第四章 分离机

1、悬浮液的浓度和粒度决定了过滤多孔介质的选择 、
高浓度悬浮液 低浓度悬浮液 粗颗粒悬浮液 细颗粒悬浮液
2、过滤阻力 、
过滤介质阻力和滤饼阻力
3、过滤动力 、
重力、 重力、离心力和表面压力
硅藻土过滤机 过滤操作示意图
4、过滤操作的过程 、
恒速过滤和恒压过滤> ① 过滤 <恒速过滤和恒压过滤 恒速过滤和恒压过滤
2、过滤 、
利用多孔物质作过滤介质进行固液分离。 利用多孔物质作过滤介质进行固液分离。
3、压榨把固体所含的液体压榨出来。
第二节 过滤机
一、过滤分离的原理
利用混合物内相的截留性差异差异进行分离的一种操作， 利用混合物内相的截留性差异差异进行分离的一种操作，即 利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留， 利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留，而液体能自由通过的多 孔介质，在一定的压力差推动下，使固、液二相分离。 孔介质，在一定的压力差推动下，使固、液二相分离。
滤板
滤框载荷 滤框
三、滤叶型压滤机
由一组并联滤叶装在密闭耐压机壳内组成， 由一组并联滤叶装在密闭耐压机壳内组成，悬浮液在加压下 送进机壳内，滤渣截留在滤叶表面上，滤液透过滤叶， 送进机壳内，滤渣截留在滤叶表面上，滤液透过滤叶，后经管道 排出。 排出。
1、垂直滤叶型压滤机 、
芯网支承袋状滤布， 芯网支承袋状滤布，滤叶下端与集液管 相连通。 相连通。 滤布可用细金属丝网代替； 滤布可用细金属丝网代替； 芯网可用带沟板代替。 芯网可用带沟板代替。 过滤前，过滤槽密封， 过滤前，过滤槽密封，然后用泵加入滤 加压过滤，滤叶穿过预敷层和滤布， 浆，加压过滤，滤叶穿过预敷层和滤布，从 集液管排出，颗粒被截留形成滤饼， 集液管排出，颗粒被截留形成滤饼，待滤饼 厚度检测器发出警报，停止加入滤浆， 厚度检测器发出警报，停止加入滤浆，开始 卸料。 卸料。
③ 干燥
用压缩空气排挤或真空抽吸， 用压缩空气排挤或真空抽吸，将滤饼毛细孔中存留的洗涤液 排走，得到含湿量较高的滤饼。 排走，得到含湿量较高的滤饼。
④ 卸料
将滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净。 将滤饼从过滤介质上卸下，并将过滤介质洗净。
二、板框压滤机
间歇式过滤机，利用滤板来支承过滤介质， 间歇式过滤机，利用滤板来支承过滤介质，滤浆在加压下强 制进入滤板之间的空间内，并形成滤板。 制进入滤板之间的空间内，并形成滤板。
2、连续相为气体，即气溶胶 、连续相为气体，
分散相为固体，即固-气系统 如烟、 气系统， ① 分散相为固体，即固 气系统，如烟、尘； 分散相为液体，即气-液系统 如雾水，汽水原料。 液系统， ② 分散相为液体，即气 液系统，如雾水，汽水原料。
二、物系的分离方法
1、均相物系 、
先造成一个两相物系， 先造成一个两相物系，再根据物系中不同组分间某种物性差 使其中某组分或某些组分从一相转移而达到分离的目的。 异，使其中某组分或某些组分从一相转移而达到分离的目的。
特点与应用
优点：灵活性大，人力使用经济， 优点：灵活性大，人力使用经济，单位体积生产 能力较大，而且单位体积具有很大的过滤面积。 能力较大，而且单位体积具有很大的过滤面积。 另外洗涤速率较一般压滤机快， 另外洗涤速率较一般压滤机快，而且洗涤效果较 好。 缺点：构造复杂，成本高，滤饼不如压滤机干燥， 缺点：构造复杂，成本高，滤饼不如压滤机干燥， 可能造成滤饼不均匀的现象， 可能造成滤饼不均匀的现象，使用的压差通常不 超过400kPa 400kPa。 超过400kPa。 叶滤机利于取得滤液, 适用于过滤周期长、 叶滤机利于取得滤液, 适用于过滤周期长、滤浆 特性恒定的过滤操作。在食品工业中， 特性恒定的过滤操作。在食品工业中，加压叶滤 机大多作为硅藻土预涂层过滤机使用。 机大多作为硅藻土预涂层过滤机使用。
A、扩散式分离方法 、
① 蒸发、蒸馏等 蒸发、蒸馏等——挥发度或汽化点的差异； 挥发度或汽化点的差异； 挥发度或汽化点的差异 ② 结晶——凝固点的差异； 结晶 凝固点的差异； 凝固点的差异 吸收、萃取、沥取等——溶解度的差异； 溶解度的差异； ③ 吸收、萃取、沥取等 溶解度的差异 沉淀——化学反应生成沉淀物的选择性； 化学反应生成沉淀物的选择性； ④ 沉淀 化学反应生成沉淀物的选择性 等电位聚焦——等电位 的差异； 等电位pH的差异 ⑤ 等电位聚焦 等电位 的差异； 气体扩散、热扩散、渗析、超滤等——扩散速率差异。 扩散速率差异。 ⑥ 气体扩散、热扩散、渗析、超滤等 扩散速率差异
可见，密封装置的压紧力： 可见，密封装置的压紧力：F≥F1+F2
② 滤板压强计算
滤板两侧的沟槽部分承受着过滤压力，过滤开始， 滤板两侧的沟槽部分承受着过滤压力，过滤开始，滤板首先 受到入口侧的压力，滤板两侧的压力有压力差，且多数滤板处于 受到入口侧的压力，滤板两侧的压力有压力差， 单侧受压状态， 单侧受压状态，因而滤板必须具有一定的厚度以保证足够的机械 强度。 强度。 设滤板两侧的过滤压强为p 则滤板所受的弯曲载荷为： 设滤板两侧的过滤压强为 1和p2，则滤板所受的弯曲载荷为： △p=p1－p2
3、固-液分离的目的 、 液分离的目的
回收固体，如淀粉脱水； ① 回收固体，如淀粉脱水； 回收液体，如牛奶净化； ② 回收液体，如牛奶净化； 回收固体和液体，如砂糖分离。 ③ 回收固体和液体，如砂糖分离。
三、固-液分离的常用方法 液分离的常用方法
1、沉降 、
利用悬浮液中固-液两相的密度差对悬浮液进行分离。 利用悬浮液中固 液两相的密度差对悬浮液进行分离。 液两相的密度差对悬浮液进行分离 ρ固>ρ液：固体颗粒沉降，得固体沉渣和澄清液体； 固体颗粒沉降，得固体沉渣和澄清液体； ρ固<ρ液：液体沉降，固体颗粒浮在液体表面； 液体沉降，固体颗粒浮在液体表面； ρ固≈ρ液：不能使用沉降方法。 不能使用沉降方法。
2、非均相物系 、
连续相与分散相具有不同的物理性质，可用机械方法分离。 连续相与分散相具有不同的物理性质，可用机械方法分离。
B、机械分离方法 、
过滤、压榨——截留性或流动性差异； 截留性或流动性差异； ① 过滤、压榨 截留性或流动性差异 沉降——密度或粒度差异； 密度或粒度差异； ② 沉降 密度或粒度差异 磁分离——磁性差 ③ 磁分离 磁性差 静电除尘、静电聚结——电特性差异； 电特性差异； ④ 静电除尘、静电聚结 电特性差异 超声波分离——波的反映特性。 波的反映特性。 ⑤ 超声波分离 波的反映特性
第四章 分离机械
分离机械主要用于固-液系统、 液系统或固 液系统或固-气系统中非均 分离机械主要用于固 液系统、液-液系统或固 气系统中非均 液系统 相物系的分离，其中固-气分离有摩擦沉降的离心式分离器、重力 相物系的分离，其中固 气分离有摩擦沉降的离心式分离器、 气分离有摩擦沉降的离心式分离器 式和冲击沉降的惯性分离器。 式和冲击沉降的惯性分离器。
① 滤框
滤框两侧覆以滤布， 滤框两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空 框角开有供料液流通的小孔。 间，框角开有供料液流通的小孔。
② 过滤板
支承滤布并提供滤液流出的通道。 支承滤布并提供滤液流出的通道。
③ 洗涤板
支承滤布并提供洗涤水流入的通道和滤液流出的出口。 支承滤布并提供洗涤水流入的通道和滤液流出的出口。
第一节 概述
一、食品加工中典型的两大类混合物
1、连续相为液体 、
分散相为固体，即固-液系统 称悬浮液，如果汁； 液系统， ① 分散相为固体，即固 液系统，称悬浮液，如果汁； 分散相为液体，即液-液系统 称乳浊液，如牛奶，油水； 液系统， ② 分散相为液体，即液 液系统，称乳浊液，如牛奶，油水； 分散相为气体，即气-液系统 称泡沫液，如汽水原料。 液系统， ③ 分散相为气体，即气 液系统，称泡沫液，如汽水原料。
② 水平槽垂直滤叶型压滤机*
水平槽水平滤叶型压滤机
叶滤机的操作和洗涤
过滤时，将滤叶置于密闭槽中， 过滤时，将滤叶置于密闭槽中，滤浆处于滤叶外 借滤叶外部的加压或内部的真空进行过滤， 围，借滤叶外部的加压或内部的真空进行过滤， 滤液在滤叶内汇集后排出， 滤液在滤叶内汇集后排出，固体粒子则积于滤布 上成为滤饼，厚度通常为5~35mm。滤饼可利用 上成为滤饼，厚度通常为 。 振动、转动以及喷射压力水清除，也可打开罐体， 振动、转动以及喷射压力水清除，也可打开罐体， 抽出滤叶组件，进行人工清除。 抽出滤叶组件，进行人工清除。 洗涤时，以洗液代替滤浆， 洗涤时，以洗液代替滤浆，洗液的路径与滤液相 同，经过的面积也相等。如果洗液黏度与滤液黏 经过的面积也相等。 度大致相等，压差也不变， 度大致相等，压差也不变，则洗涤速率与过滤终 了速率相等。此为叶滤机的特点之一。 了速率相等。此为叶滤机的特点之一。
1、结构 、
由多块滤板和滤框交替排列而成， 由多块滤板和滤框交替排列而成，板和框都用支耳架在一对 横梁上，用压紧装置压紧或拉开。 横梁上，用压紧装置压紧或拉开。 滤板和滤框数目由过滤生产能力和悬浮液的情况而定，一般 滤板和滤框数目由过滤生产能力和悬浮液的情况而定， 有10~60个。 个
板框压滤机简图
垂直滤叶
①垂直槽垂直滤叶型叶滤机
②垂直槽水平滤叶型叶滤机
2、水平滤叶型压滤机 、
滤叶水平放置在耐压的过滤槽内，过滤面是滤叶的上表面。 滤叶水平放置在耐压的过滤槽内，过滤面是滤叶的上表面。
① 水平槽水平滤叶型压滤机
在水平耐压槽里安装一系列的长 方形盘状水平滤叶， 方形盘状水平滤叶，滤槽一端可以 打开。 打开。每个滤叶下面都有一个单独 的排液通道。 的排液通道。 可不卸滤饼间隙操作， 可不卸滤饼间隙操作，操作期长 短由滤板存纳滤饼的能力确定。 短由滤板存纳滤饼的能力确定。
先恒速过滤，再恒压过滤。 先恒速过滤，再恒压过滤。 过滤进行，固体被截留 滤饼形成并增厚 过滤阻力↑， 滤饼形成并增厚→过滤阻力 过滤进行，固体被截留→滤饼形成并增厚 过滤阻力 ，过滤 速度↓ 停止过滤 进入下一工序。 停止过滤， 速度 →停止过滤，进入下一工序。