生化工程设备-第二篇-第二章-过滤、离心与膜分离设备-第二节-过滤设备.ppt

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1、第二篇第二章过滤、离心与膜分离设备--第二节-过滤设备第二节过滤设备按过滤推动力，可将过滤设备分为常压过滤机、加压过滤机和真空过滤机三类。常压过滤效率低，仅适用于易分离的物料，加压和真空过滤设备在生物工业中被广泛采用。一、板框式及板式压滤机第二章过滤、离心与膜分离设备(一)板框式压滤机板框式压滤机主要由许多滤板和滤框间隔排列而组成。如图2-2-5所示。板和框多做成正方形，角端均开有小孔(图2-2-6)，装合压紧后即构成供滤浆或洗水流通的孔道。框的两侧覆以滤布，空框与滤布围成了容纳滤浆及滤饼的空间，滤

2、板用以支撑滤布并提供滤液流出的通道。为此，滤板的两面制成沟槽，并分别与洗水孔道和滤液出口相通。滤板又分为洗涤板与非洗涤板两种，其结构与作用有所不同。每台板框压滤机有一定的总框数，其数目由生产能力和悬浮液固体浓度确定，最多可达60个，需要框数少时，可插入育板以切断滤浆流通的孔道。过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打人框内，如图2-2-7（1）所示，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。滤液在引出方式上有明流与暗流之分。前者适用于一般

3、场合，如发酵液的过滤，后者则用于滤液需保持无菌，不与空气接触等场合。洗涤滤饼时，洗水经由洗水通道进入滤板与滤布之间。由于关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便横穿滤框两侧的滤布及整个滤框厚度的滤饼，最后由非洗涤板下部的滤液出口排出[图2-2-7（2）]。由于洗水通过滤饼的厚度为最终过滤操作时的一倍，而洗水通过的过滤面积仅为过滤操作时的1/2。因此，洗涤速率仅为最终过滤速率的1/4。洗涤结束后，旋开压紧装置并将板框拉开，卸出滤饼，清洗滤布，重新组装，进行下一循环操作。常用的板框压滤机有BMS、BAS、BMY

4、及BAY等类型。其中B表示扳框压滤机、M表示明流、A表示暗流、s表示手动压紧、Y表示液压压紧，代号后面的数字表示过滤面积、滤框规格及框的厚度。表2-2-4所示为部分国产板框压滤机规格。滤板和滤框一般由铸铁铸成，也可由硬橡胶、塑料等制成。无菌过滤时，一般应采用不锈钢制造。板框压滤机的最大操作压力可达1000kPa，通常使用压力为300~500kPa。发酵液过滤时，处理量为15~25L/(m2•h)。(二)板式压滤机较常见的是凹腔板式压滤机(图2-2-8)，也称箱式压滤机，它全部由滤板并列组合而成，即滤

5、板具有板和框的双重作用。滤板通常为凹面形圆盘，滤板两侧各有一凸出的边框，这样当两块滤板合拢时，中间的内腔即形成滤箱。每块滤板的两侧覆以滤布，利用螺旋活接头将滤布紧贴于板的凸缘平面上，这样可将滤箱空间分隔成滤布与板面间的滤液空间及滤布处部的滤浆空间。过滤时，料液经滤板的中央进料孔进入滤浆空间，滤渣沉积于滤布上形成滤饼，而滤液穿过滤布进入板面的沟槽内，并从下部的孔道流出。板框式硅藻土过滤机与典型的板框式压滤机没有本质上的差别，只是以硅藻土过滤介质代替滤布，它使用特制的多孔隙滤纸板夹持在板和框之间，作为硅

6、藻土层的支撑物，每一过滤周期结束后需更换新的滤纸板和硅藻土。板式或板框式压滤机结构简单。价格低，过滤面积大，耐受压力高，动力消耗小，适用于较难处理物料的过滤，故使用较广泛。但这种压滤机不能连续操作，劳动强度大，辅助操作时间长，滤布易损坏。目前已研制出半自动和全自动压滤机。(三)自动板框压滤机自动板框压滤机在板框压紧、卸饼、清洗等操作中可自动完成，劳动强度小，辅助操作时间短.图2-2-9所示为IFP型自动板框压滤机的操作过程示意图。其结构与普通板框压滤机大体相同。只是板与框各有4个角孔，滤布是首尾封闭

7、的整体，并配有自动控制操作系统。过滤时，悬浮液从板框上部两个角孔形成的通道并行庄入滤框，滤液穿过滤框两侧的滤布，沿滤板表面的沟槽流入下部角孔形成的通道，滤饼则在滤框内形成。洗涤滤饼也按过滤流向进行。洗饼完毕，油压机将板框拉开，并使滤框下降。然后开动滤饼推板，框内滤饼将以水平方向推出落下。传动装置带动环形滤布绕一系列转轴旋转，以达到洗涤滤布的目的，最后使滤框复位，重新夹紧，完成一个操作周期。全部操作可在10min内完成。自动压滤机结构复杂，价格昂贵，在一定程度上限制了它的应用和发展。（四）板框压滤机工

8、艺计算1.物料衡算设待处理悬浮液最为m(kg)，其固相浓度为x1(%，质量分数)，经过滤分离后得湿滤渣为m1(kg)，其湿度为x2，（%，质量分数)，获得滤液为V(rn3)，密度为ρ(kg/m3)。则总物料衡算m=m1+Vρ(2-2-11)滤液物料衡算m(l-x1)..m1x2=Vρ(2-2-12)滤渣物料衡算mx2=m1(l-x2)(2-2-13)由此计算得每批操作的滤液量、滤渣量及滤渣中的液体含量。用以选择压滤机。2.板框压滤机选择及台数板框压滤机的滤箱体积为：V