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第四章 固液分离设备

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11级生物工业下游技术复习题

11级生物工业下游技术复习题

11级生物工业下游技术复习第一章绪论一、生物分离技术的基本路线？二、主要生物分离技术的分离原理？三、生物分离技术的特点？四、生产中怎样选取生物分离技术手段？第二章下游技术的基础理论1．对生物产品进行分离的理论依据有那三个方面？2．化学性分子识别和生物学的特异性相互作用的相似和区别？第三章发酵液预处理一、名词解释1．凝聚： 2．絮凝： 3．过滤： 4．离心沉降： 5．离心过滤： 6．助滤剂： 7．沉降：二、单项选择1．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。

A、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区B、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区C、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区D、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区2．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（）A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力3．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A.离心力B. 向心力C.重力D. 阻力4．颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定5．工业上常用的过滤介质不包括（）A.织物介质B.堆积介质C.多孔固体介质D.真空介质6．下列物质属于絮凝剂的有（）。

A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁三、判断对错1．助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。

（）2．通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。

（）3．在生物制剂制备中，常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液；盐酸盐缓冲液；醋酸盐缓冲液等。

（）四、填空1．发酵液常用的固液分离方法有（）和（）等。

2．为使过滤进行的顺利通常要加入（）。

3．工业离心设备从形式上可分为（），（），（），等型式。

4.典型的工业过滤设备有（）和（）。

5．常用离心设备可分为（）和（）两大类；五、简答1．改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其简要机理如何？2．除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？3．试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围？第四章细胞破碎一、名词解释1.超声波破碎法2.酶解法二、单项选择1．适合小量细胞破碎的方法是（）A.高压匀浆法B.超声破碎法C.高速珠磨法D.高压挤压法2．丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。

《固液分离技术》课件

《固液分离技术》课件
耗。
过滤器的操作管理应注意反冲 洗周期、反冲洗方式等，以保
持设备的良好运行状态。
浮选机
浮选机是一种利用气泡上浮原 理实现固液分离的设备，常用
于选矿和污水处理等领域。
浮选机通过向矿浆中充气，使 固体颗粒粘附在气泡上并随之
上浮，从而实现固液分离。
浮选机的设计应考虑充气方式 、矿浆性质、操作条件等因素 ，以提高选矿效率和降低能耗 。
总结词
食品工业中需要进行固液分离的案例较多，如奶制品 、果汁和酿酒等生产过程中会产生大量的固体与液体 混合物。
详细描述
在奶制品生产中，采用离心分离和膜过滤等方法将牛 奶中的奶油、蛋白质和乳糖等成分进行分离；在果汁 和酿酒生产中，采用压榨和离心等方法将果肉或麦芽 中的水分与固体物质进行有效分离。这些固液分离技 术的应用可以提高食品质量和产量，同时降低生产成 本。
浮选机的操作管理应注意矿浆 浓度、充气量等参数的控制， 以获得最佳的选矿效果。
CHAPTER 05
固液分离技术案例分析
城市污水处理厂固液分离案例
总结词
城市污水处理厂是固液分离技术应用的重要 领域，通过分离技术可以有效去除污水中的 悬浮物和杂质，提高水质。
详细描述
城市污水处理厂通常采用物理、化学和生物 等多种方法进行固液分离。例如，沉淀池、 过滤池和活性污泥法等工艺流程，可以去除 污水中的悬浮物、有机物和重金属等有害物
详细描述
过滤分离原理是利用多孔介质（如滤布、滤网等）将固体颗 粒截留在滤饼中，液体则通过多孔介质流出。过滤过程中需 要施加一定的压力以克服固体颗粒对滤饼的阻力，适用于颗 粒密度较小且粒径分布较窄的物料分离。
浮选分离原理
总结词
利用固体颗粒与液体密度的差异，通过气泡吸附实现固液分离

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展

固液分离和垃圾处理技术的现状与发展第一章：固液分离技术的现状固液分离技术是指将生活、工业、农业等领域产生的含固体颗粒物质的废水、污泥等物质通过物理、化学等处理手段，将固体和液体分离的一种技术。

目前固液分离技术的应用范围极为广泛，涉及的领域从环保治理到食品、饮料等生产行业，相关固液分离设备和技术也在逐步完善，不断优化。

在生活污水处理领域，“格栅污渣兴趣池法”、“沉淀池法”和“生物接触氧化法”等技术已经得到广泛应用。

其中，固液分离设备是实现这些技术的核心设备，可有效降低工序能耗，提高处理效率。

此外，随着新技术、新材料的不断推出，固液分离设备的性能也在不断提高。

但是，尽管固液分离技术的应用受到了各方的广泛认可，但仍面临不同的挑战。

例如，在固液分离设备的运营管理中，存在一定的安全隐患；在设备的设计制造和运行中，还需要不断提高纳入资本的环保要求。

第二章：固液分离技术的发展趋势随着现代科技的不断发展，固液分离技术也面临着新的机遇和挑战。

固液分离设备将在未来的发展中更多地采用先进的材料和制造工艺，其中包括滤料模块化、中空纤维膜、支撑体及加强杆等新型空气分离器材等。

从而提高设备的分离能力，增强稳定性，提高设备的可靠性。

此外，云计算和大数据技术等新兴技术的出现也将带来更广泛的应用场景。

例如，随着智能化技术在固液分离技术中的不断推广，高效率、低成本的解决方案也将随之而来。

第三章：垃圾处理技术的现状垃圾处理技术是指将日常生活中产生的垃圾、污染物经过一系列物理、化学或其他方法进行处理以达到无害化、资源化等目的的一项技术。

目前，垃圾处理技术在国内外得到广泛的应用，其中以焚烧和填埋两种方式为主。

焚烧技术是指将垃圾转化为热能，通过燃烧达到处理的一种方法。

填埋技术是指将垃圾填埋在一定的区域内，隔离地下以防止对环境造成污染。

无论是焚烧还是填埋，垃圾处理技术都存在一定的问题。

在填埋方面，地盘资源匮乏，填埋空间有限；在焚烧方面，因为燃烧废气中的二氧化硫等物质对环境造成污染。

固液分离资料课件

固液分离资料课件

环保领域
在废水处理中，需要进行固液分离以 去除悬浮物和杂质，达到净化水质的 目的。
02 固液分离技术
固液分离技 术
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废水处理。
浮选槽的设计和运行需要考虑气 泡大小、水力负荷、药剂投加量 等因素，以实现最佳的固液分离
效果。
电泳槽
电泳槽是一种利用电场作用使 带电粒子在水中定向移动并沉 积的设备。
电泳槽通常分为阳极电泳槽和 阴极电泳槽两类，阳极电泳槽 用于金属离子的沉积，阴极电 泳槽用于有机物的分离。
电泳槽的设计和运行需要考虑 电场强度、流速、温度等因素， 以确保最佳的分离效果和稳定性。
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固液分离资料课件
目录
• 固液分离简介 • 固液分离技术 • 固液分离设备 • 固液分离效果的影响因素 • 固液分离的未来发展
01 固液分离简介
固液分离的定 义
固液分离是指利用物理或化学方法将 固体和液体混合物进行分离，以获得 固体和液体纯净物或不同纯度物料的 工艺过程。

食品机械第四章思考题

食品机械第四章思考题

第四章思考题1.讨论不同类型离心机分离机的结构特点与应用场合。

答：（1）过滤式：特点：结构简单，价格低廉，操作容易实现，维修方便。

应用场合：用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的固液分离以及物料的脱水。

（2）沉降式：特点；体积小，运行费用底，能耗小，结构复杂，分离因数高，破碎率较高。

应用场合：适用于不易过滤的悬浮液的固液分离。

（3）分离式：特点：分离因数高，转速高，分离强度大。

应用场合；主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。

2. 请列举3例不同类型的过滤设备在食品工业中的应用。

答：（1）板框式过滤用于过滤植物提取液。

（2）真空转鼓过滤机用于连续式含粘性杂质的糖液等原料（3）重力式无阀过滤器用于食品工业中的废水处理。

3. 举两例在一条食品加工线上包含三种不同类型分离设备的食品加工过程例子。

⑴例如提取乳清蛋白工艺；牛乳经双联过滤器除初乳中的杂质，在乳中加入凝乳酶发酵使蛋白质凝固与乳清分离用离心过滤机分离乳清，最后用压力式膜分离超滤机回收乳清中的乳糖得到纯净乳清。

一、判断题1．分离式离心机可用于分离悬浮液和乳化液。

（√）2．如果悬浮液中固形物含量大且粒度较大，可以采用碟式离心机进行分离。

（Χ）3．奶油分离三用机可以在任何条件下独立完成牛乳的标准化操作。

（Χ）4．超临界流体萃取系统流程中必有换热器。

（√）5．只要超滤设备中的膜组件更换成几何尺寸相同的反渗透膜组件就可进行反渗透操作。

（√）二、填空题1．离心分离机可根据：(1) 分离原理、(2) 分离因素范围、(3) 操作方式、(4) 卸料方式、(5) 轴向进行分类。

2．按操作原理，离心分离机可以分为过滤式、沉降式和分离式三种。

3．常用于水果榨汁的两种连续压榨机是：螺旋和带式。

4．食品加工厂常见过滤设备有：压滤机、叶滤机、转筒真空过滤机、转盘真空过滤机等。

5．碟式离心机的进液口设在上（下）部。

出料口设在上部。

6.过滤介质是过滤机的重要组成部分。

工业上常用的过滤介质有：①粒状介质，如细砂，石砾。

生物工程设备第4章

生物工程设备第4章
1.物料性质 2.离心机性能参数 3.工艺要求 4.投资费用、场地因素
第四节 膜分离设备
一、膜分离
膜分离技术是借助于膜的孔径，在推动力作用下，把大于标示膜孔径的 物质分子截留，实现溶质的分离、分级、浓缩的过程 膜分离与其他一些分离手段相比，具有干净（比萃取）、效率高（比薄 膜蒸发浓缩）、投资小（比大型离心机）、易验证（比有机溶剂沉淀）、 连续操作、易于放大等优点 缺点：膜分离设备价格昂贵、易堵塞、处理量小
滤饼过滤
深层过滤
膜过滤
2. 沉降原理
沉降是利用液固间密度差异，在重力场或离心 力场中的速度差实现液固分离的过程。密度差 越大越有利于分离，重力场或离心力场越大越 有利于分离。
3. 沉降速度
gd p ( ρ p − ρ ) wt = 18 μ
2
沉降速度的计算
假设wt t处斯托克斯定律区时 d pρw t Re p = <2 μ 计算沉降速度 验证是否符合假设？如符合，OK;如不符合，设 其他区，直至符合。 校正 看例题
πω h( 3R 2 + R 1 ) Σ= 2g
2
2
2
碟片式离心机
2πω s( R 2 − R 1 ) Σ= 3g tan θ
2
3
3
卧螺机
πl1ω ( 3R 1 + R 2 ) πl 2ω ( R 2 + 3R 2R 1 + 4R 1 ) Σ= + 2g 4g
2 2
2
2
2
2
6. 离心机的生产能力
明流
暗流
2. 板框压滤机的特点
结构简单、操作容易、故障少、保养方便，机器使用 寿命长，所需辅助设备少 对物料的适应性强，既能分离难以过滤的低浓度悬浮 液和胶体悬浮液，又能分离料液黏度高和接近饱和状态 的悬浮液 2间选用 过滤面积选择范围广，可在3~1250m2 滤饼含湿量较低 固相回收率高、滤液澄清度好 滤布的检查、洗涤、更换较方便 过滤操作压力大，可达1 MPa，过滤操作稳定 造价低、投资小 间歇操作，辅助时间长，劳动强度大

《制药工程原理与设备》第04章萃取-固液提取


萃取 vs. 溶解
萃取与溶解相比，提取效率更 高，能够更好地分离目标化合 物。
萃取 vs. 结晶
萃取与结晶相比，操作简便， 适用性更广泛，能够达到更高 的纯度。
本章小结
本章介绍了萃取-固液提取的基本原理和特点，采用的设备和工艺流程，以及 其在制药工业中的应用。与其他技术相比，固液提取具有独特的优势和应用 前景。
固液提取可使用多种设备，如搅拌提取 罐、移液器和离心机等，根据需要选择 合适的设备。
参数控制
控制温度、搅拌速度和溶剂浓度等参数， 以获得理想的提取效果。
不同的可操作性和可扩展性
可操作性
固液提取方法在实验室和工业生产中均易于操作， 可以根据需求进行适当的调整。
可扩展性
固液提取可扩展到大规模生产，满足制药工业的需 求。
此方法在制药工业中的应用
中药提取
固液提取在中药制备过程中 广泛应用，能够提取中药中 的有效成分。
天然物合成
固液提取可用于合成复杂天 然物，提取所需的关键中间 体。
药物纯化
固液提取可用于药物纯化， 提高药物的纯度和质量。
与其他技术的比较
萃取 vs. 蒸馏
萃取与蒸馏相比，适用范围更 广，可以分离更多类型的化合 物。
固液提取是一种特殊的萃取方法，它在固体物质和液体溶剂之间建立物质转 移的平衡，实现目标化合物的提取。其特点是操作简便，适用性广泛，且可 以实现高纯度的分离效果。
采用的设备和工艺流程
1
工艺流程
2
固液提取的基本工艺流程包括料液混合、
溶剂提取、相分离、溶剂回收等步骤，
确保理与设备》 第04章萃取-固液提取
萃取-固液提取是一种重要的分离技术，它利用溶剂从固体物质中提取目标化 合物。本章将介绍它的原理、设备、工艺流程以及在制药工业中的应用。

常见固液分离设备的型号编制

固液分离设备的型号编制参照GB/T4774《过滤与分离名词术语》：固液分离设备，包含固液分离预处理技术（包括增浓、澄清、沉降、气浮、凝聚与絮凝、助滤技术等）、过滤介质、后处理技术（包括洗涤.脱液等）以及离心机、分离机、离心萃取设备、过滤机（包含压榨过滤设备）、过滤器、膜过滤、气浮设备、旋流器等机械设备。

按照原有分类体系设定，初略可归类为：离心设备、过滤设备、重力浓缩与沉降设备、萃取设备、气浮设备、膜过滤设备。

根据机械结构形式，叠螺式污泥脱水机、真空过滤机等都属于过滤设备，石膏脱水系统设备多属于板框式压滤机。

格栅类及其他拦(清)污设备中的多属于转台过滤机，软化水、纯水生产装置和水预处理装置多属于膜过滤设备，工业废水处理设备按照设备结构形式覆盖了离心机、过滤机、膜过滤、过滤器、浓缩与沉降设备等多种设备类型。

一、离心设备（一）常规离心设备依据GB/T7779《离心机型号编制方法》，离心机型号由基本代号、特性代号、主参数、转鼓与分离物料相接触部分材料代号四部分组成。

具体表示方法如下：改型代号：按A、B、C……与分离物料相接触部分的材料代号：按表2主参数：按表1特性代号：按表1基本代号：按表1离心机型号的基本代号按类别、型式、特征的分类原则编制。

基本代号和特性代号均用名称中有代表性的大写汉语拼音字母表示。

基本代号特性代号主参数类别型式特征名称代号名称代号名称代号名称代号名称单位三足式离心机S过滤型沉降型组合型—CZ人工上卸料抽吸上卸料吊袋上卸料人工下卸料刮刀下卸料拉袋卸料虹吸式翻壳式SPDXGLHQ--转鼓内径mm平板式离心机P上悬式离心机X过滤型—刮刀卸料G人工操作全自动操作-Z转鼓内径mm人工卸料R重力卸料Z离心卸料L1刮刀卸料离心机G过滤型沉降型虹吸过滤型-CH宽刮刀K斜槽推料螺旋推料隔爆密闭双转鼓型-LFMS转鼓内径mm窄刮刀Z活塞推料离心机H过滤型—单级Y圆柱型转鼓柱锥型转鼓加长转鼓双侧进料-ZCS最大级转鼓内径mm双级R三级S四级I离心卸料离心机1过滤型立式L普通式反跳环式固定导向螺旋式可调导向螺旋式-TDK转鼓内径mm卧式W振动卸料离心机Z过滤型立式L曲柄连杆激振偏心块激振电磁激振QPD转鼓内径mm卧式W进动卸料离心机J过滤型立式L转鼓内径mm卧式W翻袋卸料离心机F过滤型—卧式W普通型转鼓内径mm加压型Y螺旋卸料沉降离心机L沉降型沉降过滤组合型沉降碟片组合型ZD立式L逆流式并流式三相分离式向心泵输液高转速螺旋挡板密闭隔爆-BSXGYMF最大级转鼓内径×转鼓工作长度mm×mm卧式W螺旋卸料过滤离心机L过滤型过滤沉降组合型LX立式L密闭隔爆MF最大级转鼓内径×转鼓内腔工作长度mm×mm卧式W转鼓内径指转鼓最大内径。

化工设备机械基础第七版答案

化工设备机械基础第七版答案第一章：化工设备机械概述1.1 化工设备机械的定义和分类化工设备机械是指在化工生产过程中用于物料输送、混合、分离、反应、加热、冷却、传热和杂项处理等的机械设备。

根据其功能和特点，可以将化工设备机械分为输送设备、混合设备、分离设备、反应设备和传热设备等几大类。

1.2 化工设备机械的工作原理和基本组成化工设备机械的工作原理是根据化工过程中的要求，通过施加外力、传递能量和控制流体的运动来完成特定的物料处理工作。

基本组成包括机械主体、动力装置、传动部件、控制系统和附属设备等。

1.3 化工设备机械的性能指标和技术要求化工设备机械的性能指标包括生产能力、输送能力、混合效果、分离效率、反应速度、传热效果等。

技术要求包括安全可靠、耐腐蚀、操作方便、维护简单等。

第二章：输送设备2.1 输送设备的概述和分类输送设备是化工设备机械中用于物料输送的设备。

根据输送原理和输送介质的不同，可以将输送设备分为机械输送设备、液体输送设备和气体输送设备等几大类。

2.2 机械输送设备机械输送设备主要包括皮带输送机、链条输送机、螺旋输送机和刮板输送机等。

它们的工作原理和结构特点各有不同，适用于不同的物料输送需求。

其中，皮带输送机具有输送能力大、速度可控的特点；链条输送机适用于输送重载物料；螺旋输送机适用于输送散状物料；刮板输送机适用于输送粘稠物料。

2.3 液体输送设备液体输送设备主要包括泵类设备和管道设备。

泵类设备包括离心泵、容积泵和潜水泵等，用于将液体从一个地方输送到另一个地方；管道设备包括管道、阀门和管件等，用于控制液体的流动和输送方向。

2.4 气体输送设备气体输送设备主要包括风机、压缩机和气体管道等。

风机用于输送气体和增加气体的压力；压缩机用于将气体压缩为高压气体；气体管道则用于输送和控制气体的流动。

第三章：混合设备3.1 混合设备的概述和分类混合设备是化工设备机械中用于混合不同物料的设备。

根据混合方式和混合物料的性质不同，可以将混合设备分为机械搅拌设备、液体混合设备和固体混合设备等几大类。

许学勤-食品工厂机械与设备-第四章-分离机械与设备


深层过 滤
• 深层过滤是由粒状床层，普通为砂、煤炭或陶 瓷、塑料、金属等粉末或纤维经表面融结形成 的多孔介质进行的澄清过滤。
• 深层过滤的特点是固体颗粒的捕捉在过滤介质 内部形成的孔隙中进行，它可以阻挡比过滤介 质孔隙更小的颗粒。其过滤机理非常复杂。
过滤速度的强化
• 一、降低滤饼比阻力 ： • 1.添加电解质、絮凝剂、凝固剂 • 2.加硅藻土等助滤剂
• 机理：表面吸附胶体及不可压缩型格子结构
• 常用助滤剂：硅藻土，珍珠岩，活性炭
• 应用优化因素 a 单位质量助滤剂的滤液最大产量 b 使用周期 c 流速
助滤剂
• 助滤剂是过滤介质的一种，大多是分散的 颗粒状物质，常用的有硅藻土、膨胀珍珠 岩、炭和纤维素等。
• 它们有中等孔的尺寸(1.1—30pm)，有的有 高硬度(不可压缩性)，能悬浮在液体 中， 并且能在多孔的隔板或过滤网上形成稳定 的滤饼层(预敷层)，该滤层孔隙相对大、 渗透性好、不可压缩。
• 二、降低滤液粘度
• 三、降低悬浮液中悬浮固体的浓度
发酵液的滤饼重量比阻
q:瞬间通过单位面积的滤液 Δρ:压力差
• μ:滤液粘度 • γβ：滤饼重量比阻
• γβ=γ(Δρ)m
•
γ:滤饼比阻力 ；一般为常数
•
Δρ q=2—
m:压缩性指数（取0.8-0.5）
—————τ
•
μγβΧβ
Χβ ：通过单位体积的滤渣量
• 该型离心机属于间歇过滤式离心机。
压榨
• 压榨的目的与过滤相同，都是为了将固液 相混合物分离。
• 压榨是通过机械压缩力将液相从液固两相 混合物中分离出来的一种单元操作，在压 榨过程中液相流出而固相截留在压榨面之 间。
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1.1 液-固分离： 分离悬浮液时，悬浮液由中心进料管进入转鼓，从碟片束外缘经 碟片间隙向碟片内缘流动。因受离心力作用，固体颗粒在随液体
流动的同时沉降到各碟片的内表面，再向碟片外缘滑动，最后沉
积到鼓壁上。已澄清的液体向转鼓中心方向聚集,经溢流口或向心 泵排出。
1.2液-液分离：分离乳浊液时,乳浊液经碟片束上的进料孔进入
a.结构图4-2
b.优点：结构简，制造易，成本低。 c.缺点： 生产能力小，劳动强度大，对环境
造成污染，间歇生产。
1.2 真空转鼓过滤器 a.原理 图4-3 图4-4
三个阶段：过滤、洗涤和抽干、卸料 b.结构 图4-5 图4-6
c.优点：连续自动化生产 d.缺点：过滤、洗涤、抽干、卸料的时间无法分别调节。
（3）活门排渣碟式分离机
利用环状活门启、闭排渣口进行间歇排渣，又称自动排渣碟式分离机。整 体结构与人工排渣碟式分离机相似,特点是转鼓内有活门排渣装置，可不停 机卸除转鼓内的沉渣。操作时，由转鼓中心加料管加入悬浮液进行分离， 活门下面的密封水总压力大于悬浮液作用在活门上面的总压力，活门位置 在上，关闭排渣口。排渣时，停止加料并由转鼓底部加入操作水，开启转 鼓周边的密封水泄压阀,排出密封水,活门受转鼓内悬浮液压力的作用迅速下 降,开启排渣口。排尽转鼓内的沉渣和液体后，停止供给操作水，泄压阀闭 合,密封水压升高,活门上升关闭排渣口，完成一次工作循环。自动控制活门 排渣的方法有：①用时间继电器按预定操作周期控制排渣;②用光电管监控 分离液澄清度控制排渣;③根据转鼓内沉渣聚积程度，由压力信号或渣面信 号控制排渣。排渣时间一般为1～2秒。部分排渣的转鼓可控制更短的排渣 时间，仅排出转鼓内沉渣的一部分，不排出液体，排渣时可不停止进料,连 续分离,提高了处理能力。这种分离机最大处理量可达60米3／小时,适用于 处理固体颗粒直径为0.001～0.5毫米,固液相密度差大于0.01千克/分米3，固 相浓度小于10％的悬浮液和乳浊液。
一、过滤过程简介
1.过滤：用过滤介质讲液固混合物分离的过程。 2.过滤介质：包括滤布、滤网（不锈钢和黄铜）、刚性多孔介质（烧结 陶瓷、塑料、金属）、松散固体介质（硅藻土、珍珠岩粉、 细纱、活性炭、白土等） 3.分类：
表层过滤
按分离机制
深层过滤
二、真空过滤设备
1. 原理：利用真空在过滤介质两面产生压力差，使液体透过，固体截留。 1.1 真空抽滤机
第一节 过滤设备
概述
• 生物工业中，一般都需要从发酵液中除去菌体以得到 产品，或从培养基中除去未溶解的残余固体颗粒以便后 续加工，如啤酒生产中麦汁的过滤，啤酒酵母的过滤分 离。另外，在提取过程中，也经常遇到晶体与母液的分 离问题。它们都属于化工单元操作中的液一固分离过程。 • 微生物发酵的悬浮液中，固体粒子的性质差异很大， 且具有一定的可压缩性，使得分离较一般化工产品的分 离更加困难。通常分离前先对悬浮液进行预处理，改变 液体的物理性质，再选择适宜的分离手段和操作条件， 达到分离的目的。 • 液一固分离过程常采用沉降和过滤两种操作来完成。 沉降有重力沉降和离心沉降之分，过滤则有常压、加压、 真空及离心过滤不同形式。
3. 应用范围
广泛应用于从发酵液中回收菌体、抗生素及疫苗
<一>原理
1.离心沉降速度 颗粒在离心场中受到离心力、向心力、阻力，重力可忽略不计。其 切向速度ut，离心沉降速度计算式可推导为：
离心沉降速度ur
在层流区符合斯托克斯定律，即：
4d s s ut2 3 R
d s2 s ut2 层流区沉降速度ur 18 R
1.3真空带式过滤器 1.3.1托盘带式过滤器 1.3.1.1往复托盘带式过滤器
原理：图4-9
1.3.1.2固定托盘带式过滤器 a.特点：托盘固定不动
b.滤布运动：图4-10
加料阶段 注意：仅上半圈滤布运动，下半圈不动（棘齿轮锁紧），没真空， 两个阶段 不过滤，但洗涤一直开启。 过滤和卸料阶段
1.3.1.3水平带式过滤器 a.解决过滤带和真空连接的方式：图4-11 b.摩擦条的作用： ①密封缝隙（真空箱和滤布拖带之间） ②隔离、防磨损 见图4-12 c.工作原理：图4-13
5. 适用范围：固体含量稍高的悬浮液澄清
四、碟片式离心机
转鼓内装有一叠锥形碟片，用离心沉降法分离乳浊液和低
浓度悬浮液组分的。碟式分离机可在密闭、高温、低温、加压
和真空等条件下操作，用于从牛奶中提取奶油和果汁、啤酒、 动植物油、变压器油等的净化，以及酵母浓缩和从动物血浆中
提取血清等。
1. 原理
图1
三、加压过滤设备
1. 原理：在过滤介质滤液一侧施加压力，使液体通过，固体截留在介质表面实现 固液分离。 2. 过滤设备 2.1 板框压滤机 a.结构：“板”和“框”交替叠加，见图4-15、4-16、4-17、4-18 b.优点：①体积小，过滤面积大且可调，生产能力大。 ②结构紧，制造易，价格低。 c.缺点：间歇生产，劳动强度大。 d.适用范围：适用范围大（过滤面积大、流量大）, 在制药、化工、食品等行业
有广泛用途,特别适用于中成药料液的过滤,效果甚佳 。
e.操作过程： ①清洗板框并盖滤布。 ②安装入框架内并压紧。
③过滤。 ④停止过滤（滤液进口压力表迅速上升）
⑤拆卸、清洗滤布板框
2.2 板式压力机
a.结构：只有“板”而无“框”且“板”结构特别，见图4-19、4-20 b.工作原理：图4-21
b.优点：结构更紧凑，操作相对更容易一些。
1.3.1.4带式过滤器的操作方式
并流洗涤 图4-13
逆流洗涤 图4-14
1.3.1.5 优缺点和适用场合
a. 优点：①连续操作，洗涤可逆、可并。 ②操作弹性大。 b. 缺点：控制复杂，制造难度大，贵重，材质要求高（滤布和滤布托带） c. 适用范围：① 固体沉淀较快的滤液 ② 滤饼易产生裂缝的滤液
R——颗粒的旋转半径,单位是m。
2.离心分离因数
离心加速度与重力加速度之比称为离心分离因数，用Kc表示。
2 ut2 ut 因离心加速度 所以 kC = R Rg kC是离心分离的重要指标，是衡量离心机的分离能力大小的重要
③残液吹扫。（后常需洗涤） ⑤卸料。
2.4 垂直加压叶滤机
a.结构和原理：图4-24、4-25 b.形式： ①垂直加压叶滤机
②卧式垂直加压叶滤机
图4-26
c.优点：卸料检修清理易，密封简（无转动）。 c.缺点：滤饼易脱落，垂直加压叶滤机上部需预留较大空间。 d.适用范围： 同水平板式压滤机 e.操作过程：同水平板式压滤机（卸料略微不同）
第二节 离心沉降设备
离心沉降：利用离心力使不同密度的液固或液液混合物分离的方法。 离心沉降设备：实现离心沉降的设备。
常用在普通过滤难以达到目的的固液分离或溶液澄清。
一、管式离心机
1. 原理及结构：图4-40 图10-23 2. 优点：结构简、转速高（分离因数高达15000-65000 ）、
沉降效果最好。
2.5 纳式过滤器
a.结构：图4-29、4-30 b.特点： 搅拌和刮刀可升降。
c.操作过程：图4-32
c.优点：综合了上述设备优点 d.缺点：间歇操作，滤饼较粘时出料困难 e.适用范围： 广且可进行化学反应。见P46
四、离心过滤设备
1. 原理：利用离心力迫使液体通过过滤介质，使固液分开。 2. 过滤设备 2.1 三足离心机 a.外形及结构：见图4-34、4-35 b.优点：①能力强，滤饼干。 ②结构简，制造易，价格低。 c.缺点： 间歇生产，劳动强度大，能耗高。 d.适用范围：常规使用，滤液易燃、有毒、有腐蚀时慎用 。 e.操作过程： ①开机。 ②加料过滤。
③甩干。
⑤甩干
④洗涤。
⑥停机，挖出滤饼。
2.2 自动下出料离心机 a. 结构：多一刮刀和固体出料口，见图4-36 b.优点：①能力强，滤饼干。 ②自动连续生产，劳动强度低。 c.缺点及适用范围： 价格贵，不适合滤饼太粘的料液。
d.操作过程：图4-37
2.3 自动卸料卧式离心机 a. 结构：见图4-38，4-39 b.优点：①占地面积小，可自动连续生产。 ②滤饼厚度均匀（不受重力影响）。 c.缺点及适用范围： 结构复杂，对转轴要求高；进料要均匀。 d.适用场合及操作过程：和立式相同。见图4-40
各碟片间隙，按密度不同分为重液和轻液，重液沿碟片内表面 向转鼓壁流动，轻液向中心流动，经溢流口和向心泵分别排出。
进料孔位置应在重液层与轻液层的交处。此处称为中性层,其半
径 式中k为重液与轻液的密度比，R1和R2 分别
为重液和轻液的排出口半径。进料孔与中性层不重合时，排出 的重液或轻液就不纯净，此时可改变重液或轻液排出口半径来 调整中性层位置。由于转鼓内的液体被碟片束分为许多薄层，
3. 缺点：固体沉淀需手工移出，泡沫含量高的悬浮液分离效 果差。 4. 适用范围：固含量低于1%，颗粒度0.01~100微米，黏度 大的悬浮液澄清或固液两相密度差较小乳浊液或悬浮液的分离， 如油水、蛋白质、青霉素、香精油等。 5. 种类：GQ型（分离悬浮液）及GF型（分离乳浊液） 6.型号：类型代号+转股直径 105mm 如GF105中105指转股直径
分离在薄层内进行，离心沉降的距离很短，显著提高了分离速
度。碟式分离机的分离因数较高,达4000～10000，并因转鼓内 的碟片数量多，显著扩大了沉降面积，分离效率较高。
1.3向心泵:具有固定在机壳上静止不动的叶轮，叶轮外缘浸没 在与转鼓同步旋转的分离液层内，分离液由叶轮外缘进入弧形
流道，流至叶轮中心排液管排出。叶轮将旋转液体的动能转变
二、套管式离心机
1. 原理及结构：图4-41
2. 优点：结构紧凑、固体颗粒能分级沉淀。
3. 缺点：固体沉淀清除难。
4. 适用范围：固体含量较少的悬浮液澄清