离心分离机械设备课件
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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。
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f 3000-50000 高速离心机，分离因素f大于50000
如果以旋转角速度ω（弧度/秒）表示，并取旋转加速度 度之比称为“离心分离因数”，以 表示。则
f
与重力加速
2R
f 2R u2 Rn2
g gR 900
M增加，F增加； R增加，F增加； n增加，F增加显著
dV/dτ= ΔP / [u （r0 l+R）]
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
• 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
• 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。
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
特点：比GP机速度高50-100%
1
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（400500目），每只滤叶下有 接管接于滤液总管上。
2 3
4
设备动画\3分离过滤\3-10
大
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。
5. 提高过Hale Waihona Puke Baidu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?
第二节 过滤设备
设备分类： 常压、加压、真空等过滤设备
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
主要部件
过滤筛板：由若干块排列组成离底812cm，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。
第七章 过滤、离心分离设备
计划
➢ 授课时间
2学时
➢ 单元目标与要求
掌握过滤的基本理论各几种形式的过滤设备的结构原理及操作 方法
➢ 授课内容
过滤速度的强化，过滤设备，离心分离设备，膜分离设备。
➢ 重点和难点
过滤速度的强化方法，板框过滤机、碟片式离心过滤机的特点、 原理、结构与计算。
一、几个基本概念
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。
超高速离心机，分离因素f大于20万；
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
F
Mu 2
M ( 2 Rn )2
60
MRn2
gR
gR
90
式中 g ——重力加速度，m/s；n——转数，r/min； D——旋转直径，m。
加压叶滤机.swf
流动方向
图8-4 垂直式硅藻土过滤机
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。
层，过滤阻力增大。
三、过滤介质
（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
0.5um
2、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
(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。
过滤面积和压差 增大了, 过滤速度快。
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
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。
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，
耕槽机作用：
进料时搅拌
后期疏松麦糟层
排糟
要求：麦槽层厚度为0.3-0.4m
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：
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
(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。
四、过滤速率的强化 过滤速率
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f 3000-50000 高速离心机，分离因素f大于50000
如果以旋转角速度ω（弧度/秒）表示，并取旋转加速度 度之比称为“离心分离因数”，以 表示。则
f
与重力加速
2R
f 2R u2 Rn2
g gR 900
M增加，F增加； R增加，F增加； n增加，F增加显著
dV/dτ= ΔP / [u （r0 l+R）]
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
• 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
• 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。
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
特点：比GP机速度高50-100%
1
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（400500目），每只滤叶下有 接管接于滤液总管上。
2 3
4
设备动画\3分离过滤\3-10
大
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。
5. 提高过Hale Waihona Puke Baidu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?
第二节 过滤设备
设备分类： 常压、加压、真空等过滤设备
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
主要部件
过滤筛板：由若干块排列组成离底812cm，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。
第七章 过滤、离心分离设备
计划
➢ 授课时间
2学时
➢ 单元目标与要求
掌握过滤的基本理论各几种形式的过滤设备的结构原理及操作 方法
➢ 授课内容
过滤速度的强化，过滤设备，离心分离设备，膜分离设备。
➢ 重点和难点
过滤速度的强化方法，板框过滤机、碟片式离心过滤机的特点、 原理、结构与计算。
一、几个基本概念
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。
超高速离心机，分离因素f大于20万；
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
F
Mu 2
M ( 2 Rn )2
60
MRn2
gR
gR
90
式中 g ——重力加速度，m/s；n——转数，r/min； D——旋转直径，m。
加压叶滤机.swf
流动方向
图8-4 垂直式硅藻土过滤机
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。
层，过滤阻力增大。
三、过滤介质
（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
0.5um
2、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
(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。
过滤面积和压差 增大了, 过滤速度快。
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
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。
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，
耕槽机作用：
进料时搅拌
后期疏松麦糟层
排糟
要求：麦槽层厚度为0.3-0.4m
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：
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
(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。
四、过滤速率的强化 过滤速率