《过滤与沉降》PPT课件.ppt

第六章 过滤与沉降,中药制药工程原理与设备,eg.毛冬青干浸膏粉工艺流程,中药萃取液分离的前后,分离,分离方法： 过滤 ；沉降。,重点了解过滤的基本操作过程、典型的设备，了解过滤方程； 掌握重力沉降的基本原理、典型设备及应用； 了解离心沉降的工作原理；,过滤与沉降,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,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均相和液态非均相,概述,分离的目的,回收有用的物质 净化分散介质 环境保护和安全生产,机械分离方法, 过滤 沉降,概述,第一节 过滤,过滤：利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（过滤介质），使悬浮液中固液得到分离的单元操作。 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,过滤方式,1. 表面过滤 （滤饼过滤）,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：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,2. 深层过滤,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：悬浮液中颗粒尺寸甚小而且含量甚微的场合。,过滤方式,3. 加压过滤和减压过滤,过滤方式,4. 错流过滤,用于超滤工艺,1 织物介质：棉、麻、丝、毛、合成纤维、金属网等 2 粒状介质：活性炭。用于制剂用水预过滤。 3 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：高分子材料制成的薄膜状多孔介质。,过滤介质,过滤介质与“去毒”单元操作的思考,研究前沿：MOF材料,滤饼的压缩性和助滤剂,助滤剂 目的：减小过滤阻力； 使用方法：预涂法、预混法。 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：当滤饼是产品时不能使用助滤剂。,过滤机,1. 板框压滤机 2. 全自动板式加压过滤机 3. 高分子精密微孔过滤机 4. 转筒真空过滤机,1.板框压滤机,过滤操作：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,洗涤操作：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,洗涤终了，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,2. 全自动板式加压过滤机,可避免药液污染，整个过程全自动。,3. 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,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,转筒及分配头的结构,过滤区(12区)，f 槽; 洗涤区(34区)，g槽 ; 干燥卸渣区(56区)，h 槽;,f 槽,h 槽,g 槽,4.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,过滤方程,第一节 沉降,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密度差异，在力的作用下使之发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,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,层流区(Stokes区),过渡区(Allen区),湍流区(牛顿区),1. 重力沉降, 层流区 10-4Ret1,1. 重力沉降,(1) 降尘室 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：,重力沉降设备,L,B,H,颗粒的停留