[工学]第一章 过滤离心与膜分离设备ppt1.pptVIP

第二篇 生物工厂下游设备 生物工厂下游设备 第一章 过滤 离心 膜分离设备 第二章 萃取离交吸附与色谱分离设备 第三章 蒸发与结晶设备 第四章 干燥设备 第五章 蒸馏设备 3、加入盐类：用某些盐可除去高价无机离子. 除Ca2+可用草酸钠； 三聚磷酸钠除Mg2+、 Ca2+ 黄血盐可除Fe3+； 4、调节发酵液的pH值：Pr属两性物质,pH等电点Pr析出。 5、加入助滤剂：活性炭、纤维素改变滤饼结构,有利于过滤. ? 二、固液分离的方法 过滤：依靠介质进行过滤； 离心：分离心沉降、离心过滤； 重力沉降：在沉降槽中利用重力作用沉降固体颗粒； 浮选：在浮选罐中鼓入气泡，颗粒附于气泡表面而除去； 悬液分离：悬浮液以高速切线进入悬液分离器，因离心力大小不同而离固体颗粒。 三、 过滤介质和助滤剂 1、过滤介质： 颗粒及成型颗粒：砂、活性炭、铁矿砂、烧结材料 非金属织物：棉、化纤、玻璃纤维等用于滤饼过滤 金属织物：不锈钢丝和铁丝织物用于预涂助滤剂 无纺布：例纸、石棉板、合成纤维无纺布用于精密过滤（面积过滤）。 2．过滤介质的渗透性：指一定压差下，单位时间单位过滤面积上通过滤液的体积量，取决于毛细孔的大小和数量。  [二]发酵液的过滤特性与提高过滤速度措施 A、发酵液的过滤特性 1、菌种、发酵周期、发酵好坏的影响； 2、培养基的组成、产物浓度、粘度的影响 3、pH、温度、压力的影响； 4、加入助滤剂及其他预处理方法可改变其过滤性能。 B、提高过滤速度的措施 　1．降低滤饼比阻力r0? ?若不计滤布阻力，则显著降低r0的一切方法都可加快过滤速度。如添加电解质、絮凝剂、凝固剂等，还可以添加硅藻土等助滤剂。 ?2．降低滤液粘度μ? ?滤液从滤饼的毛细孔道流过，它的粘度愈低，过滤阻力愈小。对某些非热敏性液体采用提高温度的方法降低其粘度。 ? 3．降低悬浮液中悬浮固体的浓度x0? ? 过滤前采用重力沉降或离心沉降 ?4．热处理 ?热处理能使蛋白质等胶体粒子变性凝固，使过滤速度提高。 5.关于提高过滤压力差ΔP 过滤速度不仅取决于ΔP，而且取决于r0=f(ΔP)的具体关系。发酵液滤饼是高度可压缩性的，在ΔP低于某一值时，提高过滤压力差ΔP，可以提高过滤速度，当ΔP超过这一值时，继续增加ΔP，r0几乎同倍数增加，故不会使过滤速度增加。 鉴于以上原因：在过滤发酵液体时，最忌一开始就加大ΔP，这样就会在滤布表面上形成一层紧密的滤饼层，使过滤速度很快就无可挽回地降下来. 第二节 过滤设备 按推动力分：常压～、加压～ 、真空～。 常压（重力式）：啤酒生产的过滤槽； 加压式~：硅藻土过滤机、板框压滤机等 真空式~：真空带式~、转鼓~、水平翻盘式~、圆盘式~、叶片式的~等。 一、过滤设备选择 1、按滤饼形成特性、固形物含量及沉淀特性将过滤液分五类： A】固形物含量＞20%，数秒内可形成50mm滤饼，且搅拌器也不能使其保持悬浮，可用内部给料式真空转鼓过滤机、带式过滤机、水平翻斗式~； B】固形物10~20%：能在30s形成50mm滤饼，可用真空转鼓~、水平翻盘式、圆盘式、叶片式过滤机 C】固形物1 ~10%：可在5min内形成3mm滤饼，可用转鼓~、叶片机、板框~ D】固形物0.1 ~1%：不能连续排除滤渣，可用预涂助滤剂的间歇过滤设备 eg硅藻土过滤机 E】固形物＜0.1%：属于澄清过滤（添加固体作过滤层或截留、吸附固体颗粒）。 2、生产规模：规模大用连续式，小用间歇 3、操作条件、要求以及设备材质要求。 （三）、板框压滤机工艺计算： 1〕物料衡算： 物料量m，固相浓度x1，湿渣m1，湿度x2，滤液V，滤液密度ρ 总物料：m＝m1＋Vρ； 滤液：m〔1－x1〕－m1x2＝Vρ 滤渣：mx1＝m1〔1－x2〕 计算每批滤液、滤渣量，用于选择压滤机。 2〕压滤机及台数 滤箱体积：Vp＝N×A×B×H〔高宽厚〕 N：板框数 发酵液体积VF ，湿渣/ VF=E，充满系数K， 台数：湿渣/滤箱 n＝ VF*E/K*Vp ＝ VF*E/K×A×B×H 选择：尽可能选较薄滤框；应选较大规格压滤机。 二、离心力与转鼓直径和转速的关系  液体在离心机中受到的离心力： Fp＝m vT2/r 又 vT=2∏rn/60 n－转/min 代如后整理：Fp＝mrn2/90 （900 P219有误） 离心力与转鼓半径、与转速的平方成正比，即增加转速比加大直径更有效！ 二 、影响膜分离的因素及措施 1、浓差极化现象：料液透过膜后，被截流的溶质在膜一侧积累，呈凝胶层，阻碍溶剂向膜表面扩散。使通量下降到一