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1、第七章 过滤、离心分离设备计 划 授课时间2学时 单元目标与要求掌握过滤的基本理论各几种形式的过滤设备的结构原理及操作方法 授课内容 过滤速度的强化，过滤设备，离心分离设备，膜分离设备。重点和难点过滤速度的强化方法，板框过滤机、碟片式离心过滤机的特点、原理、结构与计算。一、几个基本概念 过滤介质：一种能让液体通过，将固体粒子截留的介质。滤渣：滤浆中的固体粒子 滤饼：被截留在过滤介质上的滤渣 滤液：滤过的液体 恒压过滤：将过滤操作的推动力维持在某一不变的压力下进行。恒速过滤：操作中以恒定的流量向过滤机供料以维持过滤速率不变。二、生物物料过滤特点 饼有高度可压缩性，过滤困难 胶体粒子能吸水，形成不
2、流动的液体层，过滤阻力增大。三、过滤介质（一）过滤介质的特性1、过滤介质所能截留的固体粒子的大小纤维10um硅藻土1um超滤膜0.5um2、过滤介质的渗透性渗透性越大，阻力越小3、其他耐酸碱性、耐热性(二)天然纤维滤布和合成纤维滤布 棉花纤维或合成纤维织成的滤布是工业上应用最广的过滤介质。影响因素：纤维特性，耐热性，耐磨性，耐酸性等等。(三)松散粉粒过滤介质构成沙滤床的硅藻土用法：1.作为深层过滤介质过滤悬浮液。2.在挠性或刚性支持性介质表面上欲先形成硅藻土薄层，以保护支持性介质的毛细孔在过滤时不被微小的颗粒所堵塞。3.使形成的滤饼具有多孔隙，并降低滤饼的可 压缩性，提高过滤速度和延长过滤操作
3、的周期。四、过滤速率的强化过滤速率dV/d=P/u（r0l+R）滤饼比阻力的异常性与过滤速度的强化1降低滤饼比阻力r0 r0=128a/(nd4)增大毛细孔直径d，滤饼阻力r0下降。采用方法：添加电解质、絮凝剂、凝固剂：d增大 加助滤剂：小粒子附于其上成大粒子，d增大 加热：胶体粒子变性凝固，d增大 调PH：蛋白质等电点，溶解度变小或凝固，d增大 2降低滤液粘度 升温 使粘度u下降 加酶 热敏性物料用加酶法3降低悬浮液中悬浮固体的浓度x0 工艺方面 主要从培养基方面考虑 设备方面 用连续能除渣的设备4热处理 热处理能使蛋白质等胶体粒子变性凝固，d增大,使过滤速度大为提高。5.提高过滤压力差P
4、P增加，dV/d增大n 允许压差操作0.3Mpan 开始压力小，逐步提高压力。问题n 关于提高过滤压力差P是否是强化过滤的的好途径?第二节 过滤设备 设备分类：常压、加压、真空等过滤设备1、麦汁平底筛过滤槽 结构上半部与糊化锅相似，平底。滤液排出管过滤筛板耕槽机喷淋水装置n 主要部件n 过滤筛板：由若干块排列组成离底8-12cm，水平，开长条形孔，开孔率6%。n 耕槽机：装于中央垂直转轴上，有耕刀。n 耕槽机作用：n 进料时搅拌n 后期疏松麦糟层n 排糟n 要求：麦槽层厚度为0.3-0.4mn 过滤面积：100kg干麦芽需过滤面积0.5m2左右。n 特点：不用加过滤介质，运转费用低，滤液澄清度
5、好，但生产效率低n 操作过程：2、快速过滤槽结构 圆柱形或长方形锥底结构,槽身下部装有5-7层过滤管。特点 过滤面积和压差增大了,过滤速度快。3、板框式压滤机n设备动画3分离过滤3-4板框过滤机.swfn设备动画3分离过滤板框压滤机.swf结构n 滤框：正方形n 滤板：支撑滤布并提供滤液流出的通道n 通常使用压力：3-5*105Pa。改进后的RCP设备操作过程 在过滤区形成的滤饼，依次经过吸脱、洗饼、脱水、空气反吹剥离后行进的滤布载着滤饼在通过滤饼脱离滚筒时，因方向转折，滤饼被剥离。除去滤饼后再从正反两面用刷子及高压喷嘴洗涤再生，重新进入过滤区，特点：比GP机速度高50-100%4、垂直式叶片
6、硅藻土过滤机n 结构n 不锈钢圆柱体外壳，顶部为快开式顶盖，底部有一根水平滤液总管n 滤叶：骨架为方形框，框中间平面上夹持一层粗的大孔格金属丝网，两侧有细密的金属丝网（400-500目），每只滤叶下有接管接于滤液总管上。n 设备动画3分离过滤3-10加压叶滤机.swf 操作过程 过滤时器盖紧闭，从混合槽中将啤酒与硅藻土混合液泵入过滤器，以制备硅藻土预涂层。混合液中的硅藻土粒子被截留在滤叶表面的细金属丝网上，而啤酒进入滤框内腔进而从水平滤液总管流出。浊液返流，直至流出澄清的啤酒，至此预涂层完成。然后将待过滤啤酒过滤。5、真空过滤机 设备主体 特点：将过滤、洗饼、吹干、卸饼分别在转鼓的一周转动中完
7、成。连续且滤饼阻力小。为恒压恒速过滤过程。操作过程 设备改进 设备动画3分离过滤3-11转筒真空过滤机.swf第三节、离心分离设备n 离心分离是在液相非均匀体系中，利用离心力来达到液液分离，液固分离的方法，通称为离心分离。分为离心沉降和离心过滤。n 离心机是在高速旋转的转鼓中，藉惯性离心力的作用，过滤、澄清悬浮液，或将两种轻重不同、互不溶解的液体分离的设备。一.分类n 按作用原理分类 过滤式:（分离机）：转鼓壁上有孔并装滤布（三足式）沉降式:（澄清机）：转鼓壁上无孔无滤布，碟片式、管式 n 按离心分离因素分类常速离心机，分离因素f小于3000中速离心机，分离因素f3000-50000高速离心机
8、，分离因素f大于50000超高速离心机，分离因素f大于20万；二.离心力与转鼓直径和转速的关系n 重量为M（kg）的物体旋转时，当其圆周速度为（m/s），旋转半径为R（m），则产生的离心力为n n 式中g重力加速度，m/s；n转数，r/min；D旋转直径，m。如果以旋转角速度（弧度/秒）表示，并取旋转加速度与重力加速度之比称为“离心分离因数”，以表示。则M增加，F增加；R增加，F增加；n增加，F增加显著三.离心澄清机和离心分离机1.定义n 离心澄清机定义：藉离心沉降速度的不同将悬浮液中的液、固相分开的离心机称作离心澄清机。n 离心分离机定义：藉离心沉降速度的不同将轻重不同或互不溶解的两种液体分
9、开的离心机称作离心分离机。三足式离心澄清机n 设备动画3分离过滤三足式离心机.swf碟片式离心机1.结构 转鼓：悬在转鼓轴的顶端。转鼓芯：在转鼓内部，由50-80只形状与尺寸相同的碟片按一定间距叠装而成。离心澄清机的结构 2.原理n 离心分离机机的转鼓内有数十只(50-80)形状和尺寸相同的碟片,碟片按一定间距(0.5-1.2mm)叠置起来组成碟片组，每只碟片在离开轴线一定距离的圆周上开有几个对称分布的圆孔许多这样的碟片叠置起来时，对应的圆孔就形成垂直的通道。两种不同重度液体的混合液进入离心分离机后，通过碟片上圆孔形成的垂直通道进入碟片间的隙道，并被带着高速旋转，由于两种不同重度液体的离心沉降
10、速度的不同，重液的离心沉降速度大，就离开轴线向外运动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流动。这样，两种不同重度液体就在碟片间的隙道流动的过程中被分开。2、工作原理：当悬浮液在动压头的作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力，其中密度较大的固体颗粒在离心力的作用下向上层碟片的下表面运动，而后沿碟片下表面向转子周围下滑，液体则沿转子中心上升，从套管中排出，达到分离的目的。同样对于乳浊液的分离，轻液沿中心向上流动，重液沿周围向下流动而得到分离。自动排出沉渣的离心澄清机分批自动排出沉渣的离心澄清机第四节 膜分离一.定义对溶液中粒径很小的粒子进行过滤分离的操作n浓差极化现象n 当
11、待分离液从膜面一侧流过时，靠近膜面的液体处于层流状态，水及小分子溶质透过膜，大分子溶质则被膜阻留。被阻留分子从膜面返回液体主流的速度，受分子通过层流区的扩散速度所控制，当这一速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就逐渐在膜面上，行成一高浓度的被阻留的溶质分子层。随着浓差极化愈来愈严重，膜的滤出速度也愈来愈低 膜分离的特点 膜分离过程不发生相变化，能耗低。膜分离过程在常温下进行。不仅适用于有机物，无机物和病毒、细菌分离，还适用于一些共沸物或近沸物的分离。二.膜分离过程的类型 按膜内平均孔径、推动力和传递机制进行分类n 过程孔径推动力机制n 微滤0.02-10um压力差筛分n 超滤0.001-0.0
12、2um压力差筛分n 反渗透无孔压力差溶液-扩散n 气体透过无孔压力差溶液-扩散n 透析1-3nm浓度差筛分+扩散n 电渗析相对分子质量电位差离子迁移小于200n 渗透蒸发无孔分压差溶液-扩散按膜分离推动力的不同分类n 以静压力差为推动力的过程；n 以蒸气分压差为推动力的过程；n 以浓度差为推动力的过程；n 以电位差为推动力的过程.n 设备动画3分离过滤膜分离过程示意图.swf三.膜分离过程 离。四.膜分离设备 板式膜过滤器 管式膜过滤器 中空纤维式膜分离器 螺旋卷式膜分离器思考题1、如何强化过滤速度?2、叙述麦汁过滤槽、板框压滤机的结构和过滤原理3、在饲料工厂从发酵醪中分离酵母应该选用什么离心
13、机?叙述该机分离酵母的原理4、在工厂中要将奶油(酯)从新鲜牛奶中分离出来应该选用什么离心机?叙述该机分离奶油的原理。5、用膜分离(超滤和反渗透)技术分离生化产品有什么特点?1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力!4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就
14、放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃!5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能
15、坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了
16、别人的烦恼。13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋!16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣，但不能虚伪;可以平凡，但不能
17、平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。19、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会，而消极的人则在每个机会中看到了某种忧患。莫找借口失败，只找理由成功。20、每一个成就和长进，都蕴含着曾经受过的寂寞、洒过的汗水、流过的眼泪。许多时候不是看到希望才去坚持，而是坚持了才能看到希望。1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人
18、在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活
19、的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必
20、承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同
21、的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。16、在路上，我们生命得到了肯定，一路上，我们有失败也有成功，有泪水也有感动，有曲折也有坦途，有机遇也有梦想。一路走来，我们熟悉了陌生的世界，我们熟悉了陌生的面孔，遇人无数，匆匆又匆匆，有些成
22、了我们忘不掉的背影，有些成了我们一生的风景。我笑，便面如春花，定是能感动人的，任他是谁。17、努力是一种生活态度，与年龄无关。所以，无论什么时候，千万不可放纵自己，给自己找懒散和拖延的借口，对自己严格一点儿，时间长了，努力便成为一种心理习惯，一种生活方式！18、自己想要的东西，要么奋力直追，要么干脆放弃。别总是逢人就喋喋不休的表决心或者哀怨不断，做别人茶余饭后的笑点。19、即使不能像依米花那样画上完美的感叹号，但我们可以歌咏最感人的诗篇；即使不能阻挡暴风雨的肆虐，但我们可以左右自己的心情；即使无法预料失败的打击，但我们可以把它当作成功的一个个驿站。20、能力配不上野心，是所有烦扰的根源。这个世
23、界是公平的，你要想得到，就得学会付出和坚持。每个人都是通过自己的努力，去决定生活的样子。1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志
24、、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果，相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的
25、意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。