食品工程原理-過濾課件

1、3.2 過濾3.2.1 過濾基本原理3.2.2 過濾設(shè)備3.2.3 過濾基本理論3.2.4 過濾計算返回3.2 過濾3.2.1 過濾基本原理返回一、 過濾固液混合，外力驅(qū)動，多孔介質(zhì)，顆粒截留，液體通過3.2.1 過濾基本原理一、 過濾固液混合，外力驅(qū)動，多孔介質(zhì)，顆粒截留，液體通過3說明：名詞：過濾介質(zhì)；濾漿；濾渣(餅)；濾液過程推動力：重力；壓力(差)；離心力濾餅過濾與深層過濾操作目的：固體或清凈的液體洗滌回收濾餅中殘存的濾液或除去其雜質(zhì)二、 過濾介質(zhì)支撐濾餅或截留顆粒，通過濾液說明：名詞：過濾介質(zhì)；濾漿；濾渣(餅)；濾液過程推動力：要求流動阻力小，機械強度高織物介質(zhì)濾布(織物、網(wǎng))，56

2、5m，工業(yè)應(yīng)用廣泛堆積介質(zhì)固體顆粒或纖維等堆積，深層過濾 多孔固體介質(zhì)：具有微細(xì)孔道的固體，13m多孔膜：有機膜、無機膜，1m以下 三、 濾餅的可壓縮性和助濾劑 濾餅受壓，流動阻力助濾劑加入，使濾餅疏松而堅硬要求流動阻力小，機械強度高織物介質(zhì)濾布(織物、網(wǎng))，53.2.2 過濾設(shè)備一、 板框過濾機 1. 結(jié)構(gòu)與工作原理 3.2.2 過濾設(shè)備一、 板框過濾機 1. 結(jié)構(gòu)與工作食品工程原理過濾課件1-非洗滌板；2-框；3-洗滌板；四角均開孔組裝: 1-2-3-2-1-2-3-2-1-2-3-2-1濾布框的兩側(cè)濾漿由總管入框框內(nèi)形成濾餅濾液穿過餅和布經(jīng)每板上旋塞排出(明流)從板流出的濾液匯集于某總管

3、排出(暗流)2. 工作過程1-非洗滌板；2-框；3-洗滌板；四角均開孔組裝: 1-2-橫穿洗滌：洗滌液由總管入板濾布濾餅濾布非洗滌板排出洗滌面=(1/2)過濾面積洗滌液行程與濾液相同。洗滌面=過濾面置換洗滌：說明間歇操作過濾、洗滌、卸渣、整理、裝合主要優(yōu)缺點二、 葉濾機 橫穿洗滌：洗滌液由總管入板濾布濾餅濾布非洗滌板排出食品工程原理過濾課件三、 轉(zhuǎn)筒過濾機 1. 結(jié)構(gòu)與工作原理 三、 轉(zhuǎn)筒過濾機 1. 結(jié)構(gòu)與工作原理 水平轉(zhuǎn)筒分為若干段，濾布蒙于側(cè)壁段管分配頭轉(zhuǎn)動盤(多孔)分配頭固定盤(凹槽2、凹槽1、凹槽3) 三個通道的入口濾液真空管洗水真空管吹氣管工作過程跟蹤一段 當(dāng)浸入濾漿中時，對應(yīng)濾布

4、對應(yīng)管轉(zhuǎn)動盤孔凹槽2 濾液真空管 濾液通道過濾水平轉(zhuǎn)筒分為若干段，濾布蒙于側(cè)壁段管分配頭轉(zhuǎn)動盤(多孔)當(dāng)位于水噴頭下，對應(yīng)濾餅、濾布對應(yīng)管 轉(zhuǎn)動盤孔凹槽1 洗水真空管洗水通道洗滌吹氣管凹槽3轉(zhuǎn)動盤孔 對應(yīng)管濾布濾餅 壓縮空氣通道吹松 遇到刮刀 卸渣兩凹槽之間的空白處：沒有通道 停工兩區(qū)不 致串通 主要優(yōu)缺點：當(dāng)位于水噴頭下，對應(yīng)濾餅、濾布對應(yīng)管吹氣管凹槽33.2.3 過濾基本理論 一、 顆粒床層的物理模型與基本參數(shù)顆粒床層一組平行細(xì)管流體通道細(xì)管內(nèi)表面=床層顆粒的全部表面細(xì)管的總體積=床層空隙體積基本參數(shù)空隙率：床層的空隙體積/床層的總體積比表面積S0：顆粒表面積/顆粒體積孔道(細(xì)管)平均長度

5、l：床層厚度，即l=K0L3.2.3 過濾基本理論 一、 顆粒床層的物理模型與基本參孔道(細(xì)管)當(dāng)量直徑de：濾液流速u1:孔道(細(xì)管)當(dāng)量直徑de：濾液流速u1:二、 過濾速度及其表達 1. 定義A濾餅層總截面積；過濾時間；V濾液體積說明u1與u的關(guān)系 2. 過程推動力濾漿側(cè)和濾液側(cè)的壓差濾餅壓降介質(zhì)壓降二、 過濾速度及其表達 1. 定義A濾餅層總截面積；過 3. p1的表達Hagen-Poiseuille 方程4. 濾餅層的阻力 l(L)，如p不變，則u 瞬時速度恒壓降速，恒速升壓說明 3. p1的表達Hagen-Poiseuille u=濾餅層推動力/濾餅層阻力。濾餅阻力與濾餅層的性質(zhì)、

6、L、濾液的有關(guān)。說明5. 過濾介質(zhì)的阻力近似：阻力相當(dāng)厚度為Le的一層濾餅6. 總推動力與總阻力其中濾餅的比阻u=濾餅層推動力/濾餅層阻力。說明5. 過濾介質(zhì)的阻力近似： 7. 過濾速度的兩種具體表達形式認(rèn)為:AL=cV獲取單位體積濾液所得濾餅體積系數(shù)：c=AL/VVe與Le對應(yīng)的濾液體積。不存在，虛擬量， 與濾餅的性質(zhì)有關(guān)形式1 7. 過濾速度的兩種具體表達形式認(rèn)為:AL=cV獲取單位又認(rèn)為：獲取單位體積濾液所得濾餅質(zhì)量 與濾漿濃度和顆粒性質(zhì)有關(guān)系數(shù)：仿照可得形式2比較形式1與2 可得又認(rèn)為：獲取單位體積濾液所得濾餅質(zhì)量系數(shù)：仿照可得形式2比三、(恒壓)過濾方程式 積分形式1c、r、與時間無

7、關(guān)Ve、A、p常數(shù)過濾常數(shù)（m2/s）三、(恒壓)過濾方程式 積分形式1c、r、與時間無關(guān)Ve另一寫法其中說明 過濾方程式V的關(guān)系，拋物線關(guān)于過濾常數(shù)K和qe濾餅的(不)可壓縮性， K, qep的關(guān)系平均r(r)p:另一寫法其中說明 過濾方程式V的關(guān)系，拋物線關(guān)于其中r0(r0)為常數(shù)；不可壓縮，s=0其中r0(r0)為常數(shù)；不可壓縮，s=0對過濾方程進行微分微分用增量代替連續(xù)測定，q算出一系列及對應(yīng)q/qq作圖，直線斜率=2/K，截距=2qe/K原理二過濾方程同除以Kq測量變量相同四、過濾常數(shù)的實驗測定 原理一對過濾方程進行微分微分用增量代替連續(xù)測定，q算出一系列/q q作圖，直線斜率=1/

8、K，截距=2qe/K討論實驗條件必須與生產(chǎn)條件一致過濾機設(shè)計在不同p下測多個常數(shù)測出c或c，一定p測出Kr；多次一組（r, p）雙對數(shù)坐標(biāo)，直線斜率=s, 截距=r0/q q作圖，直線斜率=1/K，截距=2qe/K討論 3.2.4 過濾計算 一、間歇過濾機的計算 1. 操作周期與生產(chǎn)能力 操作周期總時間總時間過濾時間洗滌時間卸渣、清理、裝合 設(shè)計和操作計算要基于C生產(chǎn)能力：一個操作周期中，單位時間內(nèi)得到的濾 液或濾餅體積 3.2.4 過濾計算 一、間歇過濾機的計算 1. 操作周已知K，qe，由過濾方程，F(xiàn)VF Q 2. 洗滌速率和洗滌時間 一般認(rèn)為：洗滌液量濾液量，即假定：洗滌液與濾液相同；洗

9、滌p與過濾時相同 洗滌速率：單位時間內(nèi)通過濾餅層的洗滌液體積m3濾液/hm3濾液/h已知K，qe，由過濾方程，F(xiàn)VF Q 2. 洗滌速率和(1) 葉濾機的洗滌速率和洗滌時間置換洗滌 洗滌速率恒定濾餅厚度不變(2)板框壓濾機的洗滌速度和洗滌時間橫穿洗滌 (1) 葉濾機的洗滌速率和洗滌時間置換洗滌 洗滌速率恒定洗滌時間3. 最佳操作周期 在一個操作周期中 一般固定F，V ，但上升幅度，Q可能F ，V ，且下降幅度，Q可能洗滌時間3. 最佳操作周期 在一個操作周期中 一般固定F存在一個最優(yōu)的過濾時間，使Q最大?？梢宰C明：如忽略過濾介質(zhì)阻力，則當(dāng) F +W= R時，Q可達最大。二、 連續(xù)過濾機的計算

10、1. 操作周期與過濾時間 間歇過濾機：部分時間，全部面積過濾連續(xù)過濾機：部分面積，全部時間過濾轉(zhuǎn)筒過濾機，每秒n周，則C=1/n每圈用時轉(zhuǎn)筒表面浸入分?jǐn)?shù)：存在一個最優(yōu)的過濾時間，使Q最大?？梢宰C明：如忽略過濾介質(zhì)阻一個周期中全部面積經(jīng)歷過濾時間部分面積，全部時間全部面積，部分時間CA 2. 生產(chǎn)能力 一個周期中全部面積經(jīng)歷過濾時間部分面積，全部時間全部面積當(dāng)濾布阻力可以忽略QA，n說明，過濾面積 ，其他面積，操作不便n， F ，L，難以卸渣，功率消耗當(dāng)濾布阻力可以忽略QA，n說明，過濾面積 ，其他例題3-2 在試驗裝置中過濾鈦白的水懸浮液，過濾壓力為3kgf/cm2 （表壓），求得過濾常數(shù)如下：K=510-5m2/s，qe=0.01m3/m2。又測出濾渣體積與濾液體積之比c=0.08 m3/m3 ?，F(xiàn)要用工業(yè)壓濾機過濾同樣的料液，過濾壓力及所用濾布亦與實驗時相同。壓濾機型號為BMY33/810-45。這一型號設(shè)備濾框空處長與寬均為810mm，厚度為45mm，共有26