第六章 机械分离萃取与浸出设备VIP免费

制药工程教研室制药设备与工程设计第五章机械分离、萃取与浸出设备机械分离设备机械分离设备：依靠机械作用力，对固－液、液－液、气－液、气－固等非均相混合物进行分离的设备均称为机械分离设备。常用的非均相分离方法主要有三种：1.过滤法。使非均相物料通过过滤介质，将颗粒截留在过滤介质上面而得到分离。2.沉降法。颗粒在重力场或离心力场内，借自身的重力或离心力得到分离。3.离心分离。利用离心力的作用，使悬浮液中微粒分离。过滤过滤利用重力或压差使悬浮液通过多孔性过滤介质，将固体颗粒截留，从而实现固-液分离。过滤操作的基本慨念悬浮液(滤浆)滤饼过滤介质滤液过滤的方式很多，适用的物系也很广泛，固-液、固-气、大颗粒、小颗粒都很常见。采用膜过滤(膜分离技术)可以分离10nm尺度的大分子量蛋白质和病毒粒子等。无论采用何种过滤方式，均需使用过滤介质，在很多情况下，过滤介质是影响过滤操作重要因素。过滤介质过滤介质多孔、理化性质稳定、耐用和可反复使用织物介质最常用的过滤介质，工业上称为滤布(网)，由天然纤维、玻璃纤维、合成纤维或者金属丝编织而成。可截留的最小颗粒视网孔大小而定，一般在几到几十微米范围。多孔材料制成片、板或管的各种多孔性固体材料，如素瓷、烧结金属或玻璃、多孔性塑料以及滤纸和压紧的毡与棉等。此类介质较厚，孔道细，能截留1～3mm的微小颗粒。固体颗粒床层由沙、木炭之类的固体颗粒堆积而成的床层，称作滤床，用作过滤介质使含少量悬浮物的液体澄清。多孔膜由特殊工艺合成的聚合物薄膜，最常见的是醋酸纤维膜与聚酰胺膜。膜过滤属精密过滤或超滤(ultrafiltration)，可以分离5nm的微粒。根据工艺要求和悬浮液的性质以及颗粒浓度、粒度分布等多方面因素选择合适的过滤介质及其组合方式，往往关系到过滤操作的成败。过滤过程的机理过滤过程的机理滤饼过滤(表面过滤)：过滤介质为织物、多孔材料或膜等，孔径可大于最小颗粒的粒径。过滤初期，部分小颗粒可以进入或穿过介质的小孔，后因颗粒的架桥作用使介质的孔径缩小形成有效的阻挡。被截留在介质表面的颗粒形成滤渣层（滤饼），透过滤饼层的则是被净化了的滤液。随着滤饼的形成，真正起过滤介质作用的是滤饼，而非过滤介质本身，故称作滤饼过滤。滤饼过滤主要用于含固量较大（>1%）的场合。过滤过程的机理过滤过程的机理深层过滤：过滤介质一般为介质层较厚的滤床类（如沙层、硅藻土等）。小于介质孔隙的颗粒可进入到介质内部，在长而曲折的孔道中被截留并附着于介质之上。深层过滤无滤饼形成，主要用于净化含固量很少（<0.1%）的流体，如水的净化、烟气除尘等。过滤的操作方式过滤的操作方式过滤：过滤操作中的主要阶段，在过程中滤饼不断增厚、阻力不断上升，流体的通过能力则不断减小；洗涤：无论是以滤饼还是滤液为产品，都有必要在卸料之前用清液置换滤饼中存留的滤液并且洗涤滤饼；脱湿：以滤饼为产品时洗涤后还可用压缩空气进行脱湿；卸料：将滤饼从过滤介质上移去；清洗过滤介质：使被堵塞的网孔“再生”，以便重复使用。根据提供过滤推动力的方式，又有重力过滤、加压过滤、真空过滤和离心过滤之分，其目的都是克服过滤阻力。根据使用的过滤设备、过滤介质及所处理的物系的性质和产品收集的要求，过滤操作分为：间歇式：对以上各步骤分阶段操作；连续式：连续操作完成全部或其中部分阶段。过滤设备过滤设备过滤是化工、轻工、食品、制药和粉体材料等许多生产领域应用最为广泛的单元操作之一，既有各种不同类型的系列化、大型化、通用化的过滤设备载于手册与样本之中，更有许多结构新颖的过滤装置随过程工业的发展而不断问世，非教材所能列数。本节仅以工厂中最常见的板框压滤机、叶滤机、回转真空过滤机、盘式过滤机和离心过滤机为例进行扼要介绍。板框压滤机板框压滤机通过直接给悬浮液加压，迫使其穿过过滤介质来实现过滤的目的。其历史最久且已有超过100种以上的结构，最为常见的是板框式压滤机。滤液料浆清洗水洗涤液开启关闭阀门浆料清洗水结构：由交替排列的滤板、滤框与夹于板框之间的滤布叠合组装压紧而成。板框数视工艺要求在机座长度范围内可灵活调节。组...