: :获得清净的液体产品，或者得到固体产品；获得清净的液体产品，或者得到固体产品；一、过滤的定义任务一 了解过滤2）过滤的相关术语）过滤的相关术语滤浆：过滤操作中所处理的原始悬浮液 滤液：通过多孔

2、介质后的澄明液体 滤渣（滤饼）：被截留住的固体颗粒堆积层 1、 过滤介质的特性过滤介质的特性二、过滤介质二、过滤介质4l多孔性多孔性，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒；，对流体的阻力小，又能截住要分离的颗粒； 孔道大小适当，能发生架桥现象；孔道大小适当，能发生架桥现象；l物理化学性质稳定物理化学性质稳定，耐热，耐化学腐蚀；，耐热，耐化学腐蚀；l足够的机械强度足够的机械强度，使用寿命长；，使用寿命长；l价格便宜。价格便宜。n1.滤纸滤纸 分为普通滤纸和分析用滤纸，普通滤分为普通滤纸和分析用滤纸，普通滤纸孔径为纸孔径为17m，常用于少量液体制剂的过，常用于少量液体制剂的过滤。纤维素滤纸为分析用

3、滤纸，具有多孔性，滤。纤维素滤纸为分析用滤纸，具有多孔性，过滤速度可以选择，阻力小，耐热性能和抗化过滤速度可以选择，阻力小，耐热性能和抗化学药品性能较好。学药品性能较好。n2.脱脂棉脱脂棉 药用过滤多为长纤维，常用于溶液药用过滤多为长纤维，常用于溶液的澄清过滤，如口服液等。的澄清过滤，如口服液等。堆积介质堆积介质：由各种由各种固体颗粒固体颗粒（砂、木碳、石棉、硅（砂、木碳、石棉、硅藻土）或非纺织纤维等堆积而成，多用于深床过滤中。藻土）或非纺织纤维等堆积而成，多用于深床过滤中。n3. 织物介质织物介质(滤布滤布)，包括棉、毛、丝、玻璃丝，包括棉、毛、丝、玻璃丝及各种织物，能截留的粒径的范围较宽，

4、从及各种织物，能截留的粒径的范围较宽，从几几十十m到到1m。优点：优点：介质薄，阻力小，清洗、介质薄，阻力小，清洗、更新方便，价格较便宜。更新方便，价格较便宜。n织物介质：织物介质：滤布，用棉、毛、丝、麻等天然纤滤布，用棉、毛、丝、麻等天然纤维及合成纤维织成的织物，由玻璃丝或金属丝维及合成纤维织成的织物，由玻璃丝或金属丝织成的网。能截留颗粒的织成的网。能截留颗粒的最小直径为最小直径为1-65 m。工业上的应用最为广泛工业上的应用最为广泛。4.多孔固体介质多孔固体介质 如素烧陶瓷，烧结金属，塑料如素烧陶瓷，烧结金属，塑料细粉粘成的多孔塑料，棉花饼，以及中性硬质玻细粉粘成的多孔塑料，棉花饼，以及中

5、性硬质玻璃制成的垂熔玻璃（注射剂的无菌过滤）等。这璃制成的垂熔玻璃（注射剂的无菌过滤）等。这类介质较厚，孔道细，阻力大类介质较厚，孔道细，阻力大，能截留能截留13 m的颗粒。的颗粒。多孔固体介质：多孔固体介质：具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、具有很多微细孔道的固体材料，如多孔陶瓷、多孔塑料、多孔金属制成的管或板，能拦截多孔塑料、多孔金属制成的管或板，能拦截1-3 m的微细颗粒。的微细颗粒。5. 多孔陶瓷用白陶土或硅藻土烧多孔陶瓷用白陶土或硅藻土烧结而成筒式滤材，多孔膜由高分子材料制成结而成筒式滤材，多孔膜由高分子材料制成,膜很薄膜很薄(0.12m至至0.15 m),膜过滤的各种膜过滤的

6、各种有机高分子膜和无机材有机高分子膜和无机材料膜料膜。醋酸纤维素和芳香酰胺系两大类有机高分子膜。醋酸纤维素和芳香酰胺系两大类有机高分子膜。孔很小，可以分离孔很小，可以分离小到小到0.01 m的颗粒，应用多孔膜的过的颗粒，应用多孔膜的过滤有超滤和微滤。滤有超滤和微滤。三、过滤操作的原理及分类三、过滤操作的原理及分类10过滤：过滤：过滤操作中的主要阶段；过滤操作中的主要阶段；洗涤：洗涤：用清液置换滤饼中存留的滤液并且洗涤滤饼；用清液置换滤饼中存留的滤液并且洗涤滤饼；脱湿：脱湿：以滤饼为产品时洗涤后还需用压缩空气进行脱湿；以滤饼为产品时洗涤后还需用压缩空气进行脱湿；卸料：卸料：将滤饼从过滤介质上移去

7、；将滤饼从过滤介质上移去；清洗过滤介质：清洗过滤介质：使被堵塞的网孔使被堵塞的网孔“再生再生”，以便重复使用。，以便重复使用。1、操作原理步骤、操作原理步骤2、分类、分类间歇式：间歇式：对过滤的各步骤分阶段操作；对过滤的各步骤分阶段操作；连续式：连续式：连续操作完成全部或其中部分阶段。连续操作完成全部或其中部分阶段。l据过滤推动力分：据过滤推动力分：重力、加压、真空和离心过滤。重力、加压、真空和离心过滤。 过滤方式过滤方式过过滤滤 深层过滤深层过滤 滤饼过滤滤饼过滤 固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤过滤介质床层内部介质床层内部，悬浮液中的颗粒直径小，悬浮液中的颗

8、粒直径小于床层直径，当颗粒随流体在床层的曲于床层直径，当颗粒随流体在床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。折孔边穿过时，便粘附在过滤介质上。 适用于悬浮液中颗粒甚小且含量甚适用于悬浮液中颗粒甚小且含量甚微微(固相体积分率在固相体积分率在0.1%以下以下)的场合的场合 。 固体颗粒成饼层状沉积于固体颗粒成饼层状沉积于过滤介质表过滤介质表面面，形成滤饼，形成滤饼 ，固又称为表面过滤。，固又称为表面过滤。 适用于处理固相含量稍高适用于处理固相含量稍高(固相体积固相体积分率在分率在1%以上以上)的悬浮液，是的悬浮液，是化工生产中化工生产中的主要过滤方式的主要过滤方式。 11特点特点：颗粒：颗粒(

9、(粒子粒子) )沉积于介质内部。沉积于介质内部。深层过滤深层过滤过滤对象过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少。悬浮液中的固体颗粒小而少。过滤介质过滤介质：堆积较厚的粒状床层。堆积较厚的粒状床层。过滤原理过滤原理：颗粒尺寸：颗粒尺寸 介质通道尺寸介质通道尺寸, ,颗粒通过细长而弯曲的孔道，靠静电和颗粒通过细长而弯曲的孔道，靠静电和分子的作用力附着在介质孔道上。分子的作用力附着在介质孔道上。 应用应用：适于处理生产能力大而悬浮液：适于处理生产能力大而悬浮液中颗粒小且含量少中颗粒小且含量少(固相体积分率固相体积分率0.1%)的场合的场合, ,如水处理和酒的过滤。如水处理和酒的过滤。 深层过滤深层过滤(

10、deep bedfiltration)：深床过滤深床过滤12滤饼（表面）过滤滤饼（表面）过滤 刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊。刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊。 开始后：迅速发生开始后：迅速发生“架桥现象架桥现象”，颗粒被拦截，滤液澄清。，颗粒被拦截，滤液澄清。 在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本身，而非过滤介质。在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本身，而非过滤介质。13注意：注意：所选过滤介质的孔道尺寸一定要使所选过滤介质的孔道尺寸一定要使“架桥现象架桥现象” 能够发生。能够发生。架桥现象架桥现象自来水厂水的净化分三步，自来水厂水的净化分三步，第一步是絮凝过程，在流动中使水中的杂

11、质颗粒絮凝长大；第一步是絮凝过程，在流动中使水中的杂质颗粒絮凝长大；第二步是沉降。沉降池是使大颗粒得以除去。第二步是沉降。沉降池是使大颗粒得以除去。第三步是砂滤。砂滤池，进一步用第三步是砂滤。砂滤池，进一步用900mm厚砂层，将小颗粒杂质滤去。厚砂层，将小颗粒杂质滤去。 14自来水厂的主要流程自来水厂的主要流程n四、过滤的影响因素四、过滤的影响因素n因素：因素：1.操作压力越大，滤速越快；操作压力越大，滤速越快；2.孔隙越孔隙越窄，阻力越大，滤速越慢；窄，阻力越大，滤速越慢；3.过滤速度与滤器过滤速度与滤器的表面成正比；的表面成正比；4.黏度愈大，滤速愈慢；黏度愈大，滤速愈慢；5.滤滤速与毛细

12、管长度成反比，所以沉积的滤饼量愈速与毛细管长度成反比，所以沉积的滤饼量愈多，滤速愈慢。多，滤速愈慢。n增加滤速的方法：增加滤速的方法：1.加压或减压以提高压力差；加压或减压以提高压力差；2.升高滤液温度以降低黏度；升高滤液温度以降低黏度；3.先进行预虑以先进行预虑以减少滤饼厚度；减少滤饼厚度；4.设法使颗粒变粗以减少滤饼设法使颗粒变粗以减少滤饼阻力阻力。五、助滤剂五、助滤剂 滤滤饼饼不可压缩滤饼不可压缩滤饼 颗粒有一定的刚性，所形颗粒有一定的刚性，所形成的滤饼并不因所受的压成的滤饼并不因所受的压力差而变形力差而变形 可压缩滤饼可压缩滤饼 颗粒比较软，所形成的滤饼在颗粒比较软，所形成的滤饼在压差

13、的作用下变形，使滤饼中压差的作用下变形，使滤饼中的流动通道变小，阻力增大。的流动通道变小，阻力增大。加入助滤剂可加入助滤剂可减少减少可压缩滤饼的可压缩滤饼的流动阻力。流动阻力。16主要作用：主要作用：助虑和脱色助虑和脱色五、助滤剂五、助滤剂 加入方法：加入方法：常用的助滤剂：常用的助滤剂：颗粒细小、粒度分布范围较窄、坚颗粒细小、粒度分布范围较窄、坚硬而悬浮性好的颗粒状或纤维固体，如硅藻土、珍珠硬而悬浮性好的颗粒状或纤维固体，如硅藻土、珍珠岩、石棉、活性炭、滑石粉、纸浆等。岩、石棉、活性炭、滑石粉、纸浆等。17预涂法、预混法。预涂法、预混法。 注意：注意：当滤饼是产品时不能使用助滤剂。当滤饼是产

14、品时不能使用助滤剂。要求：要求：助滤剂应能较好地悬浮于料液中，颗粒大小合助滤剂应能较好地悬浮于料液中，颗粒大小合 适，助滤剂中还不应含有可溶于滤液的物质。适，助滤剂中还不应含有可溶于滤液的物质。任务二 熟悉过滤方法及设备n一、过滤方法n1.高位静压滤过：即常压过滤，借高位产生的静压力将药液进行过滤的方法，适合小量生产。n注意：在叠滤纸的时候要尽量让其与玻璃漏斗内壁贴近，这样会形成连续水珠而使过滤速度加快。 n2.减压过滤：以抽真空形成负压将药液抽滤的一种方法。n注意：选择滤纸的时候要适中，当抽滤瓶与循环真空泵连接好后用洗瓶将滤纸周边润湿，后将要过滤的产品转移至其中（若有溶液部分要用玻璃棒引流）

15、。n3.加压过滤：采用离心泵将药液压入过滤器进行过滤的方法；无菌过滤常用此方法。无菌过滤常用此方法。 n二、过滤设备n1.漏斗 分别有玻璃漏斗和布氏漏斗，过滤介质有滤纸、脱脂棉、绢布等小量液体的过滤使用。n2.垂熔玻璃滤器n分别有垂熔玻璃漏斗、滤球和滤棒三种。按孔径分为16号，一般3号用于常压过滤，4、5号用于减压或加压过滤，6号用于无菌过滤号用于无菌过滤。n优点：化学性质稳定，吸附性低，不易裂漏或脱屑等。n缺点：价格高、易脆碎。n3.砂滤棒n硅藻土滤棒：适用于黏度高。浓度大的药液。n分为粗号（500ml/min以上）、中号（500300ml/min）和细号（300ml/min以下 ）。n多孔素瓷滤棒：适用于低黏度药液。结构：结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。 22结构结构4.板框压滤机板框压滤机板框过滤机动画 23板框压滤机的操作板框压滤机的操作 板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由板框压滤机为间歇操作，每个操作循环由装合、过装合、过滤、洗涤、卸饼、清理滤、洗涤、卸饼、清理5个阶段组成。个阶段组成。 24板框压滤机的特点板框压滤机的特点优点：优点：结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地小结构简单，制造容易，设备紧凑，过滤面积大而占地