《过滤与沉降》PPT课件.ppt

第六章第六章 过滤与沉降过滤与沉降中药制药工程原理与设备中药制药工程原理与设备eg.毛冬青干浸膏粉工艺流程毛冬青干浸膏粉工艺流程中药萃取液分离的前后中药萃取液分离的前后分离分离分离方法：分离方法：过滤过滤；沉降。沉降。重点了解过滤的基本操作过程、典型的设重点了解过滤的基本操作过程、典型的设备，了解过滤方程；备，了解过滤方程；掌握重力沉降的基本原理、典型设备及应掌握重力沉降的基本原理、典型设备及应用；用；了解离心沉降的工作原理；了解离心沉降的工作原理；过滤与沉降过滤与沉降均相物系均相物系 凡物系内部各处物料的性质均匀而不存在相界面的物系。物系物系非均相物系非均相物系 凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质完全不同的物系。按照连续相的不同可分为气态非气态非均相均相和液态非均相液态非均相概述概述 分离的目的分离的目的回收有用的物质回收有用的物质净化分散介质净化分散介质环境保护和安全生产环境保护和安全生产 机械分离方法机械分离方法 过滤过滤 沉降沉降概述概述第一节第一节 过滤过滤过滤：利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过过滤：利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作单元操作。滤浆：过滤操作中所处理的悬浮液滤浆：过滤操作中所处理的悬浮液 滤浆：通过多孔介质的液体滤浆：通过多孔介质的液体 滤渣（滤饼）：被截留住的固体物质滤渣（滤饼）：被截留住的固体物质 滤推动力：重力、离心力、压力。过滤设备中常采用的的滤推动力：重力、离心力、压力。过滤设备中常采用的的是后两种方式产生的压力差作为过滤操作的推动力。是后两种方式产生的压力差作为过滤操作的推动力。过滤操作的基本概念过滤操作的基本概念过滤方式过滤方式1.1.表面过滤表面过滤 （滤饼过滤）（滤饼过滤）特点特点：固体颗粒呈饼层状沉积于过滤介质的上游一侧，形成滤饼层。适用适用：处理颗粒含量较高的悬浮液，是化工生产中的主要过滤方式。过滤方式过滤方式2.2.深层过滤深层过滤悬浮液过滤介质滤液深层过滤特点：特点：固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状过滤介质内部，过滤介质表面上无颗粒层形成。适用适用：悬浮液中颗粒尺寸甚小而且含量甚微的场合。过滤方式过滤方式3.3.加压过滤和减压过滤加压过滤和减压过滤过滤方式过滤方式4.4.错流过滤错流过滤用于超滤工艺用于超滤工艺 1织物介质织物介质：棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属网等 2 粒状介质粒状介质：活性炭。用于制剂用水预过滤。3多孔固体介质多孔固体介质：由陶瓷、塑料、金属等粉末烧结成型而制得的多孔性板状或管状介质。4微孔滤膜微孔滤膜：高分子材料制成的薄膜状多孔介质。过滤介质过滤介质过滤介质与过滤介质与“去毒去毒”单元操作的思单元操作的思考考研究前沿：研究前沿：MOFMOF材料材料 压缩性压缩性 不可压缩滤饼不可压缩滤饼：推动力时，空隙不变；阻力随厚度；可压缩滤饼可压缩滤饼：推动力时，空隙，阻力。滤饼的的压缩性和助性和助滤剂 助滤剂助滤剂 目的目的：减小过滤阻力；使用方法：使用方法：预涂法、预混法。要求：要求：助滤剂应能较好地悬浮于料液中，颗粒大小合 适，助滤剂中还不应含有可溶于滤液的物质。注意：注意：当滤饼是产品时不能使用助滤剂。过滤机过滤机1.板框压滤机板框压滤机2.全自动板式加压过滤机全自动板式加压过滤机3.高分子精密微孔过滤机高分子精密微孔过滤机4.转筒真空过滤机转筒真空过滤机1.板框压滤机板框压滤机过过滤滤操操作作：过滤阶段悬浮液从通道进入滤框，滤液在压力下穿过滤框两边的滤布、沿滤布与滤板凹凸表面之间形成的沟道流下，既可单独由每块滤板上设置的出液旋塞排出，称为明流式；也可汇总后排出，称为暗流式。框 板 框 板洗涤板非洗涤板悬浮液滤液板非洗涤板1.板框压滤机板框压滤机洗洗涤涤操操作作：洗涤液由洗涤板上的通道进入其两侧与滤布形成的凹凸空间，穿过滤布、滤饼和滤框另一侧的滤布后排出。洗涤液的行程（包括滤饼和滤布）约为过滤终了时滤液行程的2倍，而流通面积却为其1/2，故洗涤速率约为过滤终了速率的1/4。洗涤液洗出液框 板 框 板洗涤板非洗涤板板非洗涤板洗洗涤涤终终了了，若有必要可引入压缩空气使滤饼脱湿后再折开过滤机卸出滤饼，结束一次过滤操作。然后清洗、整理、重新组装、准备下一次操作。1.板框压滤机板框压滤机板框式过滤机的主要特点：结构简单，占地少，操作方便，生产能力大，适应力强，适合小批量间歇式生产，主要以半自动工作方式为主。缺点是：效率较低（周期较长，滤布损耗大），劳动强度大，1.板框压滤机板框压滤机2.全自动板式加压过滤机全自动板式加压过滤机可避免药液污染，可避免药液污染，整个过程全自动。整个过程全自动。3.高分子精密微孔过滤机高分子精密微孔过滤机对含有胶质及黏软悬浮颗粒的中药浸提液有显著优势。滤液在介质中三维流向。全部自动化。4.转筒真空过滤机转筒真空过滤机是一种连续式过滤机，工业应用较为广泛。4.转筒真空过滤机转筒真空过滤机110987654321817161514131112动盘动盘转筒及分配头的结构转筒及分配头的结构定盘定盘l过滤区过滤区(12区区)，f 槽槽;l洗涤区洗涤区(34区区)，g槽槽;l干燥卸渣区干燥卸渣区(56区区)，h 槽槽;f 槽槽h 槽槽g 槽槽4.转筒真空过滤机转筒真空过滤机转筒真空过滤机的主要特点：自动化程度高，劳动强度小，生产能力大，滤饼厚度可自由调节，适合量大且容易过滤的物料。缺点是：附属设备多，设备投资费用高，过滤推动力小，滤饼含液量大。4.转筒真空过滤机转筒真空过滤机过滤方程过滤方程第一节第一节 沉降沉降沉降操作是指在某种力场中由于非均相物系分散相沉降操作是指在某种力场中由于非均相物系分散相和连续相之间存在和连续相之间存在密度差异密度差异，在力的作用下使之发，在力的作用下使之发生相对运动而实现分离的操作过程。生相对运动而实现分离的操作过程。一、沉降速度1.重力沉降重力沉降 Fb Fd Fg 颗粒受力分析：以球形颗粒为研究对象重力：流体对颗粒的浮力：流体对颗粒的阻力：1.重力沉降重力沉降层流区层流区(Stokes区区)过渡区过渡区(AllenAllen区区)湍流区湍流区(牛顿区牛顿区)1.重力沉降重力沉降 层流区层流区 10-4Ret11.重力沉降重力沉降 (1)降尘室降尘室 结构及工作原理结构及工作原理 入口截面：矩形 随气体的水平流速ug；颗粒沉降速度ut。颗粒运动速度分解：颗粒运动速度分解：集尘斗气体入口气体出口降尘室含尘气体净化气体颗粒降尘室操作示意图 重力沉降设备重力沉降设备LBH颗粒的停留时间颗粒的停留时间 颗粒的沉降时间颗粒的沉降时间 颗粒分离颗粒分离(沉降沉降)条件条件含尘气体净化气体 重力沉降设备重力沉降设备2.离心沉降离心沉降进气排气出灰口 旋风分离器示意图B总结总结 过滤的基本操作过程、典型的设备，熟过滤的基本操作过程、典型的设备，熟练掌握恒压过滤的操作及计算；练掌握恒压过滤的操作及计算；重力沉降的基本原理、典型设备及应用；重力沉降的基本原理、典型设备及应用；离心沉降的工作原理；离心沉降的工作原理；