食品工程原理-过滤课件

1、3.2 过滤3.2.1 过滤基本原理3.2.2 过滤设备3.2.3 过滤基本理论3.2.4 过滤计算返回3.2 过滤3.2.1 过滤基本原理返回一、 过滤固液混合，外力驱动，多孔介质，颗粒截留，液体通过3.2.1 过滤基本原理一、 过滤固液混合，外力驱动，多孔介质，颗粒截留，液体通过3说明：名词：过滤介质；滤浆；滤渣(饼)；滤液过程推动力：重力；压力(差)；离心力滤饼过滤与深层过滤操作目的：固体或清净的液体洗涤回收滤饼中残存的滤液或除去其杂质二、 过滤介质支撑滤饼或截留颗粒，通过滤液说明：名词：过滤介质；滤浆；滤渣(饼)；滤液过程推动力：要求流动阻力小，机械强度高织物介质滤布(织物、网)，56

2、5m，工业应用广泛堆积介质固体颗粒或纤维等堆积，深层过滤 多孔固体介质：具有微细孔道的固体，13m多孔膜：有机膜、无机膜，1m以下 三、 滤饼的可压缩性和助滤剂 滤饼受压，流动阻力助滤剂加入，使滤饼疏松而坚硬要求流动阻力小，机械强度高织物介质滤布(织物、网)，53.2.2 过滤设备一、 板框过滤机 1. 结构与工作原理 3.2.2 过滤设备一、 板框过滤机 1. 结构与工作食品工程原理过滤课件1-非洗涤板；2-框；3-洗涤板；四角均开孔组装: 1-2-3-2-1-2-3-2-1-2-3-2-1滤布框的两侧滤浆由总管入框框内形成滤饼滤液穿过饼和布经每板上旋塞排出(明流)从板流出的滤液汇集于某总管

3、排出(暗流)2. 工作过程1-非洗涤板；2-框；3-洗涤板；四角均开孔组装: 1-2-横穿洗涤：洗涤液由总管入板滤布滤饼滤布非洗涤板排出洗涤面=(1/2)过滤面积洗涤液行程与滤液相同。洗涤面=过滤面置换洗涤：说明间歇操作过滤、洗涤、卸渣、整理、装合主要优缺点二、 叶滤机 横穿洗涤：洗涤液由总管入板滤布滤饼滤布非洗涤板排出食品工程原理过滤课件三、 转筒过滤机 1. 结构与工作原理 三、 转筒过滤机 1. 结构与工作原理 水平转筒分为若干段，滤布蒙于侧壁段管分配头转动盘(多孔)分配头固定盘(凹槽2、凹槽1、凹槽3) 三个通道的入口滤液真空管洗水真空管吹气管工作过程跟踪一段 当浸入滤浆中时，对应滤布

4、对应管转动盘孔凹槽2 滤液真空管 滤液通道过滤水平转筒分为若干段，滤布蒙于侧壁段管分配头转动盘(多孔)当位于水喷头下，对应滤饼、滤布对应管 转动盘孔凹槽1 洗水真空管洗水通道洗涤吹气管凹槽3转动盘孔 对应管滤布滤饼 压缩空气通道吹松 遇到刮刀 卸渣两凹槽之间的空白处：没有通道 停工两区不 致串通 主要优缺点：当位于水喷头下，对应滤饼、滤布对应管吹气管凹槽33.2.3 过滤基本理论 一、 颗粒床层的物理模型与基本参数颗粒床层一组平行细管流体通道细管内表面=床层颗粒的全部表面细管的总体积=床层空隙体积基本参数空隙率：床层的空隙体积/床层的总体积比表面积S0：颗粒表面积/颗粒体积孔道(细管)平均长度

5、l：床层厚度，即l=K0L3.2.3 过滤基本理论 一、 颗粒床层的物理模型与基本参孔道(细管)当量直径de：滤液流速u1:孔道(细管)当量直径de：滤液流速u1:二、 过滤速度及其表达 1. 定义A滤饼层总截面积；过滤时间；V滤液体积说明u1与u的关系 2. 过程推动力滤浆侧和滤液侧的压差滤饼压降介质压降二、 过滤速度及其表达 1. 定义A滤饼层总截面积；过 3. p1的表达Hagen-Poiseuille 方程4. 滤饼层的阻力 l(L)，如p不变，则u 瞬时速度恒压降速，恒速升压说明 3. p1的表达Hagen-Poiseuille u=滤饼层推动力/滤饼层阻力。滤饼阻力与滤饼层的性质、

6、L、滤液的有关。说明5. 过滤介质的阻力近似：阻力相当厚度为Le的一层滤饼6. 总推动力与总阻力其中滤饼的比阻u=滤饼层推动力/滤饼层阻力。说明5. 过滤介质的阻力近似： 7. 过滤速度的两种具体表达形式认为:AL=cV获取单位体积滤液所得滤饼体积系数：c=AL/VVe与Le对应的滤液体积。不存在，虚拟量， 与滤饼的性质有关形式1 7. 过滤速度的两种具体表达形式认为:AL=cV获取单位又认为：获取单位体积滤液所得滤饼质量 与滤浆浓度和颗粒性质有关系数：仿照可得形式2比较形式1与2 可得又认为：获取单位体积滤液所得滤饼质量系数：仿照可得形式2比三、(恒压)过滤方程式 积分形式1c、r、与时间无

7、关Ve、A、p常数过滤常数（m2/s）三、(恒压)过滤方程式 积分形式1c、r、与时间无关Ve另一写法其中说明 过滤方程式V的关系，抛物线关于过滤常数K和qe滤饼的(不)可压缩性， K, qep的关系平均r(r)p:另一写法其中说明 过滤方程式V的关系，抛物线关于其中r0(r0)为常数；不可压缩，s=0其中r0(r0)为常数；不可压缩，s=0对过滤方程进行微分微分用增量代替连续测定，q算出一系列及对应q/qq作图，直线斜率=2/K，截距=2qe/K原理二过滤方程同除以Kq测量变量相同四、过滤常数的实验测定 原理一对过滤方程进行微分微分用增量代替连续测定，q算出一系列/q q作图，直线斜率=1/

8、K，截距=2qe/K讨论实验条件必须与生产条件一致过滤机设计在不同p下测多个常数测出c或c，一定p测出Kr；多次一组（r, p）双对数坐标，直线斜率=s, 截距=r0/q q作图，直线斜率=1/K，截距=2qe/K讨论 3.2.4 过滤计算 一、间歇过滤机的计算 1. 操作周期与生产能力 操作周期总时间总时间过滤时间洗涤时间卸渣、清理、装合 设计和操作计算要基于C生产能力：一个操作周期中，单位时间内得到的滤 液或滤饼体积 3.2.4 过滤计算 一、间歇过滤机的计算 1. 操作周已知K，qe，由过滤方程，FVF Q 2. 洗涤速率和洗涤时间 一般认为：洗涤液量滤液量，即假定：洗涤液与滤液相同；洗

9、涤p与过滤时相同 洗涤速率：单位时间内通过滤饼层的洗涤液体积m3滤液/hm3滤液/h已知K，qe，由过滤方程，FVF Q 2. 洗涤速率和(1) 叶滤机的洗涤速率和洗涤时间置换洗涤 洗涤速率恒定滤饼厚度不变(2)板框压滤机的洗涤速度和洗涤时间横穿洗涤 (1) 叶滤机的洗涤速率和洗涤时间置换洗涤 洗涤速率恒定洗涤时间3. 最佳操作周期 在一个操作周期中 一般固定F，V ，但上升幅度，Q可能F ，V ，且下降幅度，Q可能洗涤时间3. 最佳操作周期 在一个操作周期中 一般固定F存在一个最优的过滤时间，使Q最大。可以证明：如忽略过滤介质阻力，则当 F +W= R时，Q可达最大。二、 连续过滤机的计算

10、1. 操作周期与过滤时间 间歇过滤机：部分时间，全部面积过滤连续过滤机：部分面积，全部时间过滤转筒过滤机，每秒n周，则C=1/n每圈用时转筒表面浸入分数：存在一个最优的过滤时间，使Q最大。可以证明：如忽略过滤介质阻一个周期中全部面积经历过滤时间部分面积，全部时间全部面积，部分时间CA 2. 生产能力 一个周期中全部面积经历过滤时间部分面积，全部时间全部面积当滤布阻力可以忽略QA，n说明，过滤面积 ，其他面积，操作不便n， F ，L，难以卸渣，功率消耗当滤布阻力可以忽略QA，n说明，过滤面积 ，其他例题3-2 在试验装置中过滤钛白的水悬浮液，过滤压力为3kgf/cm2 （表压），求得过滤常数如下：K=510-5m2/s，qe=0.01m3/m2。又测出滤渣体积与滤液体积之比c=0.08 m3/m3 。现要用工业压滤机过滤同样的料液，过滤压力及所用滤布亦与实验时相同。压滤机型号为BMY33/810-45。这一型号设备滤框空处长与宽均为810mm，厚度为45mm，共有26