1、沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 第五章第五章 沉降與過(guò)濾沉降與過(guò)濾重點(diǎn)重點(diǎn)：過(guò)濾和沉降的基本理論、基本方程：過(guò)濾和沉降的基本理論、基本方程難難點(diǎn)點(diǎn)：過(guò)濾基本方程的應(yīng)用：過(guò)濾基本方程的應(yīng)用(yngyng)、過(guò)濾設(shè)備、過(guò)濾設(shè)備第一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備p均相物系(honogeneous system): 均相混合物。物系內(nèi)部各處( ch)均勻且無(wú)相界面。如溶液和混合氣體都是均相物系。自然界的混合物分為(fn wi)兩大類：p非均相物系(non-honogeneous system): 非均相混合物。物系內(nèi)部有隔開不同相的界面(jimin)存在，且界面(jimin)兩側(cè)的物料

2、性質(zhì)有顯著差異。如：懸浮液、乳濁液、泡沫液屬于液態(tài)非均相物系，含塵氣體、含霧氣體屬于氣態(tài)非均相物系。 概述概述第二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備混合物均相混合物：所需分離的物質(zhì)在同一相中，不能用機(jī)械 的方法分離；非均相混合物：由分散物質(zhì)和連續(xù)物質(zhì)組成的一個(gè)以上的相，可以用機(jī)械的方 法分離。相界面兩側(cè)的物質(zhì)性質(zhì)不同。 固體固體：固體混合固體液體：懸浮液 固體氣體：含塵氣體 液體氣體：含霧氣體液體液體：乳濁液非均相混合物第三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備p分散相： 分散物質(zhì)。在非均相物系中，處于(chy)分散狀態(tài)的物質(zhì)。p連續(xù)相： 分散介質(zhì)。包圍(bowi)著分散物

3、質(zhì)而處于連續(xù)狀態(tài)的流體。非均相物系由非均相物系由分散相分散相和和連續(xù)連續(xù)(linx)相相組成組成第四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備p非均相物系的分離(fnl)原理： 根據(jù)兩相物理性質(zhì)(如密度(md)等)的不同而進(jìn)行的分離。p非均相物系的分離(fnl)方法： 由于非均相物的兩相間的密度等物理特性差異較大，因此常采用機(jī)械方法進(jìn)行分離。按兩相運(yùn)動(dòng)方式的不同，機(jī)械分離大致分為沉降和過(guò)濾兩種操作。第五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備p 定義(dngy)：p沉降(chnjing)力場(chǎng)：重力、離心力。 在某種力場(chǎng)的作用下，利用分散(fnsn)物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差異，使之發(fā)生相

4、對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的單元操作。p 沉降操作分類：重力沉降、離心沉降。第一節(jié)第一節(jié) 沉降沉降 Settling第六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備圖 流體繞過(guò)顆粒的流動(dòng)uFdFd與顆粒運(yùn)動(dòng)(yndng)的方向相反 當(dāng)流體相對(duì)于靜止的固體顆粒(kl)流動(dòng)時(shí)，或者固體顆粒(kl)在靜止流體中移動(dòng)時(shí)，由于流體的粘性，兩者之間會(huì)產(chǎn)生作用力，這種作用力通常稱為曳力（drag force)或阻力。只要顆粒與流體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(xin du yn dn)，就會(huì)產(chǎn)生阻力。對(duì)于一定的顆粒和流體，只要相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度相同，流體對(duì)顆粒的阻力就一樣。一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力一、顆粒運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力第七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與

5、過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 流體密度； 流體粘度(zhn d)； dp顆粒的當(dāng)量直徑； A 顆粒在運(yùn)動(dòng)方向上的投影面積； u 顆粒與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。 阻力系數(shù)，是雷諾數(shù)Re的函數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。22uAFd)()(udRpe顆粒所受的阻力(zl)Fd可用下式計(jì)算第八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備層流(cn li)區(qū)過(guò)渡(gud)區(qū)湍流(tunli)區(qū)tRe/248 . 0Re/5 .18t44.0第九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 tRe/248 . 0Re/5 .18t44.0層流(cn li)區(qū)（斯托克斯Stokes區(qū)，Re1） 注意：其中斯托克斯區(qū)的計(jì)算式是

6、準(zhǔn)確的，其它兩個(gè)區(qū)域(qy)的計(jì)算式是近似的。過(guò)渡(gud)區(qū)（艾侖Allen區(qū)，1Re500）湍流區(qū)（牛頓Newton區(qū)，500Re105） 圖中曲線大致可分為三個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的曲圖中曲線大致可分為三個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的曲線可分別用不同的計(jì)算式表示為：線可分別用不同的計(jì)算式表示為：第十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 自由沉降（free settling）： 單個(gè)顆粒在流體中沉降，或者顆粒群在流體中分散得較好而顆粒之間互不接觸互不碰撞(pn zhun)的條件下沉降。 二二、重力沉降重力沉降 重力沉降重力沉降(gravity settling)：由地球引力由地球引力作用而發(fā)生的顆粒作

7、用而發(fā)生的顆粒(kl)沉降過(guò)程，稱為重力沉降過(guò)程，稱為重力沉降沉降。1 1 沉降速度沉降速度1.1 1.1 球形顆粒的自由沉降球形顆粒的自由沉降第十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備ddumFFFdbg243)(udgddupppp根據(jù)(gnj)牛頓第二定律，顆粒的重力沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式應(yīng)為:u重力 Fg阻力 Fd浮力 Fb2422udFpdgdFppg36gdFpb36p為顆粒密度第十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 隨著顆粒向下(xin xi)沉降，u逐漸增大，du/d 逐漸減少。 當(dāng)u增到一定數(shù)值ui時(shí)，du/d =0。顆粒開始作勻速沉降運(yùn)動(dòng)。3)(4ppt

8、gdu上式表明(biomng)：顆粒的沉降(chnjing)過(guò)程分為兩個(gè)階段：沉降速度（terminal velocity） ：也稱為終端速度，勻速階段顆粒相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度。 當(dāng)du/d =0時(shí)，令u= ut，則可得沉降速度計(jì)算式加速階段；勻速階段。第十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 將不同流動(dòng)區(qū)域的阻力系數(shù)分別(fnbi)代入上式，得球形顆粒在各區(qū)相應(yīng)的沉降速度分別為： 層流區(qū)（Re1）18)(2ppgdtupptdgu3122225)(4ppdgtu)(3過(guò)渡區(qū)（1Re500）湍流區(qū)（500Re105）ut與dp有關(guān)。dp愈大，ut則愈大。層流區(qū)與過(guò)渡(gud)區(qū)中，

9、ut還與流體粘度有關(guān)。液體粘度約為氣體粘度的50倍，故顆粒在液體中的沉降速度比在氣體中的小很多。第十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備1.假設(shè)流體流動(dòng)類型；2.計(jì)算沉降速度；3.計(jì)算Re，驗(yàn)證與假設(shè)是否(sh fu)相符；4.如果不相符，則轉(zhuǎn)。如果相符，OK !求沉降速度通常(tngchng)采用試差法。沉降速度的求法：沉降速度的求法： 第十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備例：計(jì)算直徑為95m，密度為3000kg/m3的固體顆粒(kl)分別在20 的空氣和水中的自由沉降速度。smugdtpp/10797. 9310005. 11881. 9)2 .9983000(

10、)1098(18)(362計(jì)算(j sun)Re，核算流型：19244. 0Re33610005. 12 .99810797. 91095udp假設(shè)正確，計(jì)算(j sun)有效。解：在20 的水中： 20 水的密度為998.2kg/m3，粘度為1.00510-3 Pas先設(shè)為層流區(qū)。 第十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備18)(2ppgdtu1) 顆粒(kl)直徑dp:應(yīng)用：啤酒生產(chǎn)，采用絮狀酵母，dput，使啤酒易于(yy)分離和澄清。均質(zhì)乳化， dput，使飲料不易分層。加絮凝劑，如水中加明礬。2) 連續(xù)(linx)相的粘度：應(yīng)用：加酶：清飲料中添加果膠酶，使 ut，易于分

11、離。增稠：濃飲料中添加增稠劑，使 ut，不易分層。加熱：2 2 影響沉降速度的因素影響沉降速度的因素( (以層流區(qū)為例以層流區(qū)為例) ) 第十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備4) 顆粒(kl)形狀在實(shí)際(shj)沉降中：非球形顆粒的形狀(xngzhun)可用球形度s 來(lái)描述。pSSss 球形度；S 顆粒的表面積，m2；Sp 與顆粒體積相等的圓球的表面積，m2。 不同球形度下阻力系數(shù)與Re的關(guān)系見課本圖示，Re中的dp用當(dāng)量直徑de代替。球形度s越小，阻力系數(shù) 越大，但在層流區(qū)不明顯。ut非球ut球 。對(duì)于細(xì)微顆粒(d75m以上(yshng)顆粒-用于除去(ch q)510m 顆

12、粒第二十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 降塵室：利用重力沉降分離含塵氣體中塵粒的設(shè)備，是一種(y zhn)最原始的分離方法。一般作為預(yù)分離之用，分離粒徑較大的塵粒。降塵室的示意圖降塵降塵(jingchn)室室第二十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備假設(shè)顆粒運(yùn)動(dòng)的水平分速度與氣體的流速 u 相同；停留時(shí)間Tl/u沉降時(shí)間(shjin)TtH/ ut顆粒分離出來(lái)的條件是 l/uH/ utlHb凈化氣體含塵氣體uut降塵降塵(jingchn)室的室的計(jì)算計(jì)算第二十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備增稠器（沉降(chnjing)槽） 加料加料清液溢流清液溢流

13、水平水平清液清液擋板擋板 耙耙 稠漿稠漿 連續(xù)式沉降槽請(qǐng)點(diǎn)擊(din j)觀看動(dòng)畫結(jié)構(gòu)(jigu)：除塵原理：用于分離出液-固混合物與降塵室一樣，沉降槽的生產(chǎn)能力是由截面積來(lái)保證的，與其高度無(wú)關(guān)。故沉降槽多為扁平狀。 與降塵室相同第二十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備【例 3-1】 有一玉米淀粉水懸浮液，溫度C200，淀粉顆粒平均直徑為m15，淀粉顆粒吸水后的密度為3mkg1020，試求顆粒的沉降速度。 解：先假定沉降在層流區(qū)進(jìn)行，故 18)(20gduPP 已知：36mkg1020,m1015m15Ppd 查出C200的水的sPa10005.1,mkg2 .99833代入上式

14、得： 163260sm1066.2807.910005.118)2 .9981020()1015(u 檢驗(yàn) Re 值：11096. 310005. 12 .9981066. 21015Re53660udP 計(jì)算結(jié)果表明， 與假設(shè)相符， 故算得的160sm1066. 2u 正確。 第二十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 離心離心(lxn)沉降沉降離心沉降是靠慣性離心力作用(zuyng)而實(shí)現(xiàn)的沉降過(guò)程。特點(diǎn)：沉降速度快，分離效果好主要設(shè)備：分離氣固非均相混合物設(shè)備：旋風(fēng)分離器分離液固非均相混合物設(shè)備：旋液分離器，沉降離心機(jī)第二十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原

15、理與設(shè)備離心沉降： 依靠慣性離心力的作用而實(shí)現(xiàn)的沉降過(guò)程 適于分離兩相密度(md)差較小，顆粒粒度較細(xì)的非均相物系。 重力場(chǎng)離心力場(chǎng)力場(chǎng)強(qiáng)度重力(zhngl)加速度guT2/R 方向指向(zh xin)地心 沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心指向外周 Fg=mg 2TCuFmR作用力 慣性離心力場(chǎng)與重力場(chǎng)的區(qū)別 第二十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備一、離心力作用一、離心力作用(zuyng)下的沉降速度下的沉降速度r1r2ArCBuruut顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)一個(gè)(y )球形顆粒繞中心軸作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，就產(chǎn)生慣性離心力。如圖：球體直徑為d，切向運(yùn)動(dòng)速度為ut，球體距中心o點(diǎn)的距離為r，球形顆粒

16、s，流體。則顆粒(kl)在圖示位置受三個(gè)力作用: :o()慣性離心力從中心指向外周阻力 與離心力方向相反向心力 指向中心軸 點(diǎn) 相當(dāng)于重力場(chǎng)中浮力達(dá)平衡時(shí)，顆粒在徑向上相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度就是離心沉降速度ur慣性離心力向心力=阻力第二十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備236TcppuFdR離心力 236TbpuFdR浮 力 2422rpdudF阻力2223u()0642pTrppdudR顆粒(kl)在離心力場(chǎng)中沉降時(shí)，在徑向沉降方向上受力分析。若這三個(gè)力達(dá)到(d do)平衡，則有u離心力 Fc阻力 Fd浮力 Fb顆粒在離心力場(chǎng)中的受力分析2 2 離心離心(lxn)(lxn)沉降

17、速沉降速度度第二十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備24()3ppTrduuR離心沉降速度：顆粒在徑向上相對(duì)于流體的速度，就是這個(gè)(zh ge)位置上的離心沉降速度。 在離心沉降分離中，當(dāng)顆粒(kl)所受的流體阻力處于斯托克斯區(qū)，離心沉降速度為:22p()18pTrduuR24R e4(10R e1)2p()18ptdug與重力沉降比較2()urTctuKuR g重Kc叫離心分離因數(shù)，表明同一顆粒在同一介質(zhì)中離心場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)與重力場(chǎng)強(qiáng)度(qingd)之比，無(wú)因次，是離心分離設(shè)備的重要性能參數(shù)。 第二十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備注意：離心沉降與重力沉降

18、的類比。比較ur，ut：Ur：是顆粒絕對(duì)運(yùn)動(dòng)速度在徑向上的分量，方向沿徑向向外，隨r方向及大小而變化，不是恒值。由于顆粒和流體(lit)同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)半徑逐漸擴(kuò)大的螺旋線。離心沉降速度并不是顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，只是其在徑向上的分量。 ut：恒值，方向向下旋風(fēng)分離器用于分離氣體中的固體顆粒旋液分離器用于分離液體中的固體顆粒 重力沉降 離心沉降 降塵室用于分離氣體中的固體顆粒增稠器用于分離液體中的固體顆粒 第三十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備旋風(fēng)分離器是利用離心力作用凈制氣體(qt)的設(shè)備。 其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；分離(fnl)效率高；可用于高溫含塵氣體的

19、分離；特點(diǎn)(tdin)：結(jié)構(gòu)：外圓筒；內(nèi)圓筒；錐形筒。3 3 旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器( (cyclone separator)cyclone separator)第三十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備含塵氣體從圓筒上部長(zhǎng)方形切線進(jìn)口進(jìn)入。入口氣速約為1520m/s。含塵氣體沿圓筒內(nèi)壁作旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。顆粒的離心力較大，被甩向外層，氣流在內(nèi)層。氣固得以分離。在圓錐部分，旋轉(zhuǎn)半徑縮小而切向速度增大，氣流與顆粒作下螺旋運(yùn)動(dòng)。在圓錐的底部附近，氣流轉(zhuǎn)為上升(shngshng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，最后由上部出口管排出；固相沿內(nèi)壁落入灰斗。外圓筒內(nèi)圓筒錐形筒切向入口關(guān)風(fēng)器(防止空氣進(jìn)入)含塵氣體固相凈化氣體

20、外螺旋內(nèi)螺旋工作工作(gngzu)過(guò)過(guò)程程第三十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器的尺寸4/8/,2,22/, 4/, 2/2211DDDSDHDHDDDBDhH1H2SBDD1hui第三十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備雙聯(lián)四聯(lián) 用若干個(gè)小旋風(fēng)分離器并來(lái)代替一個(gè)(y )大旋風(fēng)分離器，可以提高分離效率。第三十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 利用(lyng)離心力的作用，使懸浮液中固體顆粒增稠或使粒徑不同及密度不同的顆粒進(jìn)行分級(jí)。結(jié)構(gòu)和工作原理：與旋風(fēng)分離器相似。4 4 旋液分離器旋液分離器( (hydraulic cyclone)h

21、ydraulic cyclone)第三十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備l懸浮液從圓筒上部的切向進(jìn)口進(jìn)入(jnr)器內(nèi)，旋轉(zhuǎn)向下流動(dòng)。工作(gngzu)過(guò)程：l液流中的顆粒受離心力作用，沉降到器壁，并隨液流下降到錐形底的出口(ch ku)，成為較稠的懸浮液而排出，稱為底流。l澄清的液體或含有較小較輕顆粒的液體，則形成向上的內(nèi)旋流，經(jīng)上部中心管從頂部溢流管排出，稱為溢流。第三十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 5 5 沉降沉降(chnjing)(chnjing)式離心機(jī)式離心機(jī) 沉降式離心機(jī)是利用離心沉降的原理分離懸浮液或乳濁液的機(jī)械。沉降式離心機(jī)是利用離心沉降的

22、原理分離懸浮液或乳濁液的機(jī)械。 5.1 5.1 管式離心機(jī)（管式離心機(jī)（tubular-bowl centrifugetubular-bowl centrifuge） 轉(zhuǎn)鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部進(jìn)入，在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)從下向上流動(dòng)過(guò)程中，由于(yuy)兩種液體的密度不同而分成內(nèi)、外兩液層。外層為重液層，內(nèi)層為輕液層。到達(dá)頂部后，輕液與重液分別從各自的溢流口排出。第三十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 分離乳濁液的碟式離心機(jī)：碟片上開有小孔。乳濁液通過(guò)小孔流到碟片的間隙。在離心力作用下，重液沿著每個(gè)碟片的斜面沉降，并向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁移動(dòng)(ydng)，由重液出口連續(xù)排出。而輕液沿著每個(gè)碟片的

23、斜面向上移動(dòng)(ydng)，匯集后由輕液出口排出。 主要分離乳濁液中輕、重兩液相，例如油類脫水、牛乳脫脂等；也可以澄清含少量細(xì)小顆粒(kl)固體的懸浮液。5.2 5.2 碟式離心機(jī)（碟式離心機(jī)（disk-bowl centrifugedisk-bowl centrifuge）第三十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備工作(gngzu)原理： 離心機(jī) 煩人殼體內(nèi)設(shè)有可高速旋轉(zhuǎn)的 轉(zhuǎn)鼓，鼓壁上開有許多(xdu)小孔，內(nèi)側(cè)襯有一層或多層濾布。工作時(shí)，液體在離心力的作用下穿過(guò)濾布及壁上的小孔而排出，顆粒被截留于濾布表面。5.3 5.3 三足式離心機(jī)三足式離心機(jī)造價(jià)(zoji)低廉，抗震性好，

24、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。分離粒徑為0.05 5mm。特點(diǎn)：第三十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備過(guò)濾介質(zhì): 過(guò)濾采用的多孔物質(zhì)；濾漿: 所處理的懸浮液；濾液: 通過(guò)(tnggu)多孔通道的液體；濾餅或?yàn)V渣: 被截留的固體物質(zhì)。 以某種多孔物質(zhì)(wzh)為介質(zhì)，在外力的作用下，使懸浮液中的液體通過(guò)介質(zhì)的孔道，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的單元操作。 第三節(jié)第三節(jié) 過(guò)過(guò) 濾濾一、基本概念一、基本概念1 過(guò)濾過(guò)濾(gul)(filtration) 第四十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備濾漿(slurry)：原懸浮液。濾餅(filter cake)：截留(ji

25、li)的固體物質(zhì)。過(guò)濾介質(zhì)(jizh)(filtering medium)：多孔物質(zhì)。濾液(ly)(filterate)：通過(guò)多孔通道的液體。過(guò)濾操作示意圖(濾餅過(guò)濾)第四十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 濾餅過(guò)濾過(guò)程(guchng)：(食用油脫色后出去活性炭和漂白土、牛奶去雜） 剛開始：有細(xì)小(xxio)顆粒通過(guò)孔道，濾液混濁。 開始后：迅速發(fā)生“架橋現(xiàn)象”，顆粒被攔截，濾液澄清。 所以，在濾餅過(guò)濾時(shí)真正起過(guò)濾作用的是濾餅本身，而非過(guò)濾介質(zhì)。2 過(guò)濾過(guò)濾(gul)方式方式過(guò)濾的操作基本方式有兩種：過(guò)濾的操作基本方式有兩種： 濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾和和深層過(guò)濾深層過(guò)濾2.1 2.1

26、 濾餅過(guò)濾濾餅過(guò)濾( (cake filtration)cake filtration)：餅層過(guò)濾餅層過(guò)濾第四十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備架橋現(xiàn)象注意：所選過(guò)濾介質(zhì)的孔道(kngdo)尺寸一定要使“架橋現(xiàn)象”能夠過(guò)發(fā)生。餅層過(guò)濾適于處理(chl)固體含量較高的懸浮液。第四十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備特點(diǎn)：顆粒(粒子)沉積于介質(zhì)(jizh)內(nèi)部。深層過(guò)濾過(guò)濾(gul)對(duì)象：懸浮液中的固體顆粒小而少。過(guò)濾(gul)介質(zhì)：堆積較厚的粒狀床層。過(guò)濾原理：顆粒尺寸 介質(zhì)通道尺寸，顆粒通過(guò)細(xì)長(zhǎng)而彎曲的孔道，靠靜電和分子的作用力附著在介質(zhì)孔道壁上,無(wú)濾餅堆積。應(yīng)用

27、：適于處理生產(chǎn)能力大而懸浮液中顆粒小而且含量少的場(chǎng)合，如水處理和酒的過(guò)濾。2.2 深層過(guò)濾深層過(guò)濾(deep bed filtration)： 又稱深床過(guò)濾（又稱深床過(guò)濾（啤酒、果汁、色拉油過(guò)濾）啤酒、果汁、色拉油過(guò)濾）第四十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備織物介質(zhì)(又稱濾布) 由棉、毛、麻、絲等天然纖維及合成纖維制成的織物，以及(yj)玻璃絲、金屬絲等織成的網(wǎng)；過(guò)濾介質(zhì)(jizh)的分類：堆積(duj)介質(zhì)(又稱粒狀介質(zhì)） 由各種固體顆粒（細(xì)砂、硅藻土等）堆積而成， 多用于深床過(guò)濾；多孔固體介質(zhì) 這類介質(zhì)具有很多細(xì)微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等。多用于含少量細(xì)微顆粒的懸浮液，

28、如白酒等的精濾。3 3 過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)第四十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有(jyu)如下性質(zhì)： 過(guò)濾介質(zhì)(jizh)的作用(濾餅過(guò)濾)： 促使濾餅的形成，并支承濾餅。（1）多孔性，液體流過(guò)的阻力小；（2）有足夠(zgu)的強(qiáng)度；（3）耐腐蝕性和耐熱性；（4）孔道大小適當(dāng)，能發(fā)生架橋現(xiàn)象。第四十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備不可壓縮濾餅：若顆粒由不易變形的堅(jiān)硬固體組成，則當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí)，濾餅的結(jié)構(gòu)(jigu)不發(fā)生明顯變化，單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力可視作恒定，這類濾餅稱為不可壓縮濾餅。 隨著過(guò)濾的進(jìn)行，濾餅的厚度增大(zn d)，濾液的流動(dòng)阻力亦

29、逐漸增大(zn d)，導(dǎo)致濾餅兩側(cè)的壓強(qiáng)差增大(zn d)。濾餅的壓縮性對(duì)壓強(qiáng)差有較大影響。可壓縮濾餅：若濾餅為膠體(jio t)物質(zhì)時(shí)，當(dāng)壓強(qiáng)差增大時(shí)，濾餅則被壓緊，使單位厚度濾餅的流動(dòng)阻力增大，此類濾餅稱為可壓縮濾餅。 4 濾餅的壓縮性和助濾劑濾餅的壓縮性和助濾劑第四十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備助濾劑：對(duì)于可壓縮濾餅，為了使過(guò)濾順利進(jìn)行，可以將質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松濾餅的另一種固體顆粒混入懸浮液或預(yù)涂于過(guò)濾介質(zhì)上，以形成疏松餅層，使得濾液(ly)暢流，該種顆粒狀物質(zhì)就稱為助濾劑。常用(chn yn)的助濾劑：硅藻土、珍珠巖、石棉、炭粉等。助濾劑的基本(jbn)要求：1、

30、能形成多孔餅層的剛性顆粒，使濾餅有良好的滲透性及較低的流體阻力。2、具有化學(xué)穩(wěn)定性。3、在操作壓強(qiáng)范圍內(nèi)具有不可壓縮性。第四十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 dpde 對(duì)于顆粒層中不規(guī)則的通道，可以簡(jiǎn)化成由一組當(dāng)量(dngling)直徑為de的細(xì)管，而細(xì)管的當(dāng)量直徑可由床層的空隙率和顆粒的比表面積來(lái)計(jì)算。二、過(guò)濾的基本理論二、過(guò)濾的基本理論1 濾液通過(guò)濾液通過(guò)(tnggu)餅層的流動(dòng)餅層的流動(dòng)第四十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備顆粒床層的特性可用空隙率、當(dāng)量直徑(zhjng)等物理量來(lái)描述。空隙率：?jiǎn)挝?dnwi)體積床層中的空隙體積稱為空隙率。式中 床層的

31、空隙率，m3/m3。床層總體積床層空隙體積式中 顆粒的比表面，m2/m3。顆粒體積顆粒表面積a比表面積：?jiǎn)挝?dnwi)體積顆粒所具有的表面積稱為比表面積。2 顆粒床層的特性顆粒床層的特性第五十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備322()5(1)cpdVuAdaL式中 V 濾液量，m3； t 過(guò)濾時(shí)間(shjin)，s； A 過(guò)濾面積，m2。任一瞬間的過(guò)濾(gul)速度為：過(guò)濾(gul)速度:單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位過(guò)濾面積的濾液體積， m3/m2s。3 過(guò)濾速率過(guò)濾速率第五十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備R濾餅(l bn)阻力，1/m, 其計(jì)算式為：322)1(5ar

32、由濾餅阻力和過(guò)濾介質(zhì)阻力兩部分組成，單位厚度濾餅所具有的阻力稱為比阻，r表示(biosh)，反映顆粒形狀、尺寸及床層孔隙率對(duì)濾液流動(dòng)的影響。若濾餅厚度為L(zhǎng)，濾餅阻力為式中 r濾餅(l bn)的比阻，1/m2,對(duì)于不可壓縮濾餅，其計(jì)算式為：R=rL4 過(guò)濾阻力過(guò)濾阻力R=rLe過(guò)濾介質(zhì)阻力：Le當(dāng)量濾餅厚度，即與 過(guò)濾介質(zhì)阻力相當(dāng)?shù)臑V餅層厚度第五十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備()()cmmmppdVpAdRRRR 上式表明，可用濾液(ly)通過(guò)串聯(lián)的濾餅與濾布的總壓強(qiáng)降來(lái)表示過(guò)濾推動(dòng)力，用兩層的阻力之和來(lái)表示總阻力。實(shí)際操作時(shí)，分為恒壓過(guò)濾和恒速過(guò)濾。式中：p 濾餅(l bn

33、)與濾布兩側(cè)的總壓強(qiáng)差，稱為過(guò)濾壓強(qiáng)差。4 過(guò)濾(gul)推動(dòng)力為克服過(guò)濾過(guò)程中的阻力，必須施加一定的外力，如：重力、離心力和壓強(qiáng)差等，即過(guò)濾推動(dòng)力。制藥化工中常以壓強(qiáng)差為推動(dòng)力。通常，濾餅與濾布的面積相同。所以兩層中的過(guò)濾速度應(yīng)相等，則：第五十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備p定義：過(guò)濾操作在恒定壓強(qiáng)(yqing)下進(jìn)行時(shí)稱為恒壓過(guò)濾。濾餅不斷變厚；阻力逐漸增加；推動(dòng)力p 恒定(hngdng)；過(guò)濾速率逐漸變小。p特點(diǎn)(tdin)：三、恒壓過(guò)濾三、恒壓過(guò)濾第五十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備對(duì)于一定的懸浮液，設(shè)每獲得1m3濾液所形成濾餅(l bn)的體積為m

34、3，則濾餅厚度L：v 濾餅體積(tj)與相應(yīng)的濾液體積(tj)之比，m3/ m3 即： 恒壓過(guò)濾恒壓過(guò)濾(gul)方程式的推導(dǎo)方程式的推導(dǎo)VLA若生成厚度為L(zhǎng)e的濾餅層所獲得的濾液體積為Ve，則：LAVeeVLAVe過(guò)濾介質(zhì)的虛擬濾液體積或當(dāng)量濾液體積，m3第五十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 恒壓過(guò)濾恒壓過(guò)濾(gul)方程式的推導(dǎo)方程式的推導(dǎo)對(duì)于不可(bk)壓縮濾餅，可以導(dǎo)出下列關(guān)系式：22ee=VKA22e+2V V=VKA虛擬過(guò)濾(gul)時(shí)間，即獲得體積為Ve的濾液所需時(shí)間，s eK過(guò)濾常數(shù)，由物料特性及過(guò)濾壓強(qiáng)差決定， m2/ s ，對(duì)于不可壓縮濾餅，K與壓強(qiáng)差P成

35、正比。恒壓過(guò)濾方程22ee=+VVKA 第五十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備令 q=V/A，qe=Ve/A恒壓過(guò)濾(gul)方程變?yōu)椋?eeq =K2eq +2q q=K2eeqq=+K qe介質(zhì)常數(shù)，其值反應(yīng)反應(yīng)過(guò)濾(gul)介質(zhì)阻力的大小， m3/m2當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)(jizh)的阻力可忽略，即qe和 均為零時(shí)：e2q =K第五十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 工業(yè)(gngy)上使用的典型過(guò)濾設(shè)備：按操作(cozu)方式分類：間歇過(guò)濾機(jī)、連續(xù)過(guò)濾機(jī)按操作壓強(qiáng)(yqing)差分類：壓濾、吸濾和離心過(guò)濾板框壓濾機(jī)（間歇操作）轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)（連續(xù)操作）過(guò)濾式離心機(jī)四

36、、過(guò)濾設(shè)備四、過(guò)濾設(shè)備第五十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備結(jié)構(gòu)(jigu)：濾板、濾框、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)架等組成。濾板：凹凸不平的表面，凸部用來(lái)支撐濾布，凹槽是濾液(ly)的流道。濾板右上角的圓孔，是濾漿通道；左上角的圓孔，是洗水通道。洗滌板：左上角的洗水通道與兩側(cè)表面(biomin)的凹槽相通， 使洗水流進(jìn)凹槽；非洗滌板：洗水通道與兩側(cè)表面的凹槽不相通。1 板框壓濾機(jī)板框壓濾機(jī) 第五十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 為了避免這兩種板和框的安裝次序有錯(cuò)，在鑄造時(shí)常(shchng)在板與框的外側(cè)面分別鑄有一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)小鈕。非洗滌板為一鈕板，框帶兩個(gè)鈕板，框帶兩

37、個(gè)鈕，洗滌板為三鈕板。濾框：濾漿通道：濾框右上角的圓孔洗水通道：濾框左上角的圓孔第六十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備濾漿洗水濾板濾框洗板濾布板框過(guò)濾機(jī)第六十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備 板框過(guò)濾機(jī)的操作是間歇式的，每個(gè)操作循環(huán)由裝合、過(guò)濾、洗滌(xd)、卸渣、整理五個(gè)階段。過(guò)濾(gul)過(guò)程1)、裝合： 將板與框按 1-2-3-2-1-2-3的順序，濾板的兩側(cè)表面(biomin)放上濾布，然后用手動(dòng)的或機(jī)動(dòng)的壓緊裝置固定，使板與框緊密接觸。 2)、過(guò)濾： 用泵把濾漿送進(jìn)右上角的濾漿通道，由通道流進(jìn)每個(gè)濾框里。濾液穿過(guò)濾布沿濾板的凹槽流至每個(gè)濾板下角的閥門排出

38、。固體顆粒積存在濾框內(nèi)形成濾餅，直到框內(nèi)充滿濾餅為止。第六十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備3)、洗滌： 將洗水送入洗水通道，經(jīng)洗滌板左上角的洗水進(jìn)口，進(jìn)入(jnr)板的兩側(cè)表面的凹槽中。然后，洗水橫穿濾布和濾餅，最后由非洗滌板下角的濾液出口排出。在此階段中，洗滌板下角的濾液出口閥門關(guān)閉。4)、卸渣、整理 打開板框，卸出濾餅(l bn)，洗滌濾布及板、框。 在洗液粘度與濾液粘度相近的情況下，且在壓差(y ch)相同時(shí)，洗滌液需穿越兩層濾布及整個(gè)板框內(nèi)的濾餅層，其流經(jīng)長(zhǎng)度為過(guò)濾終了時(shí)濾液流經(jīng)長(zhǎng)度的2倍，而流通截面積缺只有后者的一半，故洗滌速率約為過(guò)濾終了速率的1/4。第六十三頁(yè)，

39、共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，占地面積小，過(guò)濾面積大。可根據(jù)需要增減濾板的數(shù)量，調(diào)節(jié)過(guò)濾能力。對(duì)物料的適應(yīng)能力較強(qiáng)，由于操作壓力較高（310kg/cm2 ），對(duì)顆粒細(xì)小而液體粘度較大的濾漿，也能適用。間歇操作，生產(chǎn)能力低，卸渣清洗和組裝階段需用人力(rnl)操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，所以它只適用于小規(guī)模生產(chǎn)。近年出現(xiàn)了各種自動(dòng)操作的板框壓濾機(jī)，使勞動(dòng)強(qiáng)度得到減輕。板框壓濾機(jī)的特點(diǎn)(tdin)：第六十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備結(jié)構(gòu)(jigu)：p轉(zhuǎn)筒，扇形格(18格)； 濾室；分配頭；動(dòng)盤(18個(gè)孔，分別與扇形格的18個(gè)通道相連)；定盤(三個(gè)凹槽：濾

40、液真空凹槽、洗水真空凹槽、壓縮空氣凹槽，分別將動(dòng)盤的18個(gè)孔道分成三個(gè)通道)；p金屬網(wǎng)；p濾布；p濾漿槽。工作過(guò)程轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖動(dòng)盤定盤轉(zhuǎn)筒金屬網(wǎng)濾布濾餅攪拌器洗滌噴頭料漿槽刮刀2 2 轉(zhuǎn)筒真空轉(zhuǎn)筒真空(zhnkng)(zhnkng)過(guò)濾機(jī)過(guò)濾機(jī)（rotary-drum vacuum filterrotary-drum vacuum filter）第六十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備110987654321817161514131112動(dòng)盤轉(zhuǎn)筒及分配(fnpi)頭的結(jié)構(gòu)工作(gngzu)過(guò)程定盤18格分成6個(gè)工作區(qū)1區(qū)(17格)：過(guò)濾區(qū)；2區(qū)(810格)：濾液吸干區(qū)

41、；3區(qū)(1213格)：洗滌(xd)區(qū)；4區(qū)(14格)：洗后吸干區(qū)；5區(qū)(16格)：吹松卸渣區(qū)；6區(qū)(17格)：濾布再生區(qū)。l過(guò)濾區(qū)(12區(qū))，f 槽; l洗滌區(qū)(34區(qū))，g槽 ;l干燥卸渣區(qū)(56區(qū))，h 槽;f 槽h 槽g 槽第六十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備自動(dòng)連續(xù)操作；適用于處理量大，固體顆粒(kl)含量較多的濾漿；真空下操作，其過(guò)濾推動(dòng)力較低(最高只有1atm)，對(duì)于濾餅阻力較大的物料適應(yīng)能力較差。 轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，藉分配頭的作用，能使轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，每個(gè)扇形格室可依次(yc)進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松卸渣等項(xiàng)操作。整個(gè)轉(zhuǎn)筒圓周在任何(rnh)瞬間都劃分為:特點(diǎn)

42、：工作過(guò)程過(guò)濾區(qū);洗滌區(qū);干燥卸渣區(qū)。第六十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備2、葉濾機(jī)屬間歇式洗滌和裝卸過(guò)程均較方便，占地面積小，過(guò)濾速度大，但濾餅的厚度一般不均勻(jnyn)，設(shè)備造價(jià)較高。濾葉一個(gè)操作(cozu)循環(huán)：過(guò)濾(gul)、洗滌、卸渣、整理重裝 特點(diǎn)： 濾 漿 濾 液 濾 葉 的 構(gòu) 造結(jié)構(gòu)：請(qǐng)點(diǎn)擊觀看動(dòng)畫第六十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備五、濾餅五、濾餅(l bn)洗滌洗滌 濾餅存有間隙，其內(nèi)存有一定量的濾液，生產(chǎn)中一般(ybn)需對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，通常洗滌液為清液，因此，濾餅層的厚度不變，若操作壓強(qiáng)差恒定，則洗滌液的體積流量恒定。洗滌速率為：

43、WWWVdVd VW為洗滌(xd)過(guò)程所消耗的洗滌(xd)液體積，m3； 為洗滌時(shí)間，sW 對(duì)于板框壓濾機(jī)， 洗滌時(shí)間以下式計(jì)算：288eWeWWVV Vqq VKAKA第六十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備五、板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力五、板框壓濾機(jī)的生產(chǎn)能力(shn chn nn l)板框壓濾機(jī)的每一生產(chǎn)循環(huán)包括過(guò)濾、洗滌、卸渣、清洗和重裝等操作(cozu)，是典型的間歇操作(cozu)，其生產(chǎn)能力計(jì)算式：WDVVQT V為一個(gè)生產(chǎn)周期(zhuq)中所得到的洗滌液體積，m3； 、 分別一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)的洗滌時(shí)間和輔助操作時(shí)間（卸渣、清洗和重裝），s。WD第七十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與

44、過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備2zwDALBZVLBZVQ總過(guò)濾(gul)面積框內(nèi)總?cè)莘e(rngj)操作(cozu)周期生產(chǎn)能力間歇過(guò)濾機(jī)的計(jì)算過(guò)濾時(shí)間過(guò)濾時(shí)間 =V=V2 2+2VeV/KA+2VeV/KA2 2由由q q2 2+q+qe eq=Kq=K =q =q2 2+q+qe eq/Kq/K洗滌時(shí)間 =8(V2+Ve)Vw/KA2W第七十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備n例例1 1：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為81081081081025(25(mm)mm)，共有共有

45、3 33 3個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù)個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù)(chngsh)(chngsh)K K=10-4m=10-4m2 2/s/s，qe=0.01mqe=0.01m3 3/ /m m2 2。若已知側(cè)到得濾液體積為若已知側(cè)到得濾液體積為8.668.66，所用洗，所用洗水量為濾液量的水量為濾液量的1/1/6 6。求：。求：n 1) 1) 過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘浚贿^(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘浚籲 2) 2) 過(guò)濾所需的時(shí)間；過(guò)濾所需的時(shí)間；n 3) 3) 洗滌時(shí)間；洗滌時(shí)間；第七十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備例2：以某板框式壓濾機(jī)在恒壓條件下過(guò)濾含硅藻土的懸浮夜。過(guò)濾機(jī)的濾框尺寸為8

46、1081025(mm)，共有37個(gè)框。已測(cè)出過(guò)濾常數(shù)K=10-4m2/s，qe=0.01m3/m2，te=1s。若已知單位面積上通過(guò)的濾液(ly)量為0.15m3/m2，所用洗水量為濾液量的1/5。求： 1) 過(guò)濾面積和濾框內(nèi)的總?cè)萘浚?2) 過(guò)濾所需的時(shí)間； 3) 洗滌時(shí)間； 4) 生產(chǎn)能力Q(td=15min)。生產(chǎn)能力(shn chn nn l)：是指單位時(shí)間內(nèi)獲得的濾液量。第七十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備解：1) 過(guò)濾面積(min j) A=2LBZ=20.810.8137=48.6m2 濾框總?cè)莘e Vz=LBZ=0.810.810.02537=0.607m3 3

47、330.15 48.6255 348 15 604.85 10/17.5/wdqAVTt ttQmsmh 2) 過(guò)濾(gul)時(shí)間 3) 洗滌(xd)時(shí)間 4) 生產(chǎn)能力 (q+qe )2=K(t+te) (0.15+0.01)2=10-4(+1) =255stw = 8(q+qe)qw/5K =8(0.15+0.01)0.15/(510-4)=348s 第七十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備第四節(jié)第四節(jié) 膜過(guò)濾膜過(guò)濾 膜分離法系指以壓力為推動(dòng)力，依靠膜的選擇性，將液體中的組分進(jìn)行(jnxng)分離的方法。膜過(guò)濾法的核心是膜本身，膜必須是半透膜，即能透過(guò)一種物質(zhì),而阻礙另一種物

48、質(zhì)。第七十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備膜的分類(fn li)n按孔徑大小：微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜n按膜結(jié)構(gòu)：對(duì)稱(duchn)性膜、不對(duì)稱(duchn)膜、復(fù)合膜復(fù)合膜n按材料分：合成有機(jī)聚合物膜、無(wú)機(jī)材料膜第七十六頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備膜組件(z jin)n平板式n管式n中空纖維(xinwi)n螺旋卷繞式 將膜按一定的技術(shù)要求組裝在一起即成為膜組件(z jin)，是膜過(guò)濾裝置的核心部件。常見的膜組件(z jin)有以下幾種：第七十七頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備78平板式膜組件(z jin)第七十八頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)

49、濾-制藥工程原理與設(shè)備管式膜組件(z jin)第七十九頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備第八十頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備第八十一頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備膜分離方法膜分離方法(fngf)及其原理及其原理n微濾n超濾n納濾n反滲透n電滲析 膜過(guò)濾的種類很多，常見(chn jin)的有以下幾種：第八十二頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備微濾（微濾（MF）：以多孔細(xì)小薄膜為過(guò)濾介質(zhì)，壓力差為推動(dòng)力，使不溶性物質(zhì)得以分離的操作，孔徑分布范圍在0.02514m之間；超濾（超濾（UF）：分離介質(zhì)同上，但孔徑更小，為0.0010.02 m，分離

50、推動(dòng)力仍為壓力差，適合(shh)于分離酶、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)；第八十三頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備納濾納濾：以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離3001000小分子量的膜分離過(guò)程，孔徑分布在平均2nm；反滲透（反滲透（RO）：是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作，孔徑范圍在0.00010.001 m之間；（由于分離的溶劑分子往往很小，不能忽略滲透壓的作用，故而成為反滲透）；電滲析電滲析：以電位差電位差為推動(dòng)力，利用(lyng)離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作；第八十四頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備微濾超濾納濾反滲透懸浮顆粒大分子有機(jī)物糖類等小分子有機(jī)物，二價(jià)鹽或多價(jià)鹽單價(jià)鹽水第八十五頁(yè)，共九十五頁(yè)。沉降與過(guò)濾-制藥工程原理與設(shè)備第五節(jié)第五節(jié) 氣體凈化氣體凈化 為保證藥品質(zhì)量，藥品必須在嚴(yán)格控制的潔凈環(huán)境中生產(chǎn)，因此，凡送入潔凈區(qū)的空氣都需要經(jīng)過(guò)一系列的凈化處理。