离心分离设备演示文稿

离心分离设备演示文稿第一页，共五十页。（优选）离心分离设备第二页，共五十页。一、几个基本概念过滤介质：一种能让液体通过，将固体粒子截留的介质。滤渣：滤浆中的固体粒子滤饼：被截留在过滤介质上的滤渣滤液：滤过的液体第三页，共五十页。恒压过滤：将过滤操作的推动力维持在某一不变的压力下进行。恒速过滤：操作中以恒定的流量向过滤机供料以维持过滤速率不变。

第四页，共五十页。二、生物物料过滤特点饼有高度可压缩性，过滤困难

胶体粒子能吸水，形成不流动的液体层，过滤阻力增大。第五页，共五十页。

三、过滤介质第六页，共五十页。（一）过滤介质的特性

1、过滤介质所能截留的固体粒子的大小纤维10um

硅藻土1um

超滤膜0.5um2、过滤介质的渗透性渗透性越大，阻力越小

3、其他耐酸碱性、耐热性第七页，共五十页。(二)天然纤维滤布和合成纤维滤布

棉花纤维或合成纤维织成的滤布是工业上应用最广的过滤介质。影响因素：纤维特性，耐热性，耐磨性，耐酸性等等。第八页，共五十页。(三)松散粉粒过滤介质

构成沙滤床的硅藻土用法：1.作为深层过滤介质过滤悬浮液。2.在挠性或刚性支持性介质表面上欲先形成硅藻土薄层，以保护支持性介质的毛细孔在过滤时不被微小的颗粒所堵塞。3.使形成的滤饼具有多孔隙，并降低滤饼的可压缩性，提高过滤速度和延长过滤操作的周期。第九页，共五十页。

四、过滤速率的强化

过滤速率

dV/dτ=ΔP/[u（r0l+R）]

第十页，共五十页。滤饼比阻力的异常性与过滤速度的强化1．降低滤饼比阻力r0

r0=128a/(nлd4)

增大毛细孔直径d，滤饼阻力r0

下降。

采用方法：添加电解质、絮凝剂、凝固剂：d增大

加助滤剂：小粒子附于其上成大粒子，d增大

加热：胶体粒子变性凝固，d增大

调PH：蛋白质等电点，溶解度变小或凝固，d增大第十一页，共五十页。

2．降低滤液粘度μ

升温使粘度u下降加酶热敏性物料用加酶法3．降低悬浮液中悬浮固体的浓度x0

工艺方面主要从培养基方面考虑设备方面用连续能除渣的设备4．热处理

热处理能使蛋白质等胶体粒子变性凝固，d增大,使过滤速度大为提高。第十二页，共五十页。5.提高过滤压力差ΔP

ΔP增加，dV/dτ增大允许压差操作≦0.3Mpa开始压力小，逐步提高压力。问题

关于提高过滤压力差ΔP是否是强化过滤的的好途径?第十三页，共五十页。第二节过滤设备

设备分类：

常压、加压、真空等过滤设备第十四页，共五十页。

1、麦汁平底筛过滤槽

结构

上半部与糊化锅相似，平底。

滤液排出管

过滤筛板

耕槽机

喷淋水装置

第十五页，共五十页。主要部件过滤筛板：由若干块排列组成离底8-12cm，水平，开长条形孔，开孔率6%。耕槽机：装于中央垂直转轴上，有耕刀。耕槽机作用：进料时搅拌后期疏松麦糟层排糟第十六页，共五十页。要求：麦槽层厚度为过滤面积：100kg干麦芽需过滤面积0.5m2左右。特点：不用加过滤介质，运转费用低，滤液澄清度好，但生产效率低操作过程：第十七页，共五十页。2、

快速过滤槽

结构

圆柱形或长方形锥底结构,槽身下部装有5-7层过滤管。

特点

过滤面积和压差增大了,过滤速度快。第十八页，共五十页。3、板框式压滤机设备动画\3分离过滤\3-4板框过滤机.swf设备动画\3分离过滤\板框压滤机.swf第十九页，共五十页。第二十页，共五十页。结构滤框：正方形滤板：支撑滤布并提供滤液流出的通道通常使用压力：

3-5*105Pa。第二十一页，共五十页。第二十二页，共五十页。改进后的RCP设备操作过程

在过滤区形成的滤饼，依次经过吸脱、洗饼、脱水、空气反吹剥离后行进的滤布载着滤饼在通过滤饼脱离滚筒时，因方向转折，滤饼被剥离。除去滤饼后再从正反两面用刷子及高压喷嘴洗涤再生，重新进入过滤区，特点：比GP机速度高50-100%第二十三页，共五十页。4、垂直式叶片硅藻土过滤机结构不锈钢圆柱体外壳，顶部为快开式顶盖，底部有一根水平滤液总管滤叶：骨架为方形框，框中间平面上夹持一层粗的大孔格金属丝网，两侧有细密的金属丝网（400-500目），每只滤叶下有接管接于滤液总管上。设备动画\3分离过滤\3-10加压叶滤机.swf第二十四页，共五十页。

操作过程

过滤时器盖紧闭，从混合槽中将啤酒与硅藻土混合液泵入过滤器，以制备硅藻土预涂层。混合液中的硅藻土粒子被截留在滤叶表面的细金属丝网上，而啤酒进入滤框内腔进而从水平滤液总管流出。浊液返流，直至流出澄清的啤酒，至此预涂层完成。然后将待过滤啤酒过滤。第二十五页，共五十页。5、真空过滤机设备主体特点：将过滤、洗饼、吹干、卸饼分别在转鼓的一周转动中完成。连续且滤饼阻力小。为恒压恒速过滤过程。操作过程设备改进

设备动画\3分离过滤\3-11转筒真空过滤机.swf第二十六页，共五十页。第三节、离心分离设备

离心分离是在液相非均匀体系中，利用离心力来达到液液分离，液固分离的方法，通称为离心分离。分为离心沉降和离心过滤。离心机是在高速旋转的转鼓中，藉惯性离心力的作用，过滤、澄清悬浮液，或将两种轻重不同、互不溶解的液体分离的设备。第二十七页，共五十页。一.分类按作用原理分类过滤式:（分离机）：转鼓壁上有孔并装滤布（三足式）

沉降式:（澄清机）：转鼓壁上无孔无滤布，碟片式、管式

按离心分离因素分类

常速离心机，分离因素f小于3000

中速离心机，分离因素f3000-50000

高速离心机，分离因素f大于50000

超高速离心机，分离因素f大于20万；

第二十八页，共五十页。二.离心力与转鼓直径和转速的关系重量为M（kg）的物体旋转时，当其圆周速度为μ

（m/s），旋转半径为R（m），则产生的离心力为

式中g——重力加速度，m/s；n——转数，r/min；D——旋转直径，m。如果以旋转角速度ω（弧度/秒）表示，并取旋转加速度与重力加速度之比称为“离心分离因数”，以表示。则

M增加，F增加；R增加，F增加；n增加，F增加显著第二十九页，共五十页。

三.离心澄清机和离心分离机1.定义离心澄清机定义：藉离心沉降速度的不同将悬浮液中的液、固相分开的离心机称作离心澄清机。离心分离机定义：藉离心沉降速度的不同将轻重不同或互不溶解的两种液体分开的离心机称作离心分离机。第三十页，共五十页。三足式离心澄清机设备动画\3分离过滤\三足式离心机.swf第三十一页，共五十页。碟片式离心机第三十二页，共五十页。1.结构转鼓：悬在转鼓轴的顶端。转鼓芯：在转鼓内部，由50-80只形状与尺寸相同的碟片按一定间距叠装而成。离心澄清机的结构

第三十三页，共五十页。2.原理离心分离机机的转鼓内有数十只(50-80)形状和尺寸相同的碟片,碟片按一定间距(0.5-1.2mm)叠置起来组成碟片组，每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几个对称分布的圆孔许多这样的碟片叠置起来时，对应的圆孔就形成垂直的通道。两种不同重度液体的混合液进入离心分离机后，通过碟片上圆孔形成的垂直通道进入碟片间的隙道，并被带着高速旋转，由于两种不同重度液体的离心沉降速度的不同，重液的离心沉降速度大，就离开轴线向外运动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流动。这样，两种不同重度液体就在碟片间的隙道流动的过程中被分开。

第三十四页，共五十页。2、工作原理：当悬浮液在动压头的作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力，其中密度较大的固体颗粒在离心力的作用下向上层碟片的下表面运动，而后沿碟片下表面向转子周围下滑，液体则沿转子中心上升，从套管中排出，达到分离的目的。同样对于乳浊液的分离，轻液沿中心向上流动，重液沿周围向下流动而得到分离。

第三十五页，共五十页。自动排出沉渣的离心澄清机第三十六页，共五十页。分批自动排出沉渣的离心澄清机第三十七页，共五十页。第四节膜分离

一.定义

对溶液中粒径很小的粒子进行过滤分离的操作第三十八页，共五十页。浓差极化现象当待分离液从膜面一侧流过时，靠近膜面的液体处于层流状态，水及小分子溶质透过膜，大分子溶质则被膜阻留。被阻留分子从膜面返回液体主流的速度，受分子通过层流区的扩散速度所控制，当这一速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就逐渐在膜面上，行成一高浓度的被阻留的溶质分子层。随着浓差极化愈来愈严重，膜的滤出速度也愈来愈低第三十九页，共五十页。膜分离的特点膜分离过程不发生相变化，能耗低。膜分离过程在常温下进行。不仅适用于有机物，无机物和病毒、细菌分离，还适用于一些共沸物或近沸物的分离。第四十页，共五十页。

二.膜分离过程的类型

按膜内平均孔径、推动力和传递机制进行分类

过程孔径推动力机制微滤0.02-10um压力差筛分超滤0.001-0.02um压力差筛分反渗透无孔压力差溶液-扩散气体透过无孔压力差溶液-扩散透析1-3nm浓度差筛分+扩散电渗析相对分子质量电位差离子迁移小于200渗透蒸发无孔分压差溶液-扩散第四十一页，共五十页。

按膜分离推动力的不同分类以静压力差为推动力的过程；以蒸气分压差为推动力的过程；以浓度差为推动力的过程；以电位差为推动力的过程.