第二篇第二章过滤、离心与膜分离设备案例
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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。
2011第二篇 第二章 离心膜
（2）紧急停车
凡遇以下情况之一，应迅速关闭进料阀，紧急停机： ① 液力联轴器喷油。 ② 出现异常声响和振动。 ③ 齿轮箱周围空气温度过高。 ④ 操作电流突然升高。 ⑤ 其它异常现象。 返回
膜分离设备
用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量（包括压力 差、浓度差、电位差等）或化学位差为推动力，对双组分或多 组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称 为膜分离法。
离心分离因数 物料在离心机中所受离心力为：
2 m vT FP gr vT 2rn 60
增加转速来增大离心 力比增加转鼓直径更 有效，这也就是管式 离心机的理论基础
m 2 rn 2 m rn2 FP 900g 900
离心分离因数：
2 FP rn 2 vT f m 900 gr
3．运行过程检查及注意事项 （1）在离心机运行中，应经常检查各转动部位的轴承温 度、各连接螺栓有无松动现象以及有无异声和强烈振动等。 （2）离心机在正常运行工况下，噪声的声级不得超过 85Db。 （3）对于成品使用的离心机，在没有进行仔细的计算和 校核以前，不得随意改变其转速，更不允许在高速回转的转 子上进行补焊、拆除或添加零件和重物。 （4）离心机的盖子在未盖好以前，禁止启动。禁止以任 何物体、任何形式强行使离心机停止转动。
1 电机支架 2 驱动装置 3 环形隔板 4 排液管 5 轻液 6 重液 7 转鼓 8 固体 9 制动器 10 机架 11 液体入口
转鼓正常运转后，被分离物料自进料管进入转鼓下部， 在强大离心力的作用下将两种液体分离。重相液经分离 头孔道喷出，进入重相液收集器，从排液管排出；轻相 液经分离头中心部位轻相液口喷出，进入轻相液收集器 从排出管排出。轻、重液相在转鼓内的分界面位置，可 通过改变孔径大小进行调整。
生物工程设备过滤离心膜分离
膜的分类与选择
膜的分类
根据孔径大小和制备方法的不同，滤膜可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗 透膜等。
膜的选择
选择合适的滤膜需要根据实际需求，如分离粒径、通量、截留率、耐温性、化 学稳定性等指标进行综合考虑。
过滤离心膜分离过程
01
02
03
预处理
对原水或物料进行预处理， 去除大颗粒物和杂质，以 保证后续过滤和分离效果。
优化操作参数
根据不同过滤离心膜分离的需求，优 化操作参数，如温度、压力、流量等， 以提高膜分离的效率和效果。
控制离心速度
根据不同过滤离心膜分离的需求，控 制离心机的速度，以保证膜分离的稳 定性和效果。
后处理
清洗和再生
对过滤离心膜进行清洗和 再生，以延长膜的使用寿 命和提高膜分离的效率。
检测和监控
对过滤离心膜分离过程进 行检测和监控，以保证膜 分离的稳定性和效果。
优化工艺参数
根据实际运行情况，不断 优化工艺参数，以提高膜 分离的效率和效果。
04
过滤离心膜分离技术在生物 工程中的应用案例
在细胞培养中的应用
细胞悬浮生长
过滤离心膜分离技术可用于细胞悬浮培养，通过膜孔径大小控制细胞生长环境， 促进细胞增殖和产物表达。
细胞贴壁培养
在细胞贴壁培养过程中，过滤离心膜分离技术能够提供适当的细胞生长表面积和 气体交换，保持细胞活性。
生物工程设备过滤离心膜分 离
目录
• 生物工程设备过滤离心膜分离概 述
• 过滤离心膜分离技术原理 • 生物工程设备过滤离心膜分离流
程
目录
• 过滤离心膜分离技术在生物工程 中的应用案例
• 过滤离心膜分离技术的发展趋势 与挑战
01
过滤与离心设备课件PPT
（四）板框压滤机工艺计算
1. 物料衡算
总物料衡算 m=m1＋Vρ ）－m 滤液物料衡算 m（1－x1）－m1x2=Vρ 滤渣物料衡算 mx1=m1（1－x2） 由此可计算得每批操作得到的滤液量、 由此可计算得每批操作得到的滤液量、滤 渣量及滤渣中的液体含量。 渣量及滤渣中的液体含量。
2．板框压滤机选择及台数
滤板和滤框
滤板和滤框一般由铸铁铸成， 滤板和滤框一般由铸铁铸成，也可由硬 橡胶、塑料等制成。 橡胶、塑料等制成。 无菌过滤时，一般应采用不锈钢制造。 无菌过滤时，一般应采用不锈钢制造。 每台板框压滤机有一定的总框数， 每台板框压滤机有一定的总框数，其数 目由生产能力和悬浮液固体浓度确定， 目由生产能力和悬浮液固体浓度确定， 需要框数少时，可插入盲板 盲板以切断滤浆 需要框数少时，可插入盲板以切断滤浆 流通的孔道。 流通的孔道。
IFP自动板框压滤机工作原理图 IFP自动板框压滤机工作原理图
（l）过滤与洗饼 ）
（2）降框、卸饼及洗刷滤布 ）降框、
全自动板式 密闭过滤机
自动压滤机结构复杂，价格昂贵， 自动压滤机结构复杂，价格昂贵，在 一定程度上限制了它的应用和发展。 一定程度上限制了它的应用和发展。
板框压滤机的选用步骤
板框压滤机的型号
BAY4/450BAY4/450-30U BMS、BAS、 常用的板框压滤机有 BMS、BAS、 BMY及 BAY等类型 等类型。 BMY及 BAY等类型。 表示板框压滤机、 其中 B表示板框压滤机、 M表示明 表示暗流、 表示手动压紧、 流、A表示暗流、S表示手动压紧、 表示液压压紧。 Y表示液压压紧。
凹腔板式压滤机示意图
板式密闭过滤机
板 式 压 滤 机
板式或板框式压滤机结构简单， 板式或板框式压滤机结构简单，价格 过滤面积大，耐受压力高， 低，过滤面积大，耐受压力高，动力 消耗小。 消耗小。 适用于较难处理物料的过滤。 适用于较难处理物料的过滤。 这种压滤机不能连续操作， 这种压滤机不能连续操作，劳动强度 辅助操作时间长，滤布易损坏。 大，辅助操作时间长，滤布易损坏。
过滤离心膜分离.
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卸料离心机的结构及操作
动画演示
过滤设备
离心分离设备的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 以等效时间放大 等效时间：依据离心 力和离心时间的乘积来 估计离心分离的难易程 度。
• 以几何特征参数放大 对于管式离心机，其 几何特征参数
2lr 2 2 C g
te
2 r0
g
t
对于碟片式离心机，其 几何特征参数
2Z 2 3 3 C r2 r1 ctg 3g
过滤设备
膜离心设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
板框式压滤机操作过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卸料离心机的结构及操作
动画演示
过滤设备
离心分离设备的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 以等效时间放大 等效时间：依据离心 力和离心时间的乘积来 估计离心分离的难易程 度。
• 以几何特征参数放大 对于管式离心机，其 几何特征参数
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对于碟片式离心机，其 几何特征参数
2Z 2 3 3 C r2 r1 ctg 3g
过滤设备
膜离心设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
板框式压滤机操作过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
第二篇第二章过滤与分离设备
④孔径范围宽 （1~20）× 103 µm ）
缺点：操作压力低。 缺点：操作压力低。 平板膜不超过0.7MPa， 平板膜不超过 ， 中空纤维膜为0.17 MPa。 中空纤维膜为 。
2.几种常用膜 几种常用膜
几种常用膜的适用范围
膜材料 醋酸纤维 聚丙烯腈 聚烯烃 聚砜 聚醚砜 pH范围 范围 3~8 2~10 1~13 1~13 1~13 使用的上限 温度/℃ 温度 ℃ 40~45 45~50 45~50 80 90 适用膜类型 反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
（四）螺旋卷式膜分离器
结构：将膜、支撑材料、膜间隔卷成膜组。 结构：将膜、支撑材料、膜间隔卷成膜组。若干膜组顺次连接 膜组 装入外壳内。 装入外壳内。 操作： 操作： 料液在膜 表面通过间隔 材料沿轴向流 动，由于两张 平板膜中夹入 导流层， 导流层，使透 过液则沿螺旋 形流向中心管。 形流向中心管。 中心管为多孔 滤液收集管。 滤液收集管。
螺旋卷式膜分离器
材料：中心管可用钢、不锈钢或聚氯乙烯管制成， 材料：中心管可用钢、不锈钢或聚氯乙烯管制成，管上钻小 透过液侧的支撑材料采用玻璃微粒层， 孔。透过液侧的支撑材料采用玻璃微粒层，两面衬以 微孔涤纶布， 微孔涤纶布，间隔材料应考虑减少浓差极化及降低压 力降。 力降。 优点：膜面积大，湍流状况好，换膜容易。适用于反渗透。 优点：膜面积大，湍流状况好，换膜容易。适用于反渗透。 缺点：是流体阻力大，清洗困难。 缺点：是流体阻力大，清洗困难。 不论采用何种形式的膜分离装置， 不论采用何种形式的膜分离装置，都必须对料液进行预处 除去其中的颗粒悬浮物、胶体和某些不纯物， 理，除去其中的颗粒悬浮物、胶体和某些不纯物，必要时 还应包括调节pH和温度 和温度， 还应包括调节 和温度，这对延长膜的使用寿命和防止 膜孔堵塞是非常重要的。膜清洗技术的发展， 膜孔堵塞是非常重要的。膜清洗技术的发展，大大推动了 膜技术的应用。 膜技术的应用。
第二章_细胞破碎技术
革兰氏阳性菌的细胞壁较厚，肽聚糖占 40 ％一 90％，其余是多糖和磷壁酸。 革兰氏阴性菌的肽聚糖层较薄，最外面还有一 较厚的外壁层，外壁层主要由脂蛋白，脂多糖 组成。
破碎细菌的主要阻力是来自于肽聚糖的网 状结构，其网状结构的致密程度和强度取决 于聚糖链上所存在的肽键的数量和其交联的 程度，如果交联程度大，则网结构就致密。
W S K 卧 式 高 效 全 能 珠 磨 机
ZM 系 列 卧 式 密 闭 珠 (砂) 磨 机
（三）超声破碎法 工作原理：利用超声波振荡器发射的1525kHz的超声波处理细胞悬浮液，由于超 声波的空化作用而使细胞破碎。 特点：超声波振荡容易引起温度的剧烈 上升，操作时可以在细胞悬浮液中投入 冰或在夹套中通入冷却剂进行冷却。
二、植物细胞
真核细胞具有真正的细胞核，其结构要比 原核生物复杂的多。和原核细胞一样，真 核细胞也具有一层细胞膜。 除了细胞膜，真核细胞具有一些有特殊作 用的细胞器。 植物和大多数真菌具有细胞壁。
动 物 细 胞 模 式 图
植 物 细 胞 模 式 图
对于已停止生长的植物细胞来说，其细胞 壁可分为初生壁和次生壁两部分。初生壁 是细胞生长时期形成的。次生壁是细胞停 止生长后，在初生壁内部形成的结构。
一、微生物细胞
细胞外层结构
革兰氏阴性菌（Gram-negative），泛指革兰氏染色反应呈红色的细菌。葡萄 球菌、链球菌。 革兰氏阳性菌（Gram Positive）是能够用革兰氏染色染成深蓝或紫色的细菌。 大肠杆菌。
各种微生物细胞壁的结构及组成
微生物 壁厚（nm） 层 革兰式阳性菌 革兰式阴性菌 酵母 20～80 单层 肽聚糖(40~90%) 多糖 胞壁酸 主要组成 蛋白质 脂多糖 破碎难易程度 难 10～25 100～300 多层 多层 肽聚糖(5~10%) 葡聚糖(30~40%) 脂蛋白 甘露聚糖 （30％） 脂多糖 磷脂 蛋白质 蛋白质 脂类 相对易 最难
第二篇第二章过滤离心与膜分离设备
离
设
备
第四页，编辑于星期五：十八点 九分。
第二节 过滤设备
过 一、板框式压滤机 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
第五页，编辑于星期五：十八点 九分。
第六页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备
过 ➢ 板框式压滤机 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
第七页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备 ➢ 板框式压滤机操作过程
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤阶段
第八页，编辑于星期五：十八点 九分。
洗涤阶段
第九页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备
MS、BAS、BMY、BAY类型。
离
心
与
明流 过滤面积 框厚度
膜
BMS 40/635-25
➢ 分离原理与分离因数 ➢ 常用离心机结构及选型
❖ 膜分离设备
➢ 膜分离方法
➢ 膜分离设备
第五十一页，编辑于星期五：十八点 九分。
心 与
•几种常用膜
膜
分
膜材料
离
醋酸纤维
设
聚丙烯
备
聚烯烃
聚砜
几种常用膜的适用范围
pH范围
使用的上限温度
3～8
40～45
2～10
45～50
1～13
45～50
1～13
80
适用膜类型 反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
聚醚砜
1～13
90
超滤膜
第三十八页，编辑于星期五：十八点 九分。
膜心离设备
过 ➢ 膜分离过程 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
分
医学课件第二篇第二章过滤离心与膜分离设备
絮凝剂有聚丙烯酰胺、甲壳质、海藻酸 盐凝胶、聚合铝盐、聚合铁盐、CaHPO4等。
发 酵 液 中 加 CaCl2 和 Na2HPO4 ， 立 即 产 生庞大的凝胶状沉淀CaHPO4。 影响高分子絮凝剂使用效果的因素：
1）添加浓度 2）pH值
CaHPO4＞1% 中性
3）搅拌速度
絮凝前提是絮凝剂与悬浮液中的粒子充
分接触，因此必须有搅拌，但絮凝物沉淀通 常很脆弱，过分搅拌易使絮状物破碎。
2．添加助滤剂 助滤剂：多为较大比表面积的粉末物质，有硅
藻土、活性炭、石英砂、石棉粉、棉花、炉渣、白 土等。
助滤剂的作用：
1）通过凹凸表面吸附悬浮固形物。 2）作为悬浮固形物的载体，均匀分布于滤饼中， 相应地改变了滤饼结构，滤饼可压缩性下降了，降 低了过滤阻力。
代号后的数字表示过滤面积、滤框规格及框厚度。
如BMY60/810-25表示 明流、液压压紧板框压滤机，过滤面积60m2， 内框尺寸810×810mm，框厚为25mm。
3．板式压滤机
4．硅藻土过滤机 特点：金属丝网支撑、硅藻土作预涂层。
5．自动板框压滤机
6．转筒真空过滤机
7．小型过滤实验装置 1）布氏漏斗过滤装置 2）小型滤叶过滤装置
深层过滤
首先在待过滤液体中加入一定量的助滤 剂，液体中悬浮的固形物质被吸附在滤布 或助滤剂表面上，液体则被过滤掉。
过滤速度：
一、降低滤饼比阻力r0 滤饼比阻力：是滤液通过1m厚的均匀滤饼
层的阻力，1/m。
d――滤饼层毛细孔径； n――单位面积滤饼层毛细孔的数目； a――毛细孔的弯曲因子。 增大毛细孔的直径、减少弯曲因子有助于降低
第二节 过滤设备
按工作压力分： 常压过滤设备 加压过滤设备 真空过滤设备
发 酵 液 中 加 CaCl2 和 Na2HPO4 ， 立 即 产 生庞大的凝胶状沉淀CaHPO4。 影响高分子絮凝剂使用效果的因素：
1）添加浓度 2）pH值
CaHPO4＞1% 中性
3）搅拌速度
絮凝前提是絮凝剂与悬浮液中的粒子充
分接触，因此必须有搅拌，但絮凝物沉淀通 常很脆弱，过分搅拌易使絮状物破碎。
2．添加助滤剂 助滤剂：多为较大比表面积的粉末物质，有硅
藻土、活性炭、石英砂、石棉粉、棉花、炉渣、白 土等。
助滤剂的作用：
1）通过凹凸表面吸附悬浮固形物。 2）作为悬浮固形物的载体，均匀分布于滤饼中， 相应地改变了滤饼结构，滤饼可压缩性下降了，降 低了过滤阻力。
代号后的数字表示过滤面积、滤框规格及框厚度。
如BMY60/810-25表示 明流、液压压紧板框压滤机，过滤面积60m2， 内框尺寸810×810mm，框厚为25mm。
3．板式压滤机
4．硅藻土过滤机 特点：金属丝网支撑、硅藻土作预涂层。
5．自动板框压滤机
6．转筒真空过滤机
7．小型过滤实验装置 1）布氏漏斗过滤装置 2）小型滤叶过滤装置
深层过滤
首先在待过滤液体中加入一定量的助滤 剂，液体中悬浮的固形物质被吸附在滤布 或助滤剂表面上，液体则被过滤掉。
过滤速度：
一、降低滤饼比阻力r0 滤饼比阻力：是滤液通过1m厚的均匀滤饼
层的阻力，1/m。
d――滤饼层毛细孔径； n――单位面积滤饼层毛细孔的数目； a――毛细孔的弯曲因子。 增大毛细孔的直径、减少弯曲因子有助于降低
第二节 过滤设备
按工作压力分： 常压过滤设备 加压过滤设备 真空过滤设备
细胞破碎、过滤离心与膜分离设备 ppt课件
14
转筒真空过滤机rotary-drum vacuum filter
结构：
转筒，扇形格(18格)； ➢滤室； ➢分配头；
✓动盘(18个孔，分别与扇形 格的18个通道相连)； ✓定盘(三个凹槽：滤液真空 凹槽、洗水真空凹槽、压缩 空气凹槽，分别将动盘的18 个孔道分成三个通道)；
金属网； 滤布；
滤浆槽。
30
为什么？
8
板框压滤机的特点：
➢结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。 ➢可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。 ➢对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2 ），对颗 粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。 ➢间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度 大，所以它只适用于小规模生产。 ➢近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。
9
自动板框式压滤机
特点：板框压紧、过滤、洗涤、卸饼和清洗等 操作可在10min内自动完成。板、框各有4 个角孔，滤布是首尾封闭的整体，过滤、 洗涤。
卸渣：拉开框，降框。 滤布洗涤：传动装置带动环形滤布围轴旋转。
10
板框式过滤机的特点和适用范围
板框式过滤机的优点：① 单位过滤面积占地少；② 对物料的适应性强；③ 过滤面积的选择范围宽；④过滤压 力高，滤饼的含水率低；⑤ 结构简单，操作容易，故障少， 保养方便，机器寿命长；⑥ 因为是滤饼过滤，所以可得到 澄清的滤液，固相回收率高；⑦ 过滤操作稳定。
28
板框式膜分离器
操作时料液从下部进入，由导流板导流流过膜面，透过 液透过膜，经支撑板面上的多流孔流入支撑板的内腔，再从 支撑板外侧的出口流出；料液沿导流板上的流道与孔道一层 一层往上流，从膜过滤器上部的出口流出，即得浓缩液。
转筒真空过滤机rotary-drum vacuum filter
结构：
转筒，扇形格(18格)； ➢滤室； ➢分配头；
✓动盘(18个孔，分别与扇形 格的18个通道相连)； ✓定盘(三个凹槽：滤液真空 凹槽、洗水真空凹槽、压缩 空气凹槽，分别将动盘的18 个孔道分成三个通道)；
金属网； 滤布；
滤浆槽。
30
为什么？
8
板框压滤机的特点：
➢结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大。 ➢可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力。 ➢对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2 ），对颗 粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用。 ➢间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度 大，所以它只适用于小规模生产。 ➢近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻。
9
自动板框式压滤机
特点：板框压紧、过滤、洗涤、卸饼和清洗等 操作可在10min内自动完成。板、框各有4 个角孔，滤布是首尾封闭的整体，过滤、 洗涤。
卸渣：拉开框，降框。 滤布洗涤：传动装置带动环形滤布围轴旋转。
10
板框式过滤机的特点和适用范围
板框式过滤机的优点：① 单位过滤面积占地少；② 对物料的适应性强；③ 过滤面积的选择范围宽；④过滤压 力高，滤饼的含水率低；⑤ 结构简单，操作容易，故障少， 保养方便，机器寿命长；⑥ 因为是滤饼过滤，所以可得到 澄清的滤液，固相回收率高；⑦ 过滤操作稳定。
28
板框式膜分离器
操作时料液从下部进入，由导流板导流流过膜面，透过 液透过膜，经支撑板面上的多流孔流入支撑板的内腔，再从 支撑板外侧的出口流出；料液沿导流板上的流道与孔道一层 一层往上流，从膜过滤器上部的出口流出，即得浓缩液。
生化工程设备-第二篇-第二章-过滤、离心与膜分离设备-第四节-膜分离设备
管式装置的形式很多，管的流通方 式有单管(管规格一般为Dg25)及管 束(管规格 一般为Dg15)，液流的流 动方式有管内流和管外流式，由于 单管式和管外的湍动性能较差，目 前趋向采用管内流管束式装置，其 外形类似于列管式换热器（见图22-24) ）。 管子是膜的支撑体，有微孔管和钻 孔管两种，微孔管采用微孔环氧玻 璃钢管，玻璃纤维环氧树脂增强管， 钻孔管采用增强塑料管、不锈钢管 或铜管（孔径1.5mm)，管状膜装 入管内或直接在管内浇膜.
--第四节 膜分离设备
膜分离技术是20世纪60年代以后发展起 来的高新技术，目前已成为一种重要的分 离 手段。膜分离与传统的分离方法相比， 具有设备简单、节约能源、分离效率高、 容易控制 等优点。膜分离通常在常温下 操作，不涉及相变化。这对于处理热敏性 物料，如食品、制 药和生物工业产品来 说，显得十分重要。膜分离技术一般可除 去1μm以下的固体粒子及 大分子物质。
中空纤维有细丝型和粗丝型两种。细丝型适用 于黏性低的溶液，粗丝型可用于黏度较高和带 有固体粒子的溶液。表2-2-14、表2-2-15分别 列出了中空纤维膜规格和膜组件规格。目前日 本开发的中空纤维带电膜是将聚砜空心纤维材 料表面经过特殊处理，引入带电基，这样除过 滤效果外，又产生一个与溶质的静电排斥效果. 从而可以分离某些非带电膜不能分离的溶质， 并能抑制溶质的吸附。 中空纤维式膜分离装置单位体积内提供的膜面 积大，操作用力低（<0. 30MPa)，且可反向清 洗，其不足是单根纤维管损坏时需要更换整个 膜件。
板式膜过滤器的结构类似于板框 式过滤机。如图 2-2-22所示。滤 膜复合在刚性多孔支撑板上，支 撑板材料 为不锈钢多孔筛板，微 孔玻璃纤维压板或带沟槽的模压 酚醛板。料液从膜面上流过时， 水及小分子溶质透过膜，透 过液 从支撑板的下部孔迫中汇集排出。 为了减少浓差极 化，滤板的表面 为凸凹形，以形成浓液流的湍动。 浓缩液则卷膜，它是将膜、 支撑材料、膜间隔材料依次选好， 围绕一中心管 卷紧即成一个膜组，如图2-2-27所示，若干膜组 顺次连接装入外壳内。操作时，料液在膜表面通 过问隔材料沿轴向流动，而透过液则沿螺旋形流 向中心管。
离心分离与过滤PPT学习教案
58.2
98.4
热处理
初次沉淀经消化
8.8
1.44
30.0
88.0
不需要
初次沉淀与活性污泥经消化 3.5
0.30
20.0
93.0
化学调节
初次沉淀与腐殖污泥经消化 2.79
0.44
22.0
86.0
化学调节
初次沉淀与腐殖污泥经消化 8.5
1.15
37.9
89.0
化学调节
活性污泥
2.19
0.55
19.6
74.2
化学调节
活性污泥
8.2
0.84
38.8
92.0
第54页/共20页
热处理
2、水力旋流器
水力旋流器有压力式和重力式两种。
压力式水力旋流器是含悬浮物的废水在水泵或其他外 加压力的作用下，以切线方向进入旋流器后发生高速旋转， 在离心力作用下，固体颗粒物被抛向器壁，并随旋流下降 到锥形底部出口。澄清后的废水或含有较细微粒的废水， 则形成螺旋上升的内层旋流，由上端中央溢流管排出。
2、种类：石英砂、无烟煤、大理石、石榴石、白云石、 聚苯乙烯发泡塑料、纤维球滤料。
3、粒径与级配： 4、滤料层规格 5、滤料的选择：
第187页/共20页
（二）承托层
作用：阻挡滤料进入配水系统； 均匀配水（反冲洗时）；
主要配合大阻力配水系统而使用。要求承托层是 一种反滤料层结构。
第198页/共20页
a称为分离因素，其影响因素有： （1）n ↗，a ↗，分离效果好； （2）r ↗ , a ↗, 分离效果好； （3）密度差（颗粒与水）越大， 分离效果越好； （4）颗粒直径与分离效率有关。
第32页/共20页
沙棘血肽工艺
沙棘血肽工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：沙棘血肽工艺是一种利用沙棘果实提取出的沙棘血肽，经过一系列的生物工艺处理而获得的一种高附加值的产品。
沙棘果实是一种珍贵的植物资源，富含维生素C、维生素E、胡萝卜素等多种营养成分，被誉为“植物中的水果之王”，在保健食品和化妆品等领域具有广泛的应用价值。
沙棘血肽是一种具有抗氧化、抗衰老、抗炎症、促进伤口愈合等多种保健功效的生物活性物质。
其主要成分为沙棘果实中的生物肽，具有很高的营养和生理活性价值，可以提高人体的免疫力，调节体内代谢，促进新陈代谢，延缓细胞老化，保护细胞膜等作用。
沙棘血肽工艺主要包括原料准备、果汁提取、发酵、沉淀、浓缩、干燥等多个环节。
选择新鲜成熟的沙棘果实作为原料，进行清洗、切碎等处理；然后通过机械压榨或水煮提取出果汁，去除果渣、果皮等固体物质；接着将果汁进行发酵处理，利用微生物或酶来降解蛋白质，生成沙棘血肽；随后进行沉淀、分离、浓缩等步骤，最终通过干燥得到沙棘血肽成品。
沙棘血肽工艺是一种将沙棘果实中的营养成分提取出来，通过科学的生物工艺处理获得沙棘血肽的技术路线，不仅可以充分利用沙棘果实的资源，提高其附加值，还可以为人类的健康和美容提供更多的选择。
希望在未来，沙棘血肽工艺能够得到更广泛的应用和推广，为人类的生活带来更多的福祉。
第二篇示例：沙棘血肽是一种补充皮肤养分的有效成分，在护肤品中广泛被使用。
沙棘血肽是由沙棘果实提取得到的活性成分，含有丰富的维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、氨基酸等多种营养成分，具有抗氧化、美白、抗衰老等功效。
沙棘血肽工艺的开发和应用已经成为护肤品行业中的热门话题。
沙棘血肽工艺的制备方法主要包括果实提取、成分分离、纯化、稳定化等环节。
首先是沙棘果实的提取工艺，需要选择新鲜、成熟的沙棘果实，经过清洗、破碎、浸泡等步骤来获得原料提取液。
接下来是成分分离工艺，通过过滤、离心、膜分离等技术手段将沙棘果实中的有效成分进行提取和分离。
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真空过滤机
水平回转翻盘式真空过滤器
动画演示
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
离心分离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤离心分离设备 离心分离设备 沉降式离心分离设备
1.织物介质(滤布)：由棉、毛、麻等织成的天然纤维滤布和 合成纤维滤布；
2.粒状介质：硅藻土、珍珠岩石、细砂、活性碳、白土； 3.多孔固体介质：多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等。
第二节 过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
一、板框式压滤机
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
反渗透
进料 膜 水 进料
超滤
贫气 膜 富气
微过滤
气体透过
膜心离设备
过 反渗透原理 滤 、 离 心 与 半透膜 膜 分 (a) 渗透 离 设 备
渗 透 压
压力
半透膜
半透膜
(b) 平衡点和渗透压
(c) 反渗透
膜心离设备
过 超滤工作原理 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 超滤 滤 超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何 、 化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、 离 冰冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变 心 化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。 与 膜 在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分 分 子的脱盐、脱水和浓缩等。 离 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。 设 备 对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
③超速离心机，f＞50000，适用于分散度较高的乳浊液 的分离。
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式离心机的结构及操作
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的结构及操作
膜心离设备
膜心离设备 过
第二章 过滤、离心与 膜分离设备
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
第一节 过滤速率的强化
一、发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
膜
• 工业应用膜应具有的条件： 1. 较大的透过性； 2. 较高的选择性； 3. 机械强度好、耐热、化学性能稳定；4. 不被细菌污染 •几种常用膜
膜材料
醋酸纤维 聚丙烯 聚烯烃 聚 砜 聚醚砜 几种常用膜的适用范围 pH范围 使用的上限温度 3～8 2～10 1～13 1～13 1～13 40～45 45～50 45～50 80 90
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
进料 杂质 膜
纯化液 渗析液 进料
渗透
透析
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法
盐水 进料 膜
浓缩液 水
进料 膜
浓缩液 水
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
和杂蛋白质，降低液体黏度，实现有效分离。
方法：
1.加热 2.凝聚和絮凝 3.加入盐类 4.调节pH 5.加入助滤剂
过滤速率的强化
二、过滤介质选择 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤介质特性：所能截留的固体粒子的大小和对滤液的
透过性。
常用过滤介质：
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 中空纤维式膜分离器
动画演示
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卷式膜分离器
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
各种膜装置性能的比较
型式
管式
优点
易清洗、无死角，适宜于处理含固体 较多的料液，单根管子可以调换 保留体积小，单位体积中所含过滤面 积大，可以逆洗，操作压力较低（小 于0.25MPa）动力消耗较低 单位体积中所含有过滤面积大，换新 膜容易 保留体积小，能量消耗介于管式和螺 旋卷绕式之间
板框压滤机 手动压紧 滤框规格
过滤设备
板式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
凹腔板式压滤机
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
IFP自动板框压滤机工作原理图
降框、卸饼及洗刷滤布
离心分离设备
离心分离原理与分离因数 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的分离原理分离因数 工业上根据离心分离因数大小将离心机分为三类： ①普通离心机，f＜3000，一般为600～1200，可用于分 离0.01 ～1.0mm固体颗粒；
②高速离心机，f＝3000～50000，可用于乳浊液的分离；
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
动画演示
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒真空过滤机
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒结构及工作原理 动画演示
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框式压滤机操作过程
过滤阶段
洗涤阶段
过滤设备
常用板框式压滤机类型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
通常有BMS、BAS、BMY、BAY类型。
明流 过滤面积 框厚度
BMS 40/635-25
适用膜类型
反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
膜心离设备
膜分离过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 板式膜过滤器
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式膜过滤器
膜心离设备
水平回转翻盘式真空过滤器
动画演示
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
离心分离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤离心分离设备 离心分离设备 沉降式离心分离设备
1.织物介质(滤布)：由棉、毛、麻等织成的天然纤维滤布和 合成纤维滤布；
2.粒状介质：硅藻土、珍珠岩石、细砂、活性碳、白土； 3.多孔固体介质：多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等。
第二节 过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
一、板框式压滤机
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
反渗透
进料 膜 水 进料
超滤
贫气 膜 富气
微过滤
气体透过
膜心离设备
过 反渗透原理 滤 、 离 心 与 半透膜 膜 分 (a) 渗透 离 设 备
渗 透 压
压力
半透膜
半透膜
(b) 平衡点和渗透压
(c) 反渗透
膜心离设备
过 超滤工作原理 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 超滤 滤 超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何 、 化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、 离 冰冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变 心 化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。 与 膜 在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分 分 子的脱盐、脱水和浓缩等。 离 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。 设 备 对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
③超速离心机，f＞50000，适用于分散度较高的乳浊液 的分离。
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式离心机的结构及操作
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的结构及操作
膜心离设备
膜心离设备 过
第二章 过滤、离心与 膜分离设备
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
第一节 过滤速率的强化
一、发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
膜
• 工业应用膜应具有的条件： 1. 较大的透过性； 2. 较高的选择性； 3. 机械强度好、耐热、化学性能稳定；4. 不被细菌污染 •几种常用膜
膜材料
醋酸纤维 聚丙烯 聚烯烃 聚 砜 聚醚砜 几种常用膜的适用范围 pH范围 使用的上限温度 3～8 2～10 1～13 1～13 1～13 40～45 45～50 45～50 80 90
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
进料 杂质 膜
纯化液 渗析液 进料
渗透
透析
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法
盐水 进料 膜
浓缩液 水
进料 膜
浓缩液 水
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
和杂蛋白质，降低液体黏度，实现有效分离。
方法：
1.加热 2.凝聚和絮凝 3.加入盐类 4.调节pH 5.加入助滤剂
过滤速率的强化
二、过滤介质选择 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤介质特性：所能截留的固体粒子的大小和对滤液的
透过性。
常用过滤介质：
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 中空纤维式膜分离器
动画演示
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卷式膜分离器
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
各种膜装置性能的比较
型式
管式
优点
易清洗、无死角，适宜于处理含固体 较多的料液，单根管子可以调换 保留体积小，单位体积中所含过滤面 积大，可以逆洗，操作压力较低（小 于0.25MPa）动力消耗较低 单位体积中所含有过滤面积大，换新 膜容易 保留体积小，能量消耗介于管式和螺 旋卷绕式之间
板框压滤机 手动压紧 滤框规格
过滤设备
板式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
凹腔板式压滤机
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
IFP自动板框压滤机工作原理图
降框、卸饼及洗刷滤布
离心分离设备
离心分离原理与分离因数 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的分离原理分离因数 工业上根据离心分离因数大小将离心机分为三类： ①普通离心机，f＜3000，一般为600～1200，可用于分 离0.01 ～1.0mm固体颗粒；
②高速离心机，f＝3000～50000，可用于乳浊液的分离；
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
动画演示
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒真空过滤机
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒结构及工作原理 动画演示
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框式压滤机操作过程
过滤阶段
洗涤阶段
过滤设备
常用板框式压滤机类型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
通常有BMS、BAS、BMY、BAY类型。
明流 过滤面积 框厚度
BMS 40/635-25
适用膜类型
反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
膜心离设备
膜分离过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 板式膜过滤器
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式膜过滤器
膜心离设备