生物工程设备05过滤离心与膜分离设备

式中： m: 待处理悬浮液量(kg); m1: 湿滤渣(kg); V: 滤液体积（m3）;
mx1=m1(1-x2) x1：固相浓度（W%）;
x2:湿度（W%）; ρ:密度（kg/ m3 ）
2 板框压滤机选择及台数 n
滤框体积
Vp=NxAxBxH
其中：A、B、H 分别是滤框的有效高度、宽度和厚度（m）
待处理的物料以一定压力由进料管 经底部空心轴进入鼓底，靠圆形折转 挡板 1 分布于鼓四周。鼓内设有十字 形挡板 3，液体在鼓内由挡板被加速 到转鼓速度，在离心力场作用下，乳 浊液（或悬浮液）沿轴向上流动的过 程被分成轻液相和重液相，通过上方 溢环状流口排出。
真空和压缩空气管路相连通。
工作过程 过滤区：
转鼓中下面的一些过滤室与料液相接触。过滤室与真空系
统相通，于是料液中的固体粒子被吸附在滤布的表面而形成滤 渣层，滤液被吸入鼓内经导管和分配头排至滤液贮罐中。 洗涤及脱水区：
当转鼓从料液槽中转出后，洗涤水喷嘴将洗涤水喷向鼓上的 滤渣层进行洗涤。同于处在真空情况下，于是洗涤水和滤渣的 残余水分不断地被抽入鼓内，并通过分配头将其引入另一贮罐 中。 卸渣及再生区：
洗饼完毕，油压机将板框拉开，使滤框下降。开动滤饼推板， 框内滤饼以水平方向推出落下。
传动装置带动环形滤布绕一系列转轴旋转，达到洗滤布的目 的。
滤框复位，重新压紧，完成一个操作周期。
（四）板框压滤机的工艺计算 1 物料衡算
总物料衡算
滤液物料衡算
m=m1+Vρ
滤渣物料衡算
m(1-x1)-m1x2=Vρ
－暗流，S－手动压紧，Y－液压压紧；代号下面的数字表示过 滤面积、内框尺寸及框的厚度。如 BMY60/810-25 表示明流液 压压紧的板框压滤机，过滤面积 60m2,内框尺寸 810×810mm, 内框尺寸 25mm。
板框压滤机的最大操作压力６－１０大气压，通常使用压力 ３－５大气压。在发酵液过滤时每小时每米２过滤面积可处理
悬浮液 滤渣 过滤介质 滤液
图 5-1 过滤示意图
板框压滤机在滤液引出方式上有明流和暗流。 明流：滤液从每一滤板下方 直接引出。适用于一般场合， 如发酵液的过滤。 暗流：滤液集中在尾板的出 口流出。适用于滤液需保持无 菌等要求的场合。 常用的板框压滤机有 BMS， BAS，BMY 和 BAY 等形式，B －板框压滤机，M－明流，A
鼓的中央－－离心沉降。 三 离心机分类 1 按转速分类 （１）常速离心机 转速８０００rpm 以内 （２）高速离心机 转速１００００－２５０００rpm 以内 （３）超高速离心机 转速２５０００－８００００rpm 以内 ２按操作方法分类 （１）间歇式离心机 加料、分离、洗涤、卸渣等操作均系间 歇进行。如三足式离心机，上悬式离心机。 （２）连续式离心机 加料、分离、洗涤、甩干、卸渣、过滤
5 过降 离心沉降
液固分离过程
常压过滤
过滤
加压过滤 离心过滤
真空过滤
第一节 过滤设备
有：常压过滤设备、加压过滤机、真空过滤机
一 板框式及板式压滤机
有：板框式，腔板式 （一）板框式压滤机
由若干滤板和滤框间隔排列而组成，板和框之间夹有滤布， 当板框压紧后即形成若干滤室。料液由离心泵或齿轮泵打入由 板和框组成的通道并分别进入各滤室，滤液经滤布由滤板下方 流出，滤渣即停留在滤室中，最后形成滤饼。
二 离心机的构造 由一个由电动机带动作快速旋转的转鼓。鼓壁可分为有孔或
无孔，有孔的鼓壁一般复上滤布，当鼓高速旋转时，鼓内液体 靠离心力的作用，由滤孔钻出，固体颗粒则留在滤布上－－离 心过滤。
若鼓壁无孔，物料受离心力的作用，按比重的大小分层沉淀， 比重较大的颗粒物料直接附在鼓壁上，比重较小的液体则靠近
N:滤框数量
n = VF ⋅ E =
VF ⋅ F
K ⋅VP K ⋅ N ⋅ A⋅ B ⋅ H
式中，E：湿滤渣体积与发酵液体积之比；K：滤箱的填充系数。
选用：滤框厚薄，投资、操作
二 真空过滤设备
（一） 转筒真空过滤机的结构与操作 工作原理
真空过滤设备采用大气与真空之间的强差作为过滤操作的 推动力。
真空鼓式过滤设备是一种可以连续操作的过滤设备，它具有 一水平旋转的滤鼓，鼓的外表面镶有若干块矩形筛板，在筛上 再依次铺设金属丝网和滤布，在筛板内的转鼓空间，被径向筋 片分隔成若干过滤室，每一过滤室都以其单独孔道连通至转鼓 轴颈的端面。分配头被径向的隔离块分成三个室，它们分别与
套筒式离心沉降机转鼓内有若干竖立的同心圆筒相套，可加 长分离液体的流程，使液层减薄，以增加沉降面积，减少沉降 距离，同时还具有粒度筛分的作用，大颗粒在内部的一些套筒 壁上沉降，小颗粒则在靠外面的一些套筒壁上沉降。 （二）管式离心机的结构
离心机的转鼓由顶盖、带空心轴的底盖和管状转筒组成。机 壳 2 内装有管状转鼓 4，转鼓悬挂于离心机上端的挠性驱动轴 7 上，下部由底盖形成中空轴并置于机壳底部的导向轴衬内。
发酵液１５－２５升。 滤布有平纹、斜纹及缎纹
等，平纹的阻力最大，缎纹最 小，滤液澄清度以平纹最清， 缎纹最差。 （二）板式压滤机
如右图
（三）自动板框压滤机 板框压紧、卸饼、清洗等操作自动完成。 过滤时，悬浮液从板框上部两个角孔形成的通道并行压入滤
框，滤液穿过滤框两侧的滤布，沿滤板表面的沟槽流入下部角 孔形成的通道，滤饼则在滤框内形成。
介质再生等操作是自动间歇进行地进行或自动连续地进行。如 螺旋卸料离心机，刮刀卸料离心机等。 四 离心过滤设备
三足式离心机，主要有一个上面开口的转鼓，转鼓壁上开有 均匀而较密集的小孔，鼓内贴放滤布 袋。
型号 SS – 450，SS – 600，SS – 800， SS - 1000。
五 离心沉降设备 （一）管式或鼓式离心机
此区内通入压缩空气或蒸汽使滤渣松散与滤布脱离，随后由 刮刀将刮下。
目前使用的为 GP 型 优点：
１连续化操作， ２机械化程度高，劳动强度低， ３处理量大，滤渣洗涤良好。 缺点： １辅助设备较多， ２滤渣含水量较高， ３不能过滤较细和较粘的物料
第二节 离心分离设备
一 分离原理 用于使悬浮液或乳浊液进行离心分离过程的设备。