第四章 分离机.ppt

第四章分离机械分离机械主要用于固-液系统、液-液系统或固-气系统中非均相物系的分离,其中固-气分离有摩擦沉降的离心式分离器、重力式和冲击沉降的惯性分离器。第一节概述一、食品加工中典型的两大类混合物 1、连续相为液体①分散相为固体,即固-液系统,称悬浮液,如果汁; ②分散相为液体,即液-液系统,称乳浊液,如牛奶,油水; ③分散相为气体,即气-液系统,称泡沫液,如汽水原料。 2、连续相为气体,即气溶胶①分散相为固体,即固-气系统,如烟、尘; ②分散相为液体,即气-液系统,如雾水,汽水原料。 1 二、物系的分离方法 1、均相物系先造成一个两相物系,再根据物系中不同组分间某种物性差异,使其中某组分或某些组分从一相转移而达到分离的目的。 A、扩散式分离方法①蒸发、蒸馏等——挥发度或汽化点的差异; ②结晶——凝固点的差异; ③吸收、萃取、沥取等——溶解度的差异; ④沉淀——化学反应生成沉淀物的选择性; ⑤等电位聚焦——等电位 pH 的差异; ⑥气体扩散、热扩散、渗析、超滤等——扩散速率差异。 2 2、非均相物系连续相与分散相具有不同的物理性质,可用机械方法分离。 B、机械分离方法①过滤、压榨——截留性或流动性差异; ②沉降——密度或粒度差异; ③磁分离——磁性差④静电除尘、静电聚结——电特性差异; ⑤超声波分离——波的反映特性。 3、固-液分离的目的①回收固体,如淀粉脱水; ②回收液体,如牛奶净化; ③回收固体和液体,如砂糖分离。 3 三、固-液分离的常用方法 1、沉降利用悬浮液中固-液两相的密度差对悬浮液进行分离。 2、过滤利用多孔物质作过滤介质进行固液分离。 3、压榨利用挤压力把固体所含的液体压榨出来。ρ固>ρ液:固体颗粒沉降,得固体沉渣和澄清液体; ρ固<ρ液:液体沉降,固体颗粒浮在液体表面; ρ固≈ρ液:不能使用沉降方法。 4 第二节过滤机一、过滤分离的原理利用混合物内相的截留性差异差异进行分离的一种操作,即利用一种能将悬浮液中的固体微粒截留,而液体能自由通过的多孔介质,在一定的压力差推动下,使固、液二相分离。过滤操作示意图 2、过滤阻力过滤介质阻力和滤饼阻力 3、过滤动力重力、离心力和表面压力粗颗粒悬浮液细颗粒悬浮液高浓度悬浮液低浓度悬浮液 1、悬浮液的浓度和粒度决定了过滤多孔介质的选择硅藻土过滤机 5 4、过滤操作的过程①过滤<恒速过滤和恒压过滤> 先恒速过滤,再恒压过滤。过滤进行,固体被截留→滤饼形成并增厚→过滤阻力↑,过滤速度↓→停止过滤,进入下一工序。②洗涤用清水或其它液体洗涤滤饼毛细孔中的滤液, 以获得纯净的固粒产品或尽量多的滤液。③干燥用压缩空气排挤或真空抽吸,将滤饼毛细孔中存留的洗涤液排走, 得到含湿量较高的滤饼。④卸料将滤饼从过滤介质上卸下,并将过滤介质洗净。 6 板框压滤机简图二、板框压滤机间歇式过滤机,利用滤板来支承过滤介质,滤浆在加压下强制进入滤板之间的空间内,并形成滤板。 1、结构由多块滤板和滤框交替排列而成,板和框都用支耳架在一对横梁上,用压紧装置压紧或拉开。滤板和滤框数目由过滤生产能力和悬浮液的情况而定,一般有 10~60 个。 7 ①滤框滤框两侧覆以滤布,空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间,框角开有供料液流通的小孔。②过滤板支承滤布并提供滤液流出的通道。③洗涤板支承滤布并提供洗涤水流入的通道和滤液流出的出口。滤板与滤框示意图 8 2 、工作过程过滤时: 料液进入滤框空间,固粒被截留,形成滤饼,滤液穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板,沿滤板沟槽向下流动,由滤板下方通孔排出。(明流式和暗流式) 洗涤时: 关闭洗涤板的滤液出口,洗涤水进入洗涤板空间, 穿过滤布流向滤饼,再次穿过滤布流向过滤板,并从过滤板上的滤液出口流出。板与框安装顺序: 过滤板→滤框→洗涤板→滤框→过滤板……过滤操作洗涤操作 9 3、板框压滤机的强度计算常用工作压力为 ~1MPa ,为了防止在压滤过程中,滤液从板框压紧面泄露,需用一定的压紧力压紧板框。①压紧力计算压紧力的大小取决于过滤压强,板框尺寸和板框的接触面积。 F 1 =p ·A 式中: F 1—滤板面上的压紧力, N;p—过滤压强, Pa ; A—每块板所承受的悬浮液压力的面积, m 2。密封接触面上的密封压力为: F 2 =p y·A y 式中: F 2—密封接触面上的压紧力, N;p y—保证密封所需的压强, Pa ; Ay —板框之间的周边接触面积, m 2。可见,密封装置的压紧力: F≥F 1 +F 2 10