生物分离 第二章-过滤

物质（包括原子、离子、分子、分子复合物、分子聚集体和颗粒，一般统称溶质）分离的本质是：有效识别混合物中不同溶质间“物理、化学和生物学”性质的差别，利用能够识别这些差别的分离介质和（或）扩大这些差别的分离设备实现溶质间的分离或目标组分的纯化。分离的“实质”性质不同的溶质在分离操作中具有不同的传质速率和（或）平衡状态，从而可实现彼此分离。物理性质（1）力学性质:包括溶质密度、尺寸和形状。利用这些力学性质的差别，可进行颗粒（如细胞）的重力沉降、分子或颗粒的离心分离和膜分离（筛分）。（2）热力学性质:即溶质的溶解度（液固相平衡）、挥发度（气液相平衡）、表面活性及相间分配平衡行为等性质。利用这些性质的分离方法种类最多，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶（沉淀）、泡沫分离、吸附和离子交换等。（3）传质性质：包括黏度、分离扩散系数和热扩散现象等。利用传质速度的差别也可进行分离，但直接应用较少，而传质现象在分离过程中发挥重要作用。因此，除热力学外，传递过程理论也是生物分离工程的基础。物理性质（4）电磁性质：即溶质的荷电特性、电荷分布、等电点和磁性等。电泳、电色谱、电渗析、离子交换、磁性分离等方法利用溶质（或分离介质）的这类性质。化学性质：包括化学热力学（化学平衡）、反应动力学（反应速率）和光化学特性（激光激发作用）等。化学吸附和化学吸收是利用化学反应进行分离的典型例证，如利用激光激发的离子化作用可进行同位素分离。化学、生物学性质生物学性质：生物学性质的应用是生物分离所独有的。利用生物分子（或生物分子的聚集体、细胞）间的分子识别作用，可进行生物分子（如细胞、病毒、蛋白质、核酸、寡聚核苷酸）的亲和分离，亲和色谱是亲和分离的典型代表。常用分离技术的原理和产物（1）平衡分离：平衡分离法根据溶质在两相（如气液、气固、液液、液固、气固）间分配平衡的差异实现分离。溶质达到分配平衡的推动力仅取决于系统的热力学性质，即溶质偏离平衡态的浓度差（化学势差）。显然，溶质达到相间分配平衡的过程为扩散传质过程，因此，平衡分离又称扩散分离。蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶（沉淀）、泡沫分离、吸附和离子交换（色谱）等均为典型的平衡分离过程。从分离操作的角度，一般可将分离技术分为两大类：（1）基于相间分配平衡差异的平衡分离法（2）外力作用下产生的溶质移动速度差别的差速分离法（2）差速分离：差速分离是利用外力（如压力、重力、离心力、电场力、磁力）驱动溶质迁移产生的速度差进行分离的方法。传统的过滤、重力沉降和离心沉降等非均相物系的机械分离方法根据溶质大小、形状和密度差进行分离，也属差速分离的范畴。其他典型的差速分离法包括超滤、反渗透、电渗析、电泳和磁泳等。在许多情况下，两种分离原理共同发挥作用，促进分离效率的提高。例如，色谱和电泳相结合的色谱电泳和电色谱（electro-chromatography）过程既利用色谱的平衡分离原理，又利用电泳或（和）电渗的电场驱动作用强化分离。因此，分离技术丰富多彩，并不局限于上述简单的分类。不同分离原理的组合可派生新型高效的分离方法，是生物分离工程研究的重要内容。生物分离效率分离容量：指单位体积的分离设备（或分离介质）处理料液或目标产物的体积或质量。对于特定的分离方法或分离设备（如离心、膜分离、萃取、色谱等），其评价指标包括：分离容量（capacity）、分离速度（speed）和分辨率（resolution）。生物分离工程的主要目标就是研究开发：高容量、高速度和高分辨率的分离纯化新技术、新介质、新设备。分离速度：指单批次分离所需的时间，或连续分离过程的进料速度，批次时间越短，分离速度越快。分辨率：指目标产品的纯化效果或杂质的去除能力。存在就是合理Whyfiltration?在生物反应领域：几乎“所有”的发酵液均或多或少地存在“悬浮固体”，如生物细胞、固态培养基或代谢产物中的不溶性物质；因此要进行固液分离操作。在原料处理过程也常采用过滤操作，如谷氨酸发酵用糖液的脱色过滤处理和啤酒生产麦芽汁的过滤澄清。无论何种情况，过滤是实现“固液分离”的一种重要手段离心和沉降第二章

过滤还有什么手段？不同手段的共性与差异？传统的化工单元操作描述：“料液”通过过滤介质，固态悬浮物与溶液分离

得到清夜和固态浓缩物（滤渣）第二章

过滤第二章

过滤Why？Whichoneiseasy？举实例（？）轮廓分明的晶体。Sowhat？轮廓分明的晶体形状多变的细胞过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差Δp作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。2.1

过滤的基础理论过滤的基本概念滤浆（filterpulp）:所处理的悬浮液。滤饼或滤渣（filtercake）:被截留的固体物质。滤液（filtrate）:通过多孔通道的液体过滤介质（filtermedium）:过滤采用的多孔物质过滤介质无定形颗粒：无烟煤、颗粒活性炭、铁矿砂，都可充填于过滤

器内做澄清过滤用。成型颗粒：烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂黏结的硅砂、

塑料颗粒等，做成圆筒形或板状用于澄清过滤。金属织布：不锈钢丝及铁丝等织布，主要用于预涂助滤剂场合无纺品：纸、毡、石棉板以及合成纤维无纺布等，大多用于精

密过滤非金属织布：棉、化学纤维（维尼龙、尼龙）、玻璃纤维织品长纤维与短纤维滤布的比较长纤维滤布一般来说，长滤布有弹性；织物表面平滑，堵塞少；过滤过程中，滤布阻力增加少，滤块剥离容易，但在过滤初期会出现一些细粒子的渗透现象，可将织物切口的毛头加热熔融来防止纤维混入滤块中短纤维滤布由于堵塞现象，很快就不能再用，而且有纤维混进滤块中的可能，但过滤初期就可获得澄清滤液。适用于要获得澄清度高的滤液，缺点是滤块剥离困难，洗涤次数增多滤饼过滤采用非金属材料时：要求其强度高、耐用、价格低，且（预实验）（阻力、清洗）要耐高温或腐蚀。Darcy定律把流速与通过固体多孔状床产生的压降联系起来，由法国水力学家H.-P.-G.达西在1852～1855年通过大量实验得出：达西定律直立圆筒滤板溢水管出水管量筒

v：流体流速

k：比例常数

Δp：通过厚度为l的床产生的压降

μ：液体黏度

d-滤饼粒子的大小/孔的直径ε-滤饼空隙率

ρ-液体密度

Re

–雷诺准数达西定律的适用范围达西定律是由砂质土体实验得到的，后来推广应用于其他土体如粘土和具有细裂隙的岩石等。在某些条件下，渗透并不一定符合达西定律，注意达西定律的适用范围。在一般情况下，砂土、粘土中的渗透速度很小，其渗流可以看作是一种水流流线互相平行的流动—层流，渗流运动规律符合达西定律。粗颗粒土（如砾、卵石等）由于其孔隙很大，当水力梯度较小时，流速不大，渗流可认为是层流,渗透速度与水力梯度关系成线性变化，达西定律仍然适用。当水力梯度较大时，流速增大，渗流将过渡为不规则的相互混杂的流动形式,这时渗透速度与水力梯度关系呈非线性变化,达西定律不再适用。对于板框过滤，速率方程为：A–过滤面积V–

过滤液体积t–过滤时间滤饼和过滤介质所产生的阻力可由下式计算：Rm–过滤介质的阻力Rc–滤饼的阻力滤饼的质量正比于过滤液的体积，反比于过滤面积，显而易见，Rc可描述为：

α代表滤饼的单位阻力

ρo是每单位体积的滤液中含固体滤液的量滤饼阻力将8式代入7式：

初始条件是t=0，V=0，则积分后可得用（At/V）对（V/A）作图，斜率K是压降及滤饼阻力特性的函数，截距B与滤饼阻力特性无关，但它正比于介质阻力Rm。通常可忽略不计，因此方程(2-10)可简化为：式中：K=μαρo/(2△p)

B=μRm/△p恒压过滤基本公式绝大多数“生物”滤饼都是可压缩的

α’是一个与滤饼组成、粒子大小和形状相关的常数

s是滤饼的压缩系数，变化范围0-1（理想的不可压缩滤饼s为0，高度可压缩滤饼s接近1）滤饼的可压缩性为了估计可压缩性的影响，我们假设滤饼阻力α是压降的函数：r

:particledensitydp:meandiametere:porositySowhat？“生物”滤饼可压缩性的评价

α’是一个与滤饼组成、粒子大小和形状相关的常数

s是滤饼的压缩系数，变化范围0-1（理想的不可压缩滤饼s为0，高度可压缩滤饼s接近1）滤饼的可压缩性为计算出s和α’，可用lgα对lg△p作图，如下图K变为关于△p更复杂的函数B不变

lg△plgα滤饼阻力和压降的关系K=μαρo/(2△p)

B=μRm/△p“生物”滤饼可压缩性的意义滤饼的可压缩性r

:particledensitydp:meandiametere:porositySowhat？斜率即为s，当s值很高时，需要加入助滤剂对原液进行预处理。发酵液特点：粘度大（非牛顿型流体），含有蛋白质、多糖等胶体物质②固体粒子可压缩性大，预处理恒压过滤基本公式加热法（Heating）凝聚和絮凝（Coagulationandflocculation）助滤剂（Filteraids）

加水稀释法（Dilutionwithwater）

调节悬浮液的pH值（RegulationofpH）

高价无机离子的去除（Removalofinorganicion）

杂蛋白的去除（Removalofuselessprotein）预处理常用方法加热可有效降低液相黏度，改善过滤性能。但加热的温度必须是在不影响目的产物活性的范围内液体的粘度随温度升高而减小的原因：液体分子间距小，温度升高提高分子动能，促进分子间流动，使液体动力增加动力粘度减少tμ如链霉素预处理时，调pH到3.0左右，加热到70度，维持半小时以凝固蛋白质，这样可使过滤速率增大10-100倍加热指在某些电解质作用下，使扩散双电层的排斥电位降低，破坏胶体系统的分散状态，而使胶体粒子聚集的过程。胶体粒子在溶液中都存在“扩散双电层”结构模型凝聚作用发酵液中的胶体粒子表面通常带有负电荷，带电的原因主要是：（1）吸附溶液中的离子（2）自身基团的电离扩散层在斯特恩平面以外，剩余的正离子在溶液中扩散开去，距离越远，浓度越小，最后达到主体溶液的平均浓度，称为扩散层发酵液中细胞或菌体带负电荷，由于静电引力的作用将溶液中带相反电性的粒子吸附在周围，在界面上形成双电层。这些正离子还具有因热运动而离开胶粒表面的趋势，在这两种相反作用的影响下，双电层可看成有两部分组成吸附层在相距胶核表面约一个斯特恩平面以内，正离子被紧密束缚在胶核表面，称为吸附层当胶粒在溶液中做相对运动时，总有一薄层液体随着一起滑移，这一薄层的厚度比吸附层稍大，即为滑移层胶核表面的电位Φs，即为整个双电层的电位滑移面上的电位为ζ，称为ζ

电位即Zeta电位

斯特恩平面上的电位为Φd胶粒能保持分散状态的原因是带有相同电荷和扩散双电层的结构。一旦布朗热运动使粒子间距离缩小到它们的扩散层部分重叠时，即产生电排斥作用，使两个粒子分开，从而阻止了粒子的聚集。胶粒能稳定存在的另一个原因是其表面的水化作用，形成了粒子周围的水化层，阻碍胶粒间的直接聚集。水化作用水化作用（hydration）:物质与水发生化合的反应,又称水合作用，一般指分子或离子的水合作用。其中当盐类溶于水中生成电解质溶液时，离子的静电力破坏了原来的水结构，在其周围形成一定的水分子层，称为水化层。原理：根据X射线衍射分析，液态水是微观晶体，在短程和短时间内具有与冰相似的结构，即1个中心水分子周围有4个水分子占在四面体的顶角包围着它，四面体结构是通过氢键形成的。5个水分子没有占满四面体的全部体积，是一个敞开式的松弛结构。离子溶入水中后，离子周围存在着一个对水分子有明显作用的空间，当水分子与离子间相互作用能大于水分子与水分子间的氢键能时，水的结构就遭到破坏，在离子周围形成水化膜。在发酵液中加入具有相反电性的电解质，就能中和胶粒的电性，使ζ电位降低。当双电层的排斥力不足以抗衡胶粒间的范德华力时，热运动的结果就导致胶粒的相互碰撞。电解质离子在水中的水化作用会破坏胶粒周围的水化层，使其能直接碰撞而聚集起来。

ζ电位的基本公式：ζ=4πq

δ

/εq：胶体的电动电荷厚度δ：扩散层的有效厚度

ε：水的介电常数影响凝聚作用的主要因素：无机盐的种类化合价无机盐的用量常用的凝聚电解质有硫酸铝Al2(SO4)3.18H2O(明矾)、氯化铝AlCl3.6H2O、三氯化铁FeCl3.6H2O、硫酸亚铁FeSO4.7H2O、石灰、ZnSO4、MgCO3等。阳离子对带负电荷的发酵液胶体粒子凝聚能力的次序为：Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+电解质的凝聚能力可用凝聚值来表示，使胶粒发生凝聚作用的最小电解质浓度（mmol/L)称为凝聚值。正离子电荷越高，对胶体粒子的凝聚能力越强；1，2，3价凝聚能力比为1：8：500正离子离子半径越大，同价离子中，离子半径越大，水化离子半径就越小，则受吸附力越大，对胶体的凝聚能力越强。H+虽然半径小，但水化能力弱，且还有氢键作用，因而氢离子反常。氢键氢键：分子间作用力的一种，是一种永久偶极之间的作用力。氢键发生在已经以共价键与其它原子键合的氢原子与另一个原子之间（X-H…Y），通常发生氢键作用的氢原子两边的原子（X、Y）都是电负性较强的原子，可以稳定负电荷，因此氢易解离，具有酸性（质子给予体）。而Y则具有较高的电子密度，一般是含有孤对电子的原子，容易吸引氢原子。氢键既可以存在于分子间，也可以存在于分子内。其键能最大约为200kJ/mol，一般为5-30kJ/mol，比一般的共价键、离子键和金属键键能要小，但强于静电引力。指在某些高分子絮凝剂存在下，在悬浮粒子之间产生架桥作用而使胶粒形成粗大的絮凝团的过程絮凝作用絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，具长链状结构，其链上含有许多“活性功能团”，包括带电荷的“离子基团”和不带电荷的“非离子型基团”。根据所带电性的不同，可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型。配位键反应机制静电引力：无烟煤、颗粒活性炭、铁矿砂，都可充填于过滤

器内做澄清过滤用。成型颗粒：烧结金属、烧结塑料以及用合成树脂黏结的硅砂、

塑料颗粒等，做成圆筒形或板状用于澄清过滤。金属织布：不锈钢丝及铁丝等织布，主要用于预涂助滤剂场合无纺品：纸、毡、石棉板以及合成纤维无纺布等，大多用于精

密过滤非金属织布：棉、化学纤维（维尼龙、尼龙）、玻璃纤维织品1）天然有机高分子絮凝剂如多糖类物质、聚糖类胶粘物、海藻酸钠、明胶、骨胶等。特点：天然无毒、使用安全、适用于食品或医药根据其来源的不同，常用絮凝剂分为根据其来源的不同，常用絮凝剂分为2）人工合成的有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺类衍生物、聚苯乙烯类衍生物、聚丙烯酸类。特点：用量少、絮凝体粗大、分离效果好、絮凝速度快以及种类多、适用范围广根据其来源的不同，常用絮凝剂分为3）无机高分子聚合物，如聚合铝盐、聚合铁盐等

聚合铝盐主要指聚合氯化铝，为无色或黄色树脂状固体。其溶液为无色或黄褐色透明液体，有时因含杂质而呈灰黑色粘液。

聚合铁盐主要是指聚合硫酸铁，为淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。作用机理与具体应用阳离子型絮凝剂：对于带负电性菌体或蛋白质，阳离子型絮凝剂同时具有降低粒子排斥电位和产生吸附架桥的双重机理非离子型与阴离子型絮凝剂：主要通过分子间引力和氢键等作用吸附架桥。它们常与无机电解质絮凝剂搭配使用，无机电解质使悬浮粒子间的排斥能降低，脱稳而凝聚成微粒，然后加入絮凝剂。如南通大学以环氧氯丙烷、二甲胺和二乙烯三胺为原料制得了阳离子絮凝剂可有效处理印染废水具有良好的除浊、脱色等功能。如用酚醛缩合物可用于处理含树脂和含表面活性剂废水，而且在PH为中性或酸性时也有很好的絮凝沉降效果。

影响絮凝剂的因素（1）絮凝剂的分子量和种类有机高分子絮凝剂分子量越大、链越长，吸附架桥效果就越明显，但是随着分子量增大，絮凝剂的溶解度减少，因此要选择适当的分子量选择聚合氯化铝pac、聚合氯化铝铁pafc、聚合硫酸铁pfs在相同实验条件下分别处理生活污水，比较其絮凝效果。实验所用的水样为生活污水，取五份200ml水样分别放置在500ml烧杯中加入一定量的聚合氯化铝铁，氯化铝铁的投加量分别为0.05g、0.10g、0.15g、0.20g、0.25g、0.30g，后先用搅拌机快搅2min(搅拌速度为150r/min),再慢搅5min（搅拌速度为75r/min），静置沉降20min后取上清液用uv755b型分光光度计分别在330nm和340nm波长处测定吸光度值，由公式计算出相应的浊度和色度以及cod值和它门对应的去除率，由此确定最佳投加量。（2）絮凝剂用量絮凝剂浓度较低时，增加用量有助于架桥充分，絮凝效果提高；但是用量过大反而会引起吸附饱和，在胶粒表面上形成覆盖层而失去与其他胶粒架桥的作用，造成胶粒再次稳定，絮凝效果反而降低。（3）溶液pH溶液pH的变化会影响离子型絮凝剂官能团的电离度，从而影响链的伸展状态，提高电离度可分子链上同号电荷间的电排斥作用增大，链就从卷曲状态变为伸展状态，因而能发挥最佳的架桥能力。分别取8份200ml的生活污水水样放置于500ml的玻璃烧杯中，用橡胶滴管滴加naoh或hcl，运用phs—3c精密ph计调节水样的ph值，测定相应的值如下表所示：（4）搅拌速率和时间总加入絮凝剂时，液体的湍动能使絮凝剂迅速分散，但是在絮凝团形成后，高剪切力会打碎絮凝团，因此要控制操作时的搅拌转速和搅拌时间。取4份200ml的废水样于烧杯中，先用phs—3c精密ph计调节ph值到8.0，再加入0.15g/200mlpafc絮凝剂，用78-1型磁力加热搅拌器搅拌。第一个烧杯以50r/min转速搅拌2min，第二个烧杯以100r/min转速搅拌2min，第三个烧杯以150r/min转速搅拌2min，第四个烧杯以200r/min转速搅拌2min,均静置沉降20min后取其上清液，测其浊度、ph值、cod值悬浮液悬浮液中的细微胶体粒子被吸附到助滤剂的表面上滤饼的结构改变，可压缩性下降过滤阻力降低，过滤速率提高↓加入助滤剂↓↓助滤剂是一种具有特殊性能的细粉或纤维，它能使某些难以过滤的物料变得容易过滤。助凝剂上的吸附其使用方法是在过滤前先在过滤介质表面预涂一层助滤剂，同时在料液中也添加一些助滤剂使操作能稳定下去。常用的助滤剂有：硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、碳粒、淀粉等。型号相对流速相对澄清度用途CelatomFP-21001000啤酒、果胶、糖、醋CelatomFP-4200995啤酒、明胶、脂肪、果酸CelatomFW-6300986抗生素、啤酒、腐蚀剂、搪瓷CelatomFW-201000960果汁、海藻、猪油、水CelatomFW-502500940苹果汁、柴油、石油、麦芽汁CelatomFW-805500927抗生素、树脂、水、麦芽汁硅藻土的主要用途（1）作为深层过滤介质过滤悬浮液，硅藻土不规则的粉粒之间形成许多曲折的毛细孔道，可借筛分作用去除固体粒子，同时由于吸附作用，也可除去一部分胶体离子（2）在挠性或刚性支持性介质的表面上预先形成硅藻土薄层，以保护支持性介质的毛细空在过滤时不被微小的颗粒所堵塞（3）将适量的硅藻土分散在待过滤的悬浮液中，使形成的滤饼具有多孔性，降低滤饼的可压缩性，从而提高了过滤速率并延长了过滤操作的周期硅藻土的用法硅藻土的制造方法和纯度影响硅藻土过滤特性的因素硅藻土的粒度分布硅藻土粒度的分布及悬浮液的特性决定了过滤速率。在其他条件一定时，还存在一个硅藻土的最佳投放量。硅藻土添加量太大，则形成的滤饼太厚，阻力的增加将占主导地位，使滤速从最高点下降。最佳的添加率应通过实验来确定助滤剂特点粗金属网上的堆积密度干燥滤块的容积密度室温时的酸性液溶解度室温时的碱性液溶解度硅藻土一般用于要求最高澄清度的情况良好0.26-0.35微溶于弱酸微溶于弱碱珍珠岩最适于旋转真空过滤，也适于加压、真空过滤中等程度0.19-0.29微溶于弱酸微溶于弱碱混合助滤剂用于粗金属网滤材的被覆优良0.22-0.32微溶于弱酸微溶于弱碱纤维素用于粗金属网滤材的被覆，改善另一助滤剂的被覆性质优良0.14-0.32不溶于弱酸微溶于弱碱与强碱活性炭特别用于苛性碱溶液的过滤，需要助滤剂中等程度0.24-0.32不溶于弱酸不溶于弱碱、强碱各种助滤剂的性能（1）粒度选择助滤剂的粒度必须与悬浮液中固体粒子的尺寸相适应，颗粒较小的悬浮液应采用较细的助滤剂。选择助滤剂的要点粒度分布是助滤剂最主要的性能指标之一,它直接决定过滤孔道大小和微孔尺寸分布,粗粒度的颗粒透水性较好,但过滤精度较低,故应按要求的流量和过滤精度这两方面来选择合适的粒度的助滤剂。若悬浮液固体粒子较小而助滤剂的粒度较粗时，过滤效果显然受到严重影响。（3）用量选择助滤剂的使用量必须适合，使用量过少，起不到有效的作用；使用量过大，不仅浪费，而且会因助滤剂成为主要的滤饼阻力而使过滤速率下降。（2）根据过滤介质和过滤情况选择助滤剂的品种当目的产物为液相时，要注意目的产物是否会被助滤剂吸附；当目的产物为固相时，要注意助滤剂对产品质量的影响。（4）根据目的产物选择助滤剂品种：要注意防止泄漏和堵塞过滤介质。

过滤的目的是将悬浮液中的固相与液相分开,有的是为了得到澄清的滤液,有的是需要固形物形成的滤饼,或者滤液和滤饼都回收。

工业过滤的很多场合是舍去滤饼而净化液体的。如果是为了得到澄清的滤液而且需要较大的过滤速度,可选用硅藻土助滤剂,亦可选用珍珠岩,它具备硅藻土的过滤性能,但来源没有硅藻土充足。

如果过滤所需要的有价物是滤饼,最终还必须从滤饼中把助滤剂除掉才能得到纯净的固形物,这种场合若采用硅藻土或珍珠岩,则将其从滤饼中分离出来较困难,故一般不被采用。而选用纤维素或活性炭粉作助滤剂较适合,因这二种助滤剂可通过加热燃烧的方法从滤饼中全部清除,因此可得到单一纯净的固形物。在有色金属冶炼和废触媒的金属回收中常被采用。按推动力不同可分为四类：2.3

过滤设备过滤的分类重力过滤：应用不多且设备简单加压过滤：结构复杂、操作繁杂、连续化较难，使用较少真空过滤：设备易于连续化，较常用离心过滤：将在离心章节介绍真空转鼓过滤机垂直叶片式硅藻土过滤机典型过滤设备的种类和结构离心式过滤机装置操做方式形式加压过滤设备间歇式连续式密闭式圆盘过滤器压滤器加压叶状过滤器水平板形加压过滤器工业型管状过滤器加压圆筒形过滤器加压圆筒形被覆过滤器真空过滤设备间歇式连续式吸滤缸Galigher倾斜型过滤器真空叶状过滤器多室圆筒形真空过滤器单室圆筒形真空过滤器圆盘形真空过滤器水平型真空过滤器过滤设备的种类加压过滤设备的优缺点优点过滤速率快，每单位过滤面积所占安装面积小多数是间歇式，这样使过滤装置具有一定的通用性过滤装置的价格便宜缺点由于多数是间歇式，故很难用作连续操作系统的过滤装置因大多数是间歇式的，所以人工费用增加也有连续式的装置，但是连续式多半缺少通用性，且价格昂贵选择合适的过滤设备，需要考虑以下5个方面：过滤设备的选择（1）被过滤液体的过滤特性：决定所选设备能否进行顺利操作的关键A类：固形物含量>20%、能在数秒内形成滤饼厚度在50mm以上的料液，此类料液沉淀速率快，在普通转鼓过滤机的料液槽中用搅拌器不能保持悬浮状态。

这类料液大规模生产采用内部给料式的真空转鼓过滤机。如果由于滤饼的多孔性不能保持在过滤面上的料液，可以采用翻斗式或带式过滤机。水平过滤机的洗涤效果要比转鼓式过滤机好。

小型生产可采用吸滤槽式过滤机，但采用离心过滤机则更为经济。B类：固形物含量10-20%、能在30s内形成50mm厚滤饼或至少能在1-2min内形成13mm以上的、能在转鼓过滤机上被真空吸住，并保持一定形状的滤饼的料液。

在大规模生产中普遍采用连续真空转鼓式过滤机，也可用水平翻盘式进行更好的洗涤。加压过滤机可采用圆盘式或叶片式。

小规模生产时才采用吸滤槽式或间歇式加压过滤机。C类：固形物含量1-10%、当真空度为500mmHg时，在5min内能形成3mm厚的滤饼。这种料液是采用连续式过滤机的极限情况。

一般可采用单室式转鼓过滤机；对于有腐蚀或洗涤要求较严格的场合可采用间歇式真空叶片吸滤槽式过滤机。加压过滤时可采用板框压缩机。D类：固形物含量0.1-1%、难以连续排出滤饼的料液。大规模生产采用预涂助推剂，并采用间歇式过滤设备。E类：固形物含量<0.1%,这属于“澄清过滤”的范畴，这类料液的粘度和颗粒大小对澄清有很大关系。

当悬浮液通过滤层时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层的颗粒上，使滤液得以澄清，这种方法叫做澄清过滤。

适合于固体含量少于0.1%(V)、颗粒直径较小的悬浮液的过滤分离，多用于需要除菌的场合。（3）操作条件：操作条件限制过滤机的选型若处理有挥发性、爆炸性或有毒的物料，需采用全密闭式过滤机若过滤时需保持一定的蒸汽压或较高的温度，则不能采用真空过滤而只能采用加压过滤（2）生产规模：

对大规模生产，采用连续式较有利；

对小规模生产，则采用间歇式；

对于中试，为提供进行大生产的数据需要采用连续式操作进行试验

（4）操作要求：

滤饼的含水率、滤出液的澄清度和洗滤要求以及滤饼的排出方法都会在一定程度上影响机型的选择