非均相分離課件

1、第6章 非均相分離1第一節(jié) 概述一、基本概念二、非均相物系的分離方法三、非均相物系分離的目的2混合物 均相混合物 非均相混合物 物系內(nèi)部各處組成均勻且不存在相界面的混合物。例如：溶液及混合氣體 物系內(nèi)部有隔開(kāi)兩相的界面存在且界面兩側(cè)的物料性質(zhì)截然不同的混合物。例如固體顆粒和氣體構(gòu)成的含塵氣體固體顆粒和液體構(gòu)成的懸浮液 不互溶液體構(gòu)成的乳濁液 液體顆粒和氣體構(gòu)成的含霧氣體一、基本概念3非均相物系 分散相： (分散物質(zhì)) 處于分散狀態(tài)的物質(zhì) 如：分散于流體中的固體顆粒、液滴或氣泡 連續(xù)相：(分散相介質(zhì)) 包圍著分散相物質(zhì)且處于連續(xù)狀態(tài)的流體 如：氣態(tài)非均相物系中的氣體, 液態(tài)非均相物系中的連續(xù)液體

2、 4二、非均相物系的分離方法 1.非均相物系的分離依據(jù)分散質(zhì)與分散介質(zhì)之間物性的差異，如密度，顆粒粒徑等。 2.分離方法機(jī)械法使分散質(zhì)與分散介質(zhì)之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分離。沉降：顆粒相對(duì)于流體運(yùn)動(dòng) 過(guò)濾：流體相對(duì)于固體顆粒床層運(yùn)動(dòng) 機(jī)械分離 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式 分散相和連續(xù)相 5三、非均相物系分離的目的1收取分散質(zhì) 如從氣固催化反應(yīng)器出來(lái)的氣體中收集催化劑顆粒以循環(huán)使用。 2凈化分散介質(zhì) 如催化反應(yīng)中，去除原料氣中顆粒雜質(zhì)以凈化反應(yīng)原料氣，保證觸媒活性。3. 環(huán)境保護(hù)與安全生產(chǎn) 除去廢氣、廢液中的有害物質(zhì)，滿足環(huán)境保護(hù)的要求。如煙道氣中煤灰粉粒的去除；含碳物質(zhì)或金屬細(xì)粉與空氣混合形成爆炸物,必須

3、除去這些物質(zhì)以消除爆炸隱患。7第二節(jié) 物料的性質(zhì)一、固體顆粒的特性二、液體的特性三、懸浮液的特性8(2)非球形顆粒：當(dāng)量直徑體積當(dāng)量直徑：表面積當(dāng)量直徑：比表面積當(dāng)量直徑： 球形度：s=S/Sp（形狀系數(shù)）非球形顆粒常用顆粒的當(dāng)量直徑和球形度表示其特性S與該顆粒體積相等的圓球表面積Sp顆粒的表面積10B.顆粒群的特性(1)粒度分布 不同粒徑范圍內(nèi)所含粒子的個(gè)數(shù)或質(zhì)量,篩分分析法。標(biāo)準(zhǔn)篩：有不同的系列，常用泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩。 篩號(hào)(目數(shù))：每英寸長(zhǎng)度篩網(wǎng)上的篩孔數(shù)目； 篩過(guò)量：通過(guò)篩孔的顆粒量； 篩余量：截留于篩面上的顆粒量di-1didi+1di+2(2)顆粒的平均粒徑（平均比表面積直徑）11C、顆

4、粒床層的特性1.床層空隙率:顆粒群堆積成的床層疏密程度。2.床層的比表面積：?jiǎn)挝淮矊芋w積具有的顆粒表面積。3.床層的自由截面：床層截面未被顆粒占據(jù)的，流體可以 自由通過(guò)的面積。顆粒比表面積； 床層堆密度; 顆粒真實(shí)密度壁面附近床層空隙率總大于床層內(nèi)部，較多流體流過(guò)近壁處，使床層截面流體分布不均勻。壁效應(yīng)12(3) 表面張力 液體表面上任一單位長(zhǎng)度，并與之相切的表面緊縮力。它說(shuō)明增加單位表面積所需做的功。表面張力的大小直接影響液體潤(rùn)濕固體表面的程度，并促成顆粒堆聚。(4) 揮發(fā)性 易揮發(fā)的液體在真空下會(huì)揮發(fā)成氣體。14 三、懸浮液的特性 (1) 密度 由于固體顆粒的摻入，懸浮液的密度不再是原來(lái)液

5、體的密度。根據(jù)懸浮液的固相和液相含量懸浮液的密度如下： 式中，為懸浮液密度；C為懸浮液中固相質(zhì)量濃度； L為懸浮液中液相密度； S為懸浮液中固相密度。15 (4) 電動(dòng)現(xiàn)象及電位 帶有一定電荷的顆粒在水中形成雙電子層，雙電子層與懸浮液中分散介質(zhì)之間的電勢(shì)差成為電位，顆粒自身帶有的剩余電荷還會(huì)造成帶有相同電荷的顆粒之間相互排斥，當(dāng)對(duì)懸浮液施加外加電場(chǎng)時(shí)，荷電顆粒也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的定向運(yùn)動(dòng)，這將影響顆粒間的團(tuán)聚長(zhǎng)大，也影響過(guò)濾介質(zhì)的堵塞性能。17過(guò)濾過(guò)濾的基本概念 過(guò)濾操作時(shí)利用重力或人為造成的壓差使懸浮液通過(guò)某種多孔性過(guò)濾介質(zhì)，懸浮液中的固體顆粒被截留，濾液則穿過(guò)介質(zhì)流出。兩種過(guò)濾方式 (1) 濾餅

6、過(guò)濾 過(guò)濾時(shí)懸浮液中有部分顆粒進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)網(wǎng)孔中發(fā)生架橋現(xiàn)象，也有少量顆粒穿過(guò)介質(zhì)而混于濾液中。隨著濾渣的逐步堆積，在介質(zhì)上形成了一個(gè)濾渣層，稱為濾餅。不斷增厚的濾餅才是真正有效的過(guò)濾介質(zhì)，而穿過(guò)濾餅的液體則變?yōu)榍鍍舻臑V液。 (2) 深層過(guò)濾 固體顆粒并不形成濾餅而是沉積于較厚的過(guò)濾介質(zhì)內(nèi)部。此時(shí)，顆粒尺寸小于介質(zhì)孔隙。在慣性和擴(kuò)散作用下，進(jìn)入介質(zhì)通道的固體顆粒趨向通道壁面并籍靜電與表面力附著其上。18過(guò)濾過(guò)程的特點(diǎn) 液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)和濾餅空隙的流動(dòng)是流體通過(guò)固定床流動(dòng)的一種具體情況。在一定壓力下，過(guò)濾操作中床層厚度不斷增加，濾液通過(guò)速率隨過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，但是由于濾餅厚度的增加比較緩慢，

7、所以過(guò)濾操作可作為擬定態(tài)處理。 假設(shè)過(guò)濾面積為A，過(guò)濾時(shí)間為時(shí)所得濾液量為V，則過(guò)濾速度u為 19離心分離 利用離心力作為推動(dòng)力分離液相非均一系的過(guò)程稱為離心分離。它利用慣性離心力和物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的不同而進(jìn)行的一項(xiàng)分離、濃縮或提煉操作。離心分離對(duì)那些固體顆粒很小或液體黏度很大，過(guò)濾速度很慢，甚至難以過(guò)濾的懸浮液十分有效，但是離心分離得到的是漿狀物而不是濾餅。離心分離可分為三種形式：離心沉降(利用固液兩相的相對(duì)密度差，在離心機(jī)無(wú)孔轉(zhuǎn)鼓或管子中進(jìn)行懸浮液的分離操作)；離心過(guò)濾(利用離心力并通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，在有孔轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)中分離懸浮液的操作)；離心分離和超離心(利用不同溶質(zhì)顆粒在液體中各部分

8、分布的差異，分離不同的相對(duì)密度液體的操作)20離心沉降的原理 離心沉降的基礎(chǔ)是固體的沉降。當(dāng)固體粒子在無(wú)限連續(xù)流體中沉降時(shí)，流體對(duì)它的浮力和流體對(duì)運(yùn)動(dòng)粒子的粘滯力達(dá)到平衡時(shí)，固體粒子將保持勻速運(yùn)動(dòng)。 對(duì)直徑為d的球形粒子，作用在它上面的浮力Fg可以表示為： 式中，d為粒子直徑；s和分別為粒子和流體的密度；V為粒子體積。 21 離心過(guò)濾是將料液送入有孔的轉(zhuǎn)鼓并利用離心立場(chǎng)進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)程，以離心力為推動(dòng)力完成過(guò)濾作用，兼有離心和過(guò)濾的雙重作用。 粒子受離心力而沉積，過(guò)濾介質(zhì)則阻止粒子通過(guò)，形成濾餅。當(dāng)懸浮液的固體粒子沉積時(shí)，濾餅表面生成了澄清液，該澄清液透過(guò)濾餅層和過(guò)濾介質(zhì)向外排出。過(guò)濾后期，由于

9、施加在濾餅上的部分載荷的作用，相互接觸的固體粒子經(jīng)接觸面?zhèn)鬟f粒子應(yīng)力，濾餅開(kāi)始?jí)嚎s。所以離心過(guò)濾一般分濾餅形成、濾餅壓緊和濾餅壓干三個(gè)階段。離心過(guò)濾22 如果粒子在離心力場(chǎng)中作勻速直線運(yùn)動(dòng)，即： 結(jié)合上兩式并積分，便可求得某種介質(zhì)中，使一種球形粒子從液體的彎月面沉降到離心管某部(如底部)所需的時(shí)間： 式中，t為沉降時(shí)間；為懸浮介質(zhì)的黏度；d為粒子直徑；s為粒子密度； 為介質(zhì)密度；r1為從旋轉(zhuǎn)軸中心到液體彎月面的距離；r2為從旋轉(zhuǎn)軸中心到離心管底部的距離。24 從上式可知，在某一轉(zhuǎn)速時(shí)，沉降一組均勻的球形顆粒所需要的時(shí)間與它們直徑的平方以及它們的密度和懸浮介質(zhì)的密度之差成反比，而與介質(zhì)的黏度成正

10、比。也就是說(shuō)，當(dāng)粒子直徑d和密度s不同時(shí)，移動(dòng)同樣距離所需的時(shí)間不同，在同樣的沉降時(shí)間，其沉降的位置也不同，這是“微分離心”的基礎(chǔ)。 注意：1.不適用與非球形粒子；2.只適用于符合牛頓流體的稀的固體懸浮物。25沉淀：物理環(huán)境的變化引起溶質(zhì)的溶解度降低生成固體凝聚物的現(xiàn)象。 沉淀是生物技術(shù)中用于分離發(fā)酵產(chǎn)品的一種常用方法，它能夠起到濃縮與分離的雙重作用。沉淀法有：鹽析沉淀、等電點(diǎn)沉淀、有機(jī)溶劑沉淀、 加熱沉淀法等。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，濃縮倍數(shù)高。缺點(diǎn)：分離度不高，選擇性不強(qiáng)。沉淀27 蛋白質(zhì)的水溶液呈膠體性質(zhì)。其表面由不均勻分布的荷電基團(tuán)形成的荷電區(qū)、親水區(qū)和疏水區(qū)構(gòu)成。其分子周圍存在的與蛋白

11、質(zhì)分子緊密或疏松結(jié)合的水化層和雙電層是蛋白質(zhì)形成穩(wěn)定的膠體溶液、防止蛋白質(zhì)凝聚沉淀的屏障之一；另一屏障是蛋白質(zhì)之間的靜電排斥作用。 所以，蛋白質(zhì)的沉淀可采用加入無(wú)機(jī)鹽的鹽析法、加酸堿調(diào)節(jié)溶液pH等電點(diǎn)沉淀法、加水溶性有機(jī)溶劑法等方法來(lái)降低蛋白質(zhì)周圍的水化層和雙電層厚度，來(lái)降低蛋白質(zhì)溶液的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)的沉淀。蛋白質(zhì)表面特性28鹽析沉淀原理 鹽析：蛋白質(zhì)在高離子強(qiáng)度的溶液中溶解度降低發(fā)生沉淀的現(xiàn)象。 鹽析法是分離蛋白質(zhì)的一種重要手段，它有效、價(jià)廉，且不易引起蛋白質(zhì)變性，故在蛋白質(zhì)分離中被廣泛采用。29 根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知，蛋白質(zhì)的溶解度隨溶液中鹽濃度的增加而減少，并遵循Cohn經(jīng)驗(yàn)方程：Log S

12、 =- Ks I （1）其中：S：蛋白質(zhì)的溶解度，g/dm3； ：常數(shù)；與蛋白質(zhì)的種類、pH值和溫度有關(guān)， 并在蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，達(dá)到最低值。 Ks：鹽析常數(shù)，與鹽和被分離的蛋白質(zhì)種類有關(guān)， 與pH值和溫度無(wú)關(guān)。 I：溶液離子強(qiáng)度30溶液的離子強(qiáng)度I 隨鹽濃度的變化為： 可見(jiàn)，離子強(qiáng)度越高，蛋白質(zhì)的溶解度越小，蛋白質(zhì)凝聚、沉淀效果越好。Ci：離子i 的摩爾濃度 Zi ：離子i 的電荷數(shù)31以上式為基礎(chǔ)，將鹽析方法分為兩類： 在一定 pH、T下，改變離子強(qiáng)度 I，進(jìn)行鹽析， 稱 Ks 鹽析法。 應(yīng)用：用于生產(chǎn)中提取液的前處理。 缺點(diǎn)：溶解度變化快，易共沉淀，分辨率不高。 在一定 I 下，改變 pH

13、、T 進(jìn)行鹽析，稱鹽析法。 應(yīng)用：用于分離后期。 缺點(diǎn)：由于溶解度變化緩慢且變化幅度小，分辨 率比 Ks 鹽析好。Log S =- Ks I32影響鹽析的因素 影響鹽析的主要因素有無(wú)機(jī)鹽的種類、濃度、溫度和pH值。1. 無(wú)機(jī)鹽 在相同 I 下，鹽的種類對(duì)蛋白質(zhì)溶解度的影響有一定差異，一般規(guī)律為：離子半徑小而帶電荷較多的陰離子的鹽析效果較好，即鹽析常數(shù)Ks大。 常見(jiàn)陰離子的鹽析作用順序?yàn)椋?PO43-SO42-CHCOO-CL-NO3-CLO4-I-SCN- 常見(jiàn)陽(yáng)離子的鹽析作用順序?yàn)椋?Al3+H+Ca2+NH4+K+Na+Mg2+33選擇鹽析的無(wú)機(jī)鹽時(shí)，對(duì)鹽的幾點(diǎn)要求： (1)鹽析作用要強(qiáng)；

14、 (2)溶解度大，能配制高離子強(qiáng)度的鹽溶液； (3)溶解度受溫度影響較??； (4)鹽析用鹽必須是惰性的，來(lái)源豐富、經(jīng)濟(jì)。常用的鹽析用鹽：硫酸銨 優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格便宜、溶解度大且受溫度影響很小、具有穩(wěn) 定蛋白質(zhì)（酶）的作用。 缺點(diǎn)：為強(qiáng)酸弱堿鹽，腐蝕性強(qiáng)，后處理困難；硫酸銨 殘留在食品中的量，即使很低，也容易被辨別 出來(lái)；在醫(yī)療上，硫酸銨有毒性。所以必須把 硫酸銨從蛋白質(zhì)中除去。 34 在實(shí)際生產(chǎn)中，可供使用的其他鹽類還有硫酸鈉、氯化鈉、醋酸鈉、檸檬酸鈉等。2溫度和pH值 溫度：在低離子強(qiáng)度溶液或純水中，蛋白質(zhì)的溶解度在一 定溫度范圍內(nèi)一般隨溫度升高而增大。 當(dāng)離子強(qiáng)度較高時(shí)，升高溫度有利于某些蛋白質(zhì)

15、的失水，因而溫度升高，蛋白質(zhì)溶解度下降。 pH值：等電點(diǎn)溶液中，凈電荷為零，蛋白質(zhì)之間靜電排斥 力最小，溶解度最低（值最?。?，所以調(diào)節(jié)溶液 pH在等電點(diǎn)附近有利于提高鹽析效果。35 所以，蛋白質(zhì)的鹽析沉淀操作須選擇合適的pH和溫度，使蛋白質(zhì)的溶解度較小。同時(shí)鹽析操作條件要溫和，不能引起目標(biāo)蛋白質(zhì)的變性，所以鹽析需在較低溫度下進(jìn)行。鹽析操作2種加入方式：加固體鹽，工業(yè)常用。 加飽和溶液，實(shí)驗(yàn)室和小規(guī)模生產(chǎn)。 缺點(diǎn)：分辨率不高，須進(jìn)行脫鹽處理，才能進(jìn)行后續(xù)的 純化操作。 優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)便、安全。36等電點(diǎn)沉淀 蛋白質(zhì)有一重要的電特征，即等電點(diǎn)。由于蛋白質(zhì)的帶點(diǎn)性與溶液的pH有關(guān)，當(dāng)溶液的pH為某一

16、值時(shí)，蛋白質(zhì)不帶電，這時(shí)的 pH 值常用 pI 表示，稱為等電點(diǎn)。不同蛋白質(zhì)的 pI 值不同。 在溶液的 pH pI 時(shí)，蛋白質(zhì)的溶解度最小。 等電點(diǎn)沉淀法的依據(jù)是，基于不同蛋白質(zhì)具有不同等電點(diǎn)的這一電特性，如果依次改變?nèi)芤旱?pH 值，便可使具有不同 pI 值的雜質(zhì)蛋白質(zhì)，依次沉淀而被除去。 等電點(diǎn)沉淀的操作條件是：低離子強(qiáng)度；pH=PI。37優(yōu)點(diǎn)：試劑消耗少，操作簡(jiǎn)便，引入外來(lái)物（雜質(zhì)少。 另外，磷酸、鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸，對(duì)某些食品 蛋白質(zhì)的生產(chǎn)也都是允許使用的。與鹽析法相 比，無(wú)需后繼的脫鹽操作； 缺點(diǎn)：等電點(diǎn)沉淀法通常只用于沉淀去除不需要的雜 質(zhì)蛋白質(zhì)，而不用于沉淀產(chǎn)品蛋白質(zhì)，因?yàn)槌恋?/p>

17、 時(shí)，容易引起蛋白質(zhì)的變性失活。 38有機(jī)溶劑沉淀概念：在含有蛋白質(zhì)的水溶液中，加入親水性有機(jī)溶劑， 降低溶質(zhì)的溶解度，使其沉淀析出。 原理： 破壞了溶質(zhì)分子周圍的水化層，導(dǎo)致脫水凝聚； 有機(jī)溶劑的介電常數(shù)比水小，隨著有機(jī)溶劑的加 入，溶液的介電常數(shù)下降，蛋白質(zhì)分子間的靜電 引力增大，從而凝聚和沉淀。 有機(jī)溶劑的選擇： 介電常數(shù)??； 與水互溶、在水中有很高的溶解度； 致變作用??； 毒性小，揮發(fā)性適中。39 常用的溶劑有：丙酮、乙醇，其他溶劑，如甲醇、丙醇等也可使用，但它們的介電常數(shù)較高，沉淀效果差。很多情況下，丙酮是較理想的溶劑，因?yàn)樗诔恋聿僮鲿r(shí)的需要量較少，僅為乙醇量的四分之一，不易造成蛋

18、白質(zhì)的變性。優(yōu)點(diǎn)：有機(jī)溶劑密度較低，易于分離；與鹽析法相比， 沉淀產(chǎn)品不需脫鹽處理；丙酮、乙醇的揮發(fā)度很 大，通常易于去除和回收，不會(huì)殘留在產(chǎn)品中， 因此十分適合于食品蛋白質(zhì)的分離。缺點(diǎn)：易引起蛋白質(zhì)變性，必須在低溫下進(jìn)行；有機(jī)溶 劑易燃、易爆，對(duì)廠房的防火防爆要求也很高。40熱沉淀 在較高溫度下，熱穩(wěn)定性差的蛋白質(zhì)將發(fā)生變性沉淀。利用蛋白之間的熱穩(wěn)定性的差別進(jìn)行蛋白質(zhì)的熱沉淀，分離純化穩(wěn)定性高的目標(biāo)產(chǎn)物。 熱沉淀是一種變性分離法，帶有一定的冒險(xiǎn)性。只有變性活化能差別大的蛋白質(zhì)才可利用此法分離，因此使用時(shí)需對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物和共存雜蛋白的熱穩(wěn)定性有充分的了解。41其他沉淀法（1）非離子型聚合物： 與酶

19、蛋白分子爭(zhēng)奪水，具有脫水作用，使酶沉淀。 試劑：聚乙二醇（PEG）（空間排斥作用）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、葡萄糖聚糖 優(yōu)點(diǎn)：沉淀效率高，反應(yīng)用量小，用于不穩(wěn)定的生物大 分子分離。（2） 聚電解質(zhì): 蛋白質(zhì)分子的相反電荷與聚電解質(zhì)結(jié)合，形成多分子絡(luò)合物，當(dāng)其超過(guò)游離蛋白質(zhì)溶解度極限時(shí)，發(fā)生沉淀。 用于蛋白質(zhì)沉淀的聚電解質(zhì)有羧甲基纖維素、離子型多糖、聚丙烯酸、聚乙烯亞胺、海藻酸鹽等。 42（3）某些多價(jià)金屬離子： 與蛋白質(zhì)上某些殘基發(fā)生作用形成金屬鹽而使其沉淀。 缺點(diǎn)：酶與金屬離子作用后，可逆性變化較差，尤其巰基衍生物，它結(jié)合的金屬離子會(huì)使酶變性失活。 43機(jī)械分離設(shè)備機(jī)械分離設(shè)備：依靠機(jī)械作

20、用力，對(duì)固液、液液、氣液、氣固等非均相混合物進(jìn)行分離的設(shè)備。分離方法：過(guò)濾法、沉降法、離心分離法 （過(guò)濾機(jī)械） （沉降器） （離心機(jī)）44 過(guò)濾機(jī)是利用多孔性過(guò)濾介質(zhì)，截留液體與固體顆?；旌衔镏械墓腆w顆粒，而實(shí)現(xiàn)固、液分離的設(shè)備。過(guò)濾機(jī)廣泛應(yīng)用于化工、石油、制藥、輕工、食品、選礦、煤炭和水處理等部門(mén)。 中國(guó)古代即已應(yīng)用過(guò)濾技術(shù)于生產(chǎn)，公元前二百年已有植物纖維制作的紙。公元105年，蔡倫改進(jìn)了造紙法，他在造紙過(guò)程中將植物纖維紙漿蕩于致密的細(xì)竹簾上，水經(jīng)竹簾縫隙濾過(guò)，一薄層濕紙漿留于竹簾面上，干后即成紙張。 最早的過(guò)濾大多為重力過(guò)濾，后來(lái)采用加壓過(guò)濾提高了過(guò)濾速度，進(jìn)而又出現(xiàn)了真空過(guò)濾。20世紀(jì)初

21、發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)實(shí)現(xiàn)了過(guò)濾操作的連續(xù)化。此后，各種類型的連續(xù)過(guò)濾機(jī)相繼出現(xiàn)。連續(xù)操作的過(guò)濾機(jī)因能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作而得到發(fā)展，過(guò)濾面積越來(lái)越大。為得到含濕量低的濾渣，機(jī)械壓榨的過(guò)濾機(jī)得到了發(fā)展。 4510.1 加壓過(guò)濾機(jī)定義：在濾室內(nèi)加高于常壓的操作壓力的過(guò)濾機(jī)，簡(jiǎn)稱壓濾機(jī)。操作壓力一般為0.30.8Mpa（表壓）適用：固液密度差較小而難以沉降的分離；固體含量高和要求得到澄清的濾液；要求固相回收率高、濾餅含濕量低的場(chǎng)合。特點(diǎn)：過(guò)慮推動(dòng)力大、過(guò)濾效率高、單位過(guò)濾面積占地少、對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)、過(guò)濾面積的選擇范圍寬。464710.1.1間歇式加壓過(guò)濾機(jī)最常用的有： 板框式壓濾機(jī) 框式壓濾機(jī) 加壓葉濾機(jī)

22、 筒式壓濾機(jī)48板框壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，占地面積小，操作壓強(qiáng)高，過(guò)濾面積大，適于粘細(xì)物料，濾渣含濕量低，缺點(diǎn)是間歇操作，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高，濾布損失快。 495051廂式壓濾機(jī)與板框壓濾機(jī)相似，但機(jī)件少，單位過(guò)濾面積的造價(jià)低15%左右，密封面可靠，但濾布安裝于清洗麻煩，濾布損失快，操作成本高，大多數(shù)用于大處理量的生產(chǎn)中。 52/template/glys1.htm53加壓葉濾機(jī)將不同寬度的多個(gè)濾葉裝于密閉的圓筒內(nèi)。濾葉是堅(jiān)強(qiáng)的金屬網(wǎng)上罩以濾布，一端裝有短管，供濾液流出，并供濾葉懸掛用。各濾葉固定于可移機(jī)蓋上，濾液排出口突出蓋外。過(guò)濾時(shí)，用泵將濾漿壓入筒內(nèi)。液體穿過(guò)濾布，沿金屬網(wǎng)流至出

23、口管排出，濾渣則被截留于濾布上成為濾餅。過(guò)濾終了，將蓋連同濾葉自筒內(nèi)拖出，將濾餅卸除，并以清水洗凈，然后將蓋推入，進(jìn)行另一次循環(huán)操作。如果濾餅需要洗滌，則在過(guò)濾終了以后，開(kāi)蓋以前，用泵打入水沖洗，去餅時(shí)，有時(shí)因?yàn)V餅緊附于濾布上，致使消除困難，則可自內(nèi)向外吹送壓縮空氣，使其松動(dòng)落下。與板框式過(guò)濾機(jī)比較，54特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：（1）裝卸和管理較簡(jiǎn)單； （2）濾布磨損較少。缺點(diǎn)是：（1）制造復(fù)雜，成本較高； （2）濾餅最終厚度較難控制； （3）過(guò)濾和洗滌都難均勻； （4）濾布更換較復(fù)雜。 5556575810.1.2 連續(xù)式加壓過(guò)濾機(jī)59轉(zhuǎn)鼓加壓過(guò)濾機(jī)60轉(zhuǎn)鼓加壓過(guò)濾機(jī)能連續(xù)和自動(dòng)操作，能有效地進(jìn)行過(guò)濾，

24、洗滌，脫水，操作現(xiàn)場(chǎng)干凈，易于檢查和修理。缺點(diǎn)是成本高，使用范圍受熱液體或揮發(fā)性液體的蒸汽壓限制，沸點(diǎn)低或在操作溫度下易揮發(fā)的物料不能過(guò)濾，難以處理含固量多和顆粒特性變化大的料漿，并且濾餅含濕量在30%左右，很少低于10%，主要用于化工，食品行業(yè)。 61連續(xù)式加壓葉濾機(jī)立式連續(xù)加壓葉濾機(jī)這種機(jī)型適于化工或藥品中難過(guò)濾的物料的過(guò)濾，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間占據(jù)高度大 62臥式連續(xù)加壓葉濾機(jī) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適于大規(guī)模生產(chǎn)和自動(dòng)化控制操作 63動(dòng)態(tài)旋葉壓濾機(jī) 利用旋轉(zhuǎn)件產(chǎn)生高剪切力達(dá)到限制濾餅層的厚度，可獲得很高的過(guò)濾速度，特別適于高分散，低濃度及壓縮性物料的過(guò)濾，同時(shí)利用過(guò)濾物料具有的觸變性，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中降低料

25、漿稠度的特性進(jìn)行操作。該設(shè)備主要適用在濃縮脫水和洗滌兩大類，用于澄清過(guò)濾較少，以及難過(guò)濾和難洗滌的物料中。 6410.2 真空過(guò)濾機(jī) 真空過(guò)濾器是在濾液出口處形成負(fù)壓作為過(guò)濾的推動(dòng)力 這種過(guò)濾機(jī)又分為間歇操作和連續(xù)操作兩種。間歇操作的真空過(guò)濾機(jī)可過(guò)濾各種濃度的懸浮液，連續(xù)操作的真空過(guò)濾機(jī)適于過(guò)濾含固體顆粒較多的稠厚懸浮液。 6566真空抽濾器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過(guò)濾推動(dòng)力較重力過(guò)濾器大 67轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)設(shè)備的主體是一轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，其表面有一層金屬網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布，筒的下部浸人濾漿中。圓筒沿徑向分隔成若干扇形格，每格都有單獨(dú)的孔道通至分配頭上。圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，憑借分配頭的作用使這些孔道依次分別與真空管及

26、壓縮空氣管相通，因此在回轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中每個(gè)扇形格表面即可順序進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項(xiàng)操作。 686970轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)能連續(xù)工作，節(jié)省人力，生產(chǎn)能力大，適合處理量大容易過(guò)濾的料漿，但附屬設(shè)備較多，投資費(fèi)用高，過(guò)濾面積不大。此外，由于真空操作，過(guò)濾推動(dòng)力有限，對(duì)較難過(guò)濾的物料適應(yīng)性差，濾餅的洗滌也不充分。 717210.3 過(guò)濾離心機(jī)73三足式離心機(jī)747576離心機(jī)分類(1)按分離因數(shù)的大小可分為常速離心機(jī)、高速離心機(jī)及超高速離心機(jī)。常速離心機(jī)：Fr3000，主要用于分離顆粒不大的懸浮液和物料的脫水。 高速離心機(jī)：3000 Fr 50000，主要用于分離乳濁液和細(xì)粒懸浮液。超高速離

27、心機(jī)： Fr 50000，主要用于分離極不易分離的超微細(xì)粒懸浮液和高分子膠體懸浮液。（）按操作原理的不同可分為過(guò)濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)及分離離心機(jī)。過(guò)濾離心機(jī)：轉(zhuǎn)鼓壁上有孔，借離心力實(shí)現(xiàn)過(guò)濾分離，分離因數(shù)不大，適用于易過(guò)濾的晶體懸浮液和較大顆粒懸浮液的分離以及物料的脫水。沉降離心機(jī)：鼓壁上無(wú)孔，借離心力實(shí)現(xiàn)沉降分離。分離離心機(jī)：鼓壁上無(wú)孔，分離因數(shù)在3000以上，主要用于乳濁液的分離和懸浮液的增濃或澄清。（）按操作方式的不同可分為間歇式離心機(jī)和連續(xù)式離心機(jī)。77活塞推料離心機(jī)連續(xù)進(jìn)料，分離后的濾餅從轉(zhuǎn)鼓中間歇排出的過(guò)濾式離心機(jī)。主電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)鼓全速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入，均勻分布到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾網(wǎng)壁

28、上，在離心力作用下，液相物穿過(guò)濾網(wǎng)和轉(zhuǎn)鼓壁濾孔排出，經(jīng)排液管排出機(jī)外，固相物截留在內(nèi)轉(zhuǎn)鼓形成環(huán)形濾餅層。轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，在活塞推動(dòng)下，推料盤(pán)連續(xù)軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因而推動(dòng)濾餅層間歇不斷地向外移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，排出機(jī)外。 適合分離含固相物粒度，濃度大的懸浮液。 。該機(jī)連續(xù)操作、生產(chǎn)能力大、可對(duì)濾餅進(jìn)行充分洗滌，洗滌效率高、功耗低、干燥快、對(duì)晶粒的破壞小。 78798010.4 沉降離心機(jī)分離效率高，低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可以作為除砂器使用，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有超越碟式離心機(jī)的分離性能； 可以無(wú)壓自流進(jìn)漿，省去泥沙泵； 產(chǎn)品啟動(dòng)時(shí)間短，穩(wěn)定性強(qiáng)，噪聲比轉(zhuǎn)鼓離心機(jī)低得多； 輕便，安裝要求低，可以船載、車載遠(yuǎn)程作業(yè)，可以應(yīng)用

29、在海洋油輪泄漏事故中用來(lái)消除海洋污染，同時(shí)可經(jīng)濟(jì)地回收資源； 結(jié)構(gòu)可調(diào)整的余地很大，可以根據(jù)不同的工況和安裝要求設(shè)計(jì)出多種形式。 卸料方式：人工、沖洗、刮刀81三足式沉降離心機(jī)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)鼓壁上不開(kāi)孔。適用：固相顆粒細(xì)小，懸浮液粘性較大，過(guò)濾介質(zhì)再生困難，且固相含量較小的懸浮液的固液分離 82螺旋卸料沉降離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有同心安裝的輸料螺旋, 轉(zhuǎn)鼓與輸料螺旋同向旋轉(zhuǎn)，但兩者之間有一定的轉(zhuǎn)速差，該轉(zhuǎn)速差由差速傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生。懸浮液經(jīng)中心的加料管進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，懸浮液中大部分固體顆粒在離心力作用下沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁并被輸料螺旋推送而從小端排出轉(zhuǎn)鼓，澄清后的液體從轉(zhuǎn)鼓另一端的溢流口排出 83臥式螺旋卸料沉降離

30、心機(jī) 84立式螺旋卸料沉降離心機(jī) 結(jié)構(gòu)與立式相似，轉(zhuǎn)鼓與螺旋以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速成后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場(chǎng)作用下，液相穿過(guò)過(guò)濾介質(zhì)排出機(jī)外，固相物截留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成濾渣，濾渣在輸料螺旋的共同作用下，連續(xù)不斷地向轉(zhuǎn)鼓大端移動(dòng)排出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)卸料槽排出機(jī)外。 8510.5 離心分離機(jī)碟式分離機(jī)原理與結(jié)構(gòu)：碟式分離機(jī)是立式離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組互相套疊在一起的碟形零件-碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液（或乳濁液）由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓。當(dāng)懸浮液（或乳濁液）流過(guò)碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒（或液滴）在

31、離心機(jī)作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液層）。沉渣沿碟片表面滑動(dòng)而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。 碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降距離、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大提高了分離機(jī)的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體在分離機(jī)停機(jī)后拆開(kāi)轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或通過(guò)排渣機(jī)構(gòu)在不停機(jī)的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。8687管式分離機(jī)88工作原理 乳濁液自轉(zhuǎn)鼓下端加入被轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的縱向筋板帶動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)在離心力作用下乳濁液分為兩層重液層靠向轉(zhuǎn)鼓壁輕液層靠向轉(zhuǎn)鼓中心。重液和輕液沿轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度方向流動(dòng)由轉(zhuǎn)鼓頂端的溢流口分別排出。分離懸浮液或含固體顆粒的乳濁液時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后

32、轉(zhuǎn)鼓內(nèi)積留存渣增多。分離液澄清度下降到不符要求時(shí)須停機(jī)清除轉(zhuǎn)鼓內(nèi)沉渣。 899010.6 旋風(fēng)分離器 91工作原理 含塵氣體從側(cè)面的矩形進(jìn)氣管切向進(jìn)入器內(nèi)，然后在圓筒內(nèi)作自上而下的圓周運(yùn)動(dòng)。顆粒在隨氣流旋轉(zhuǎn)過(guò)程中被拋向器壁，沿器壁落下，自錐底排出。由于操作時(shí)旋風(fēng)分離器底部處于密封狀態(tài)，所以，被凈化的氣體到達(dá)底部后折向上，沿中心軸旋轉(zhuǎn)著從頂部的中央排氣管排出。 92擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器原理：擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器與一般旋風(fēng)分離器最大的區(qū)別是具有呈倒錐形狀的錐體，并在錐體的底 部裝有反射屏。自錐體壁至錐體中心的距離逐漸增大，減少了含塵氣體由錐體中心短路到 排氣管的可能性。反射屏可使已經(jīng)被分離的粉塵沿著錐體與

33、反射屏之間的環(huán)縫落入灰斗， 有效防止了上升的凈化氣體重新把粉塵，特別是510m細(xì)微粉塵卷起帶走，因而提高 了除塵效率。 93旁室型旋風(fēng)分離器 “旁室”結(jié)構(gòu)能迫使被上旋流帶到頂部的細(xì)微塵粒聚結(jié)并由旁室進(jìn)入向下旋轉(zhuǎn)的主氣流而得以捕集，對(duì)5m以上的塵粒具有較高的分離效果。 9410.7 袋式過(guò)濾器959697(一)概述 空氣凈化：指以創(chuàng)造潔凈空氣為目的的空氣調(diào)節(jié)措施?？諝鈨艋夹g(shù)：為達(dá)到某種凈化要求所采用的凈化方法?？諝鈨艋譃楣I(yè)凈化(塵埃粒子)和生物凈化(塵埃粒子和微生物)。 (二)潔凈室空氣凈化標(biāo)準(zhǔn) 1、含塵濃度 單位體積（每升或每立方米）空氣中所含粉塵的個(gè)數(shù)(計(jì)數(shù)濃度)或毫克量(重量濃度)。

34、三、空氣凈化技術(shù)98 2、凈化方法 (1)一般凈化 指標(biāo)是溫度和濕度，采用初效過(guò)濾器。 (2)中等凈化 指標(biāo)是溫度、濕度、含塵量和塵埃粒子(0.15-0.25 mg/m3，塵埃粒子不得大于1.0m)，采用初、中效過(guò)濾器。 (3)超凈凈化 指標(biāo)是溫度、濕度、含塵量和塵埃粒子（要求更嚴(yán)格），初、中、高效過(guò)濾器。993.潔凈室的凈化度標(biāo)準(zhǔn) (1)藥品生產(chǎn)管理規(guī)范中凈化度標(biāo)準(zhǔn)潔凈度級(jí)別懸浮粒子最大允許數(shù)/立方米靜態(tài)動(dòng)態(tài)(3)0.5m5.0m(2)0.5m5.0mA級(jí)(1)352020352020 B級(jí)3520293520002900C級(jí)3520002900352000029000D級(jí)352000029

35、000不作規(guī)定不作規(guī)定100(2)潔凈區(qū)微生物監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)標(biāo)準(zhǔn)潔凈度級(jí)別浮游菌cfu/m3沉降菌（）cfu /4小時(shí)(2)表面微生物接觸（）cfu /碟5指手套cfu /手套A級(jí)1111B級(jí)10555C級(jí)1005025D級(jí)20010050101說(shuō)明A級(jí)：高風(fēng)險(xiǎn)操作區(qū)，如灌裝區(qū)、放置膠塞桶和與無(wú)菌制劑直接接觸的敞口包裝容器的區(qū)域及無(wú)菌裝配或連接操作的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)用單向流操作臺(tái)（罩）維持該區(qū)的環(huán)境狀態(tài)。單向流系統(tǒng)在其工作區(qū)域必須均勻送風(fēng)，風(fēng)速為0.36-0.54m/s（指導(dǎo)值）。應(yīng)當(dāng)有數(shù)據(jù)證明單向流的狀態(tài)并經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。在密閉的隔離操作器或手套箱內(nèi)，可使用較低的風(fēng)速。B級(jí)：指無(wú)菌配制和灌裝等高風(fēng)險(xiǎn)操作A級(jí)潔凈區(qū)所處的背景區(qū)域。C級(jí)和D級(jí)：指無(wú)菌藥品生產(chǎn)過(guò)程中重要程度較低操作步驟的潔凈區(qū)。102(三)浮塵濃度的測(cè)定方法 測(cè)定空氣中浮塵濃度和粒子大小的方法： 1、光散射式粒子計(jì)數(shù)法 塵粒經(jīng)強(qiáng)光照射發(fā)生光散射，散射光的強(qiáng)度正比于塵粒的表面積 2、濾膜顯微鏡計(jì)數(shù)法 微孔濾膜過(guò)濾含塵空氣?？尚哦雀?，但繁瑣。 3、光電比色計(jì)數(shù)法 ：濾紙過(guò)濾含塵空氣。用于中高效過(guò)濾器的滲漏檢查。 103(四)空氣凈化技術(shù) 1、過(guò)濾方