分离原理与设备

关于分离原理与设备固-液分离常用术语过滤（包括超滤）：利用混合物中各物质粒径的不同，以某种多孔物质为筛分介质，将液体与混悬于其中的粒子分开的操作。萃取（提取）：指用溶剂把固体物料中的某些可溶组分（固体或液体）提取出来，使之与固体不溶部分分离的过程。“相似相容”。离心：利用离心力使液相非均一系分离的一种方法，比如混悬液或乳浊液。第2页,共34页，2024年2月25日，星期天一、过滤1.类型表面过滤（饼层过滤）深层过滤第3页,共34页，2024年2月25日，星期天2.过滤介质孔隙率ε：过滤介质内毛细管的体积与过滤介质表观体积之比，ε值愈大，说明毛细孔愈多。应根据过滤的目的选择过滤介质。滤纸：外用液体制剂常用，平均孔径1-7µm，使用前需用环氧乙烷消毒灭菌。滤布：预滤，有长纤维和短纤维之分，如需滤饼者以长纤维为宜，需滤液则选择短纤维。烧结金属：将金属粉末烧结成多孔过滤介质可用来过滤较细的微粒，如采用不锈钢、合金、金属钛等制造过滤板。不同材质，性能各异。第4页,共34页，2024年2月25日，星期天石棉：孔隙率10%，可耐温至150℃，化学稳定性优良，对细菌及热原的除去性能较高，主要用于无菌饮料、注射液的过滤。缺点是滤材碎屑易混入药液。多孔塑料：聚氯乙烯、聚丙烯等。多孔玻璃：多孔玻璃是烧结而成，对碱不稳定。可耐高温（230-250℃）。多孔陶瓷：多用于精滤，过滤原理是筛分效应和静电吸附。纤维素酯微孔滤膜：材料有纤维素酯类、聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯（PTFE）。第5页,共34页，2024年2月25日，星期天3.助滤剂可压缩滤饼：颗粒较软，形成的滤饼在压力下变形，滤饼中通道变小，阻力增加。不可压缩滤饼：颗粒具有一定刚性，形成的滤饼在压力作用下基本不变形，孔隙率高，易过滤。对易形成可压缩滤饼的滤液，根据实际情况，选择性添加助滤剂。助滤剂有硅藻土、珍珠岩、炭粉和纤维粉末等。添加方法：一是先形成助滤层，再过滤；二是先于混悬液混合同时过滤。注意如需要的产品是滤饼，则不许加入助滤剂。第6页,共34页，2024年2月25日，星期天4.过滤设备分类操作方法：间歇式和连续式过滤介质：粒状介质过滤器、多孔介质过滤器、滤布介质过滤器和膜滤器等。推动力：重力过滤、加压过滤和真空过滤。选择设备，考虑因素溶液性质固体悬浮物性质产品的类型及价格第7页,共34页，2024年2月25日，星期天4.1板框压滤机优点：构造简单、过滤面积大、动力消耗少、过滤推动力大等。缺点：间歇式、操作劳动强度大、洗涤时间长、不彻底等。现自动化程度有所提高。第8页,共34页，2024年2月25日，星期天板框压滤机第9页,共34页，2024年2月25日，星期天板框压滤机第10页,共34页，2024年2月25日，星期天4.2多孔聚乙烯烧结管过滤器结构：多孔烧结管应用：悬浮液中含少量固体的澄清液的过滤。一般联合应用。第11页,共34页，2024年2月25日，星期天4.3微孔滤膜过滤器结构：微孔滤膜、多孔筛板等。根据膜的不同，应用较为广泛。注意：微孔滤膜强度较低，不能使液体反向流动。第12页,共34页，2024年2月25日，星期天二、超滤概述：一般认为超滤是一种筛孔分离过程。超滤技术又称为分子筛分技术，介质是超滤膜。装置板式超滤膜组件：多孔板支持滤膜。管式超滤膜组件：筒管内壁或外壁，分为内压式和外压式。进料截留量面积较大，但单位体积的滤过面积比卷筒式和中空纤维式膜小。卷筒式超滤膜组件：中空纤维式超滤膜组件：第13页,共34页，2024年2月25日，星期天三、固-液萃取（提取）（一）浸渍法及设备浸渍法是将粉碎或切制的一定量药材置于浸取器中，注入一定量的溶剂，使固液接触，经过一定时间，再分离药液与药渣的操作。分为冷浸法和热浸法。特点：溶剂用量大、药液浓度较稀，简单易行、效率较低。不适宜贵重和有效成分含量低的药材。第14页,共34页，2024年2月25日，星期天第15页,共34页，2024年2月25日，星期天（二）渗漉法及其设备渗漉法是将适度粉碎的药材置渗漉筒中，由上部不断添加溶剂，溶剂渗过药材层向下流动过程中浸出药材成分的方法。结构：渗漉筒材质：铝、不锈钢、陶瓷、玻璃等形状：不膨胀药材，宜选用圆筒形渗漉器膨胀药材，宜选用圆锥形渗漉器第16页,共34页，2024年2月25日，星期天渗漉法的步骤：润湿膨胀填装：填料均匀，不得留有较大的空隙。浸渍：加入一定量溶剂，排尽药材层空气。渗漉：打开下部旋塞，以一定速度渗漉，并在上部补充溶剂，使液面始终没过药材的顶层。第17页,共34页，2024年2月25日，星期天多级逆流接触萃取及其设备原理：多级逆流液相萃取第18页,共34页，2024年2月25日，星期天新型固-液萃取器移动床式萃取器浸液式萃取器固体排出式萃取器固体分散式萃取器第19页,共34页，2024年2月25日，星期天Bollman萃取器全图Bollman萃取器顶部移动床式萃取器第20页,共34页，2024年2月25日，星期天四、离心分离1.简介是指利用离心力以使液相非均一相进行分离的一种方法。类型：离心过滤、离心沉降和离心分离（通常特指乳浊液的分离）分离原理：离心力与向心力；离心分离因数（α），α愈大、离心力愈大，有助于液体的分离。第21页,共34页，2024年2月25日，星期天2.设备2.1三足式离心机：有过滤式和沉降式两类，两类主要区别是转鼓结构。优点：适应性强、操作方便、结构简单、制造成本低等。缺点：生产能力较低、对微细混悬颗粒分离不完全。第22页,共34页，2024年2月25日，星期天三足式沉降离心机三足式过滤离心机第23页,共34页，2024年2月25日，星期天2.2沉降式与分离式离心机对各种胶体液体和煎煮中药溶液采用沉降式离心机；对乳浊液的分离则采用分离式离心机。分离式离心机第24页,共34页，2024年2月25日，星期天气-固分离气体中悬浮固体粉末，需要回收或除去。原理：利用气体与固体在性质上的差异。分离类型：干法、湿法和电净制第25页,共34页，2024年2月25日，星期天一、干法重力沉降：利用重力作用使悬浮的微粒沉降，适用于大颗粒分离的初步净化，40µm以上的颗粒。惯性分离：利用气流中固体颗粒的惯性进行分离，15µm以上的颗粒.离心沉降：利用离心力作用，称为旋风分离器。通常对5～10µm以上的粒子，适用于中等粒子净化要求。过滤净制：常用布袋作为过滤介质，又称袋式除尘器或袋滤器。过滤效率较高。实际生产过程中，常多种形式的组合使用，以增强分离效果。第26页,共34页，2024年2月25日，星期天二、设备及影响因素1.旋风分离器第27页,共34页，2024年2月25日，星期天2.影响性能的因素粉尘特性：气流特性：包括气体流速（不是越高越好，一定范围内随着流速增加性能增加）、含尘浓度（浓度高，利于分离）等。旋风分离器尺寸：直径（一定范围内，较小的效率高）、气流排出管直径与位置、筒体长度。分离器结构：进气口的位置及型式（进口一般有两类：轴向进口与切向进口）、内壁粗糙度、排灰装置第28页,共34页，2024年2月25日，星期天第29页,共34页，2024年2月25日，星期天切向进口的两种型式第30页,共34页，2024年2月25日，星期天3.几种常见的旋风分离器C-除尘器、L-离心、T-筒式、P-旁路式，A/B为产品代号。CLT型CLT/ACLP扩散式旋