03食品工程原理.ppt

非均相物系由分散相和连续相组成 非均相物系分离的意义 1、收集分散物质或分散介质； 如从干燥器出来的气体中回收固体颗粒，果汁 生产中回收果汁等。 2、净化分散介质，以满足后续生产工艺的要求； 如果汁的澄清等工艺。 3、环境保护和安全生产。 如烟气的除尘，脱硫等。 2 过滤方式过滤的操作基本方式有两种：滤饼过滤和深层过滤。 2.1 滤饼过滤(cake filtration)：饼层过滤 5、过滤的推动力和阻力 推动力： 施加在滤饼和过滤介质所组成的过滤两侧的压力差。 四种来源： （1）重力过滤 （2）加压过滤 （3）真空过滤 （4）离心过滤 过滤阻力：滤液流过滤饼和过滤介质时的流动阻力。 当悬浮液中含有少量固体颗粒而采用粒状介质时滤饼阻力可忽略。 织物介质：滤饼形成一定厚度后，介质阻力忽略不计。 6、过滤程序 典型的过滤操作分为过滤、滤饼洗涤、和滤饼的卸除四个阶段。 （1）过滤：恒速和恒压过滤 （2）滤饼洗涤：清水或洗涤液洗涤滤饼。 （3）滤饼脱湿：除去残留的滤液。 （4）滤饼的卸除：回收滤饼。清洗滤布。 第三章 完 滤饼体积 0.321×0.04=0.01284 m3/min 将n及? 代入上式，得： A=2.771m2 n = 0.927 r/min 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 18 17 16 15 14 13 11 12 定盘 动盘 转筒及分配头的结构 转筒真空过滤机 如果以R为转鼓半径，则K值可作为衡量离心机分离能力的尺度。分离因素的极值与转动部件的材料强度有关。 离心分离因素（separation factor）K：离心力与重力比。 K=Rω 2/g 三、 离心沉降（centrifugal settling） 依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为离心沉降。 1 离心分离因数 颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上受力分析。 若这三个力达到平衡，则有 u 离心力 Fc 阻力 Fd 浮力 Fb 颗粒在离心力场中的受力分析 2 离心沉降速度 注：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。 离心沉降速度：颗粒在径向上相对于流体的速度，就是这个位置上的离心沉降速度。 在离心沉降分离中，当颗粒所受的流体阻力处于斯托克斯区，离心沉降速度为: 积分并将K=2kΔp1-s 代入得 特别注意：上两式中V为获得的总滤液量，而不是恒压阶段获得的滤液量。 几种操作方式下的过滤方程 q2+2qqe=K? Δp=a?+b (q+qe )2=K(?+?e) (q2-qR2)+2qe(q-qR)=K(?-?R) V=uRA? V2+2VVe=KA2? (V2-VR2)+2Ve(V-VR)=KA2(?-?R) q=uR? (V+Ve)2=KA2(? +?)e 先恒速后恒压 恒速过滤 恒压过滤 上式表明：d?/dq与q成直线关系，直线斜率为2/K，截距为2qe/K 2(q+qe )dq=Kd? (q+qe )2=K (?+?e ) 微分上式得 q d?/dt 2qe/K 由斜率=2/K，求出K; 由截距=2qe/K ，求出qe； 由q2+2qqe=K?， ?=0，q=0，求出?e= qe2/K。 测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为： 七、过滤常数的测定 采用Δ?/Δq代替d?/dq，在过滤面积一定时，记录下时间?和累计的滤液量V，并由此计算一系列q值，然后作图，求出直线斜率和截距。最后算出过滤常数K和qe。 q ??/?t 2qe/K 注意：横坐标q的取值。 实验数据处理 lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k) 以lg(Δp)为横坐标，lg(K)为纵坐标作直线，从而求出斜率(1-s)，截距lg(2k)，进而算出s和k。 K=2kΔp1-s 滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k需在不同压强差下对指定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K，然后对K-Δp数据加以处理，即可求得s 值。 lg(Δp) lg(K) lg(2k) q ??/?t 2qe/K 压缩指数s的测定 工业上使用的典型过滤设备： 按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机 按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤 板框压滤机（间歇操作） 转筒真空过滤机（连续操作） 过滤式离心机 八、过滤设备 结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成。 滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道。滤板右上角的圆孔，是滤浆通