第七章过滤、离心分离设备

特点：比GP机速度高50-100%
4、垂直式叶片硅藻土过滤机


1
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。
设备动画\3分离过滤\3-10 加压叶滤机.swf
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 过滤面积和压差 增大了, 过滤速度 快。
第七章 过滤、离心分离设备
计

划
2学时
授课时间 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
•
• • •
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 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 gR
2
M(
2 Rn 2 ) 2 MRn 60 gR 90
式中 g ——重力加速度，m/s；n——转数，r/min； D——旋转直径，m。
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。 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。
2 3

4

流动方向
百度文库
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。
过滤速率
dV/dτ= ΔP / [u （r0 l+R）]
滤饼比阻力的异常性与过滤速度的强化
r0 = 128a/(nлd4) 增大毛细孔直径d ，滤饼阻力r0 下降。 采用方法：
1．降低滤饼比阻力r0

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
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，
(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
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
R
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。 耕槽机作用：
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
2．降低滤液粘度μ
升温 加酶
使粘度u下降 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 设备方面 主要从培养基方面考虑 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。
•
胶体粒子能吸水，形成不流动的液体 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。