实验三 过滤实验.docVIP

江 苏 大 学 实 验 报 告 系别 食品科学与工程 班级 1002班 姓名 侯倩 学号 3100901034 教师评定 :________ 实验三 过滤实验 实验目的 熟悉板框压滤机的结构 学会板框压滤机的操作方法； 测定一定物料恒压过滤方法中的过滤常数K和，确定恒压过滤方程。 实验原理 过滤是一种能将固体物截流而让流体通过的多孔介质，将固体从液体或气体中分离出来的过程。因此过滤在本质上是流体通过固体颗粒层的流动。 影响过滤速度的主要因素除势能差、滤饼厚度外，还有滤饼和悬浮液（含有固体离子的流体）性质、悬浮液温度、过滤介质的阻力等，故难以用严格的流体力学方法处理。 在低雷诺系数下，可用康采尼（Kozeny）的计算式，即: 对于不可压缩的滤饼，由上式可以导出过滤速率的计算式为： 式中：=Ve /A，Ve为形成与过滤介质相等的滤饼层所得到的滤液量m3；r为滤饼的比阻1/m2；v为单位体积滤液所得到的滤饼的体积m3/m3；u为滤液的粘度Pas；K为过滤常数m2/s。 在恒压过滤时，上述微分方程可得：q2+2qqe=Kτ。 利用上述方法计算时，需要知道K，qe等常数，而K，qe只有通过实验才能测定。在用实验方法测定过滤常数时，需将上述方程变换成如下形式： 因此，实验时只要维持操作压强恒定，计取过滤时间和相应滤液量以τ/q-q作图得直线。读取直线斜率1/k和截距2qe /k，求取常数k和qe的值。 若在恒压过滤的时间内已通过单位过滤面的滤液q1,则在τ1至及q1至q2范围内将上述微积分方程积分整理后得： 上述表明q-q1和/（qq1）为线性关系，从而能方便的求出过滤常数K和qe。 实验装置和流程 装置： 实验装置由配料桶、供料泵、圆形过滤机、滤液计量桶以及空气压缩机等组成。可进行过滤、洗涤和吹干三项操作过程。碳酸钙的悬浮液在配料桶内配置成一定浓度后，为阻止沉淀，料液由供料泵管路循环。配料桶中用压缩空气搅拌，浆液经过滤机过滤后，滤液流入计量桶。过滤完毕后，亦用洗涤水洗涤和压缩空气吹干。 实验流程： 本实验流程如下图所示， 四、实验操作步骤及要点 实验可选用CaCO3粉末配制成滤浆，其量约占料桶的2/3左右，配制浓度在8.0B°左右（约10%，wt）。 料桶内滤浆可用压缩空气和循环泵进行搅拌，桶内表压强控制在0~0.1MPa，不能超过料桶承受的压强0.14MPa。 滤布在装上之前要用水浸泡。 实验操作前，应先让供料泵通过循环管路，循环操作一段时间，过滤时也要保证料液循环。结束后，应关闭料桶上的出料阀，打开旁路上清水管路清洗供料泵，以防止CaCO3在泵体内沉积。 实验初始阶段不是恒压操作。因此可采用两只秒表交替计时，记下时间和滤液量，并确定恒压开始时间τ1和相应滤液量q1.过滤压强不要超过0.08MPa。 当滤液量很少时，滤渣已充满滤框后，过滤阶段可结束。 实验数据记录 过滤物系： 轻质碳酸钙 计量筒：1000ml量筒、 250ml量筒 原板过滤器直径：内径150mm 框厚：2cm 过滤操作压：0.07Mpa 料液浓度：8% 料液温度_22.4_ 序号 时间间隔（s） 间隔中的滤液量（l） 1（恒压前） 30 0.840 2 15 0.470 3 15 0.440 4 15 0.360 5 15 0.320 6 15 0.290 7 15 0.260 8 15 0.220 9 15 0.195 10 15 0.184 11 15 0.160 12 15 0.137 13 15 0.132 14 15 0.118 15 15 0.114 以序号2为例写出计算过程： =0.47×10-33.14×0.15 累计滤液量V=ΔV1+ΔV2 =0.84×10-3+0.47×10 累计q=Δq1+Δq2=0.0226+0.0476=0.0742 累计时间τ=Δτ1+Δτ2=30+15=45s τ-τ1 q- q-q1=0.0742-0.0476=0.0266 序号 时间间隔Δτ（s） 间隔滤液量ΔVm3 Δqm3/m2 累计滤液量Vm3 累计qm3/m2 累计时间τ（s） (τ-τ1)/(q-q1) q-q1m3/m2 1（恒压前） 30 0.00084 0.0476 0.00084