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第六章食品分離機(jī)械與設(shè)備主要內(nèi)容概論過濾分離機(jī)械
離心分離機(jī)械
旋流分離機(jī)械溶液萃取設(shè)備膜分離設(shè)備超臨界流體萃取設(shè)備分子蒸餾設(shè)備作業(yè)概論概論概論一、過濾分離原理與過程
可分離懸浮液;也可用于氣-固體系的分離。與沉降相比,過濾分離更迅速;與蒸發(fā)干燥等非機(jī)械分離相比,則能耗低得多。
第一節(jié)過濾分離機(jī)械
1、過濾分離原理過濾是以某種多孔性介質(zhì),在外力作用下使連續(xù)相流體通過介質(zhì)的孔道時(shí)截留分散相顆粒,從而實(shí)現(xiàn)分離的操作。2、過濾操作過程一般包括過濾、洗滌、干燥、卸料四個(gè)階段。a、過濾:懸浮液在推動(dòng)力作用下,克服過濾介質(zhì)的阻力進(jìn)行固-液分離;固體顆粒截留,逐漸形成濾餅。當(dāng)過濾速度降低到—定程度后,轉(zhuǎn)入下道工序。
b.洗滌:停止過濾后,濾餅的毛細(xì)孔中包含有許多濾液,必須洗滌,以得到純凈的固粒產(chǎn)品或得到盡量多的濾液。2、過濾操作過程一般包括過濾、洗滌、干燥、卸料四個(gè)階段。c.干燥:用壓縮空氣排擠或真空抽吸把濾餅毛細(xì)管中存留的洗滌液排走,得到含濕量較低的濾餅。
d.卸料:把濾餅從過濾介質(zhì)上卸下,并將過濾介質(zhì)洗凈,以備重新進(jìn)行過濾。3、過濾介質(zhì)與助濾劑
1)過濾介質(zhì)作用:促使濾餅的形成,并為濾餅的支撐物。要求:①具有多孔性,孔道大小應(yīng)該能截留懸浮粒子。②具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。③具有適當(dāng)?shù)谋砻嫣匦?,能加快卸除濾餅速度。食品加工中所用的過濾介質(zhì)除滿足上述要求外,還應(yīng)具有無毒、耐腐蝕和不易滋生微生物、易于清洗消毒等特點(diǎn)。常用的過濾介質(zhì)種類繁多,按其形狀大致分為:(a)粒狀介質(zhì):如焦炭、石礫、細(xì)砂、鋸屑、活性碳、玻璃碴、酸性白土等。此類介質(zhì)用于過濾固相含量極少的懸浮液,例如水的過濾和糖的脫色等。(b)織物狀介質(zhì):是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的一類,它包括耐腐蝕的不銹鋼絲、銅絲或鎳絲等織成的各種形式的金屬濾布。也可用天然或人造纖維如:棉、毛、合成纖維等編織成各種形式的非金屬濾布。(c)多孔固體介質(zhì):如多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料、不銹鋼粉末。多做成板狀或管狀,耐腐蝕性好,孔隙小,強(qiáng)度高,常用于過濾含少量微粒的懸浮液,例如白酒、糖液。2)助濾劑在過濾前預(yù)覆在濾布上或添加在濾漿中以提高過濾速度的物質(zhì)。當(dāng)過濾的固體顆粒極細(xì)或具有很大的壓縮性時(shí),過濾介質(zhì)會(huì)很快被堵塞,所形成的濾餅的孔隙度變小,過濾層的滲透性大大降低,以至于過濾操作不能持續(xù)。為防止膠狀微粒對(duì)濾孔的堵塞,常用助濾劑涂在濾布上或按一定比例均勻混合于懸浮液之中,一起進(jìn)入過濾機(jī)過濾,以形成滲透性好、耐壓縮的濾餅,保證濾液通暢流通。4、過濾操作中的推動(dòng)力和阻力
1)推動(dòng)力推動(dòng)力:指濾餅和過濾介質(zhì)組成的過濾層兩側(cè)壓力差,常以作用在懸浮液上的壓力表示。通常工業(yè)上過濾中推動(dòng)力的來源有四種:1)懸浮液本身的液柱壓力差,一股不超過50kPa,稱為重力過濾;2)在懸俘液表面加壓,一般可達(dá)0.5MPa,稱為加壓過濾;3)在過濾介質(zhì)下方抽真空,通常不超過86kPa真空度,稱為真空過濾;4)利用慣性離心作用,稱為離心過濾。2)過濾阻力過濾阻力是隨著過濾操作過程而變化的。在過濾剛開始時(shí),只有過濾介質(zhì)的阻力。隨著過濾的進(jìn)行,還有濾餅的阻力。這種阻力將隨著濾餅的厚度的逐漸增加而增加,直至成為過濾中的主要阻力。
只有當(dāng)采用粒狀過濾介質(zhì),且懸浮液中含固體顆粒少時(shí),濾餅的阻力才可忽略不計(jì)。種類:食品工業(yè)常用的助濾劑有硅藻土、活性碳、石棉、鋸屑等。要求:助濾劑的表面應(yīng)有吸附膠體的能力;顆粒細(xì)小、堅(jiān)硬、不可壓縮;能防止濾孔堵塞。5、過濾分離的應(yīng)用a.濾餅過濾:以過濾介質(zhì)上游所形成固體顆粒床層的滲濾作用為主要過濾機(jī)理。用于含大量不溶性固體的懸浮液的過濾(即含量大于1%-2%)。b.深層過濾:在過濾介質(zhì)上游雖形成微薄的濾餅,但只是少量顆粒嵌入介質(zhì)通道??捎糜趶囊后w中除去少量不溶性固體的過濾,如啤酒、果汁、牛奶、色拉油等的過濾。
c.膜過濾:是采用有機(jī)膜、多孔陶瓷介質(zhì)膜和半透膜介質(zhì)膜等膜材料,從液體中除去少量極細(xì)小質(zhì)點(diǎn)的過濾。如從汽水、果汁中除去少量的微生物的過濾。6、過濾機(jī)的分類按過濾推動(dòng)力可分為:重力(常壓)過濾機(jī)加壓過濾機(jī)真空過濾機(jī)按過濾介質(zhì)的性質(zhì)分:粒狀介質(zhì)過濾機(jī)濾布介質(zhì)過濾機(jī)多孔陶瓷介質(zhì)過濾機(jī)半透膜介質(zhì)過濾機(jī)按操作方法可分為:間歇式過濾機(jī)連續(xù)式過濾機(jī)7、過濾機(jī)的應(yīng)用
在食品上的應(yīng)用有如下幾個(gè)方面:
a.一般固—液系統(tǒng)的分離:如蔗糖生產(chǎn)中的糖汁和糖渣的分離采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)或板框壓濾機(jī)。板框壓濾機(jī)則用于啤酒廠過濾麥芽和發(fā)酵后回收酵母等。b.作為澄清設(shè)備使用:陶質(zhì)管濾機(jī)和流線式過濾機(jī)已廣泛應(yīng)用于澄清液體食品,如啤酒、葡萄酒、醋、果汁、酵母浸出液及油、鹽水、糖漿,以除去其中極細(xì)微?;蛘叱赡z狀或泥狀的固體。c.除去微生物:管濾機(jī)常用于葡萄酒、啤酒、果汁和酵母浸出液的過濾以降低微生物的數(shù)目,故可用于代替或補(bǔ)充以降低微生物數(shù)目為目的的熱處理操作。二、板框式過濾機(jī)板框壓濾機(jī)是間歇式過濾機(jī)中應(yīng)用最廣泛的一種。它利用濾板來支撐過濾介質(zhì),濾漿因受壓而強(qiáng)制進(jìn)入濾板之間的空間內(nèi),并形成濾餅。濾板和濾框多為正方形。濾板作用是支撐濾布并提供濾液流出的通道。板面制成各種凸凹紋路。板、柜的角部開設(shè)的小孔構(gòu)成供濾漿或洗水流通的孔道。濾板有洗滌板、非洗滌板和盲板三種結(jié)構(gòu):滌板設(shè)有洗水進(jìn)口;非洗滌板無洗水進(jìn)口;盲板則不開設(shè)任何液流。過濾機(jī)組裝時(shí),按濾板-濾框-洗滌板-濾框-濾板…交替排列,用過濾布隔開,且板和框均通過支耳架在一對(duì)橫梁上,利用壓緊裝置壓緊或拉開??虻膬蓚?cè)覆以濾布,空框與濾布圍成容納濾漿及濾餅的空間。過濾:濾漿由濾漿通路經(jīng)濾框上方進(jìn)入濾框空間,固粒被濾布截留,在框內(nèi)形成濾餅,濾液穿過濾餅和濾布流向兩側(cè)的濾板,再經(jīng)濾板的溝槽流至下方通孔排出。(此時(shí)洗滌板起過濾板作用)洗滌:洗滌板下端出口關(guān)閉,洗滌液穿過濾布和濾框的全部向過濾板流動(dòng),從過濾板下部排出。結(jié)束后除去濾餅,進(jìn)行清理,重新組裝。工作原理特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;造價(jià)低;過濾面積大;推動(dòng)力大。缺點(diǎn):裝卸板框勞動(dòng)強(qiáng)度大;濾布磨損嚴(yán)重。三、加壓濾葉型過濾設(shè)備重要過濾元件:濾葉(固定或旋轉(zhuǎn);垂直或水平)分類:垂直濾槽,垂直濾葉型垂直濾槽,水平濾葉型水平濾槽,垂直濾葉型水平濾槽,水平濾葉型垂直槽垂直濾葉型水平濾葉型結(jié)構(gòu):由數(shù)十片固定在空心軸的水平圓形濾葉組成。濾葉上表面為細(xì)金屬網(wǎng)(硅藻土支持介質(zhì)),中間粗金屬網(wǎng),下表面為無孔金屬板;中空部分與空心軸內(nèi)孔相通,構(gòu)成濾液通道。原理:過濾推動(dòng)力為壓力;濾餅卸料依靠離心力(空心軸和濾葉由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn))四、真空過濾機(jī)一種連續(xù)式真空過濾設(shè)備;過濾、一次脫水、洗滌、卸料、濾布再生等操作工序同時(shí)在轉(zhuǎn)鼓的不同部位進(jìn)行。轉(zhuǎn)鼓每轉(zhuǎn)一周,完成一個(gè)操作循環(huán)。鼓外表面為多孔篩板,轉(zhuǎn)鼓外覆蓋濾布;圓筒內(nèi)部被分隔成若干個(gè)扇形小室,小室內(nèi)有單獨(dú)孔道與空心軸內(nèi)的孔道相通;空心軸內(nèi)的孔道則沿軸向通往轉(zhuǎn)鼓軸頸端面的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(隨軸旋轉(zhuǎn))上。固定盤與轉(zhuǎn)動(dòng)盤端面緊密配合構(gòu)成一多位旋轉(zhuǎn)閥,稱為分配頭。結(jié)構(gòu)分配頭的固定盤被徑向隔板分成若干個(gè)弧形空隙,分別與真空管、濾液管、洗液貯槽及壓縮空氣管路相通。當(dāng)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí),借分配頭的作用,扇行小室內(nèi)部獲得真空和加壓,可控制過濾、洗滌等。區(qū)域I為過濾區(qū)。扇形格浸于濾漿中,格室內(nèi)為真空狀態(tài)。濾液經(jīng)過濾布進(jìn)入格室內(nèi),然后經(jīng)分配頭的固定盤弧形槽排向?yàn)V液槽;區(qū)域II為濾液吸干區(qū)。扇形格剛離開液面,格室內(nèi)仍為真空,使濾餅中殘留的濾液被吸盡,與過濾區(qū)濾液一并排向?yàn)V液槽。區(qū)域III為洗滌區(qū)。洗滌水由噴水管灑于濾餅上,扇形格內(nèi)為低真空狀態(tài),將洗出液吸人,經(jīng)過固定盤的槽通向洗液槽。區(qū)域IV為洗后吸干區(qū)。洗滌后的濾餅在此區(qū)域內(nèi)借扇形格室內(nèi)的減壓進(jìn)行殘留洗液的吸干,并與洗滌區(qū)的洗出液一并排人洗液槽。區(qū)域V為吹松卸料區(qū)。此區(qū)域內(nèi)格室與壓縮空氣相通,將被吸干后的濾餅吹松,同時(shí)被伸向過濾表面的刮刀所剝落。區(qū)域VI為濾布再生區(qū),在此區(qū)域內(nèi)用壓縮空氣吹走殘留的濾餅。轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)動(dòng)畫離心分離:利用離心力來達(dá)到懸浮液及乳濁液中固-液、液-液分離的方法通稱離心分離。實(shí)現(xiàn)離心分離操作的機(jī)械稱為離心機(jī)。離心機(jī)用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用動(dòng)物油、米糠油等食品加工中,主要用于脫水、濃縮、分離、澄清、凈化和固體分級(jí)等工藝過程。
第二節(jié)離心分離機(jī)械
懸浮液是由液體和懸浮于其中的固體顆粒組成的系統(tǒng)。固體顆粒是由許多單個(gè)顆粒及聚集在一起的顆粒團(tuán)組成的混合體。乳濁液是由液體和懸浮于其中的一種或數(shù)種其他液體所組成的系統(tǒng),其中至少有一種液體是以液珠的形式,均勻地分散于一個(gè)不和它互溶的液體之中。乳濁液的穩(wěn)定性低,當(dāng)懸浮液珠達(dá)一定的大小時(shí)(臨界的大小等于0.4~0.5μm),組成它的兩相會(huì)較快地分層。1.離心力場(chǎng)中顆粒在流體中的運(yùn)動(dòng)情況顆粒愈細(xì),則沉降速度愈小,所需的沉降時(shí)間愈長。分離因數(shù)=離心力/重力
分離性能的重要指標(biāo)提高離心機(jī)分離因數(shù)是提高沉降速度、減少沉降時(shí)間的有力措施。2.乳濁液在離心場(chǎng)中的分層和兩相的排出情況
在離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)乳濁液分離因混合物密度的不同而形成內(nèi)外兩層圓柱面,密度大的在外層。為了從離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)分別引出輕、重液體,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)上方設(shè)有擋板,擋板上方設(shè)置輕、重液引出通道。3.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):Fr<3000,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。(2)按操作原理的不同可分為過濾離心機(jī)、沉降離心機(jī)及分離離心機(jī)。過濾離心機(jī):轉(zhuǎn)鼓壁上有孔,鼓內(nèi)壁附以濾布。借離心力實(shí)現(xiàn)過濾分離,分離因數(shù)不大,適用于易過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):鼓壁上無孔,借離心力實(shí)現(xiàn)沉降分離。分離離心機(jī):鼓壁上無孔,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。(3)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)。
一、過濾離心機(jī)
(一)三足式離心機(jī)
特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;占地小;操作平穩(wěn)缺點(diǎn):排渣需要繁重的體力勞動(dòng)。機(jī)械卸料的三足式離心機(jī)
過濾離心機(jī)二、沉降離心機(jī)
在食品工業(yè),這類離心機(jī)主要用于回收動(dòng)植物蛋白,可可、咖啡等濾漿的分離以及魚油去雜和魚肉制取等。以臥式螺旋離心機(jī)為例:結(jié)構(gòu):無孔轉(zhuǎn)鼓7,內(nèi)部有螺旋輸送器4。行星差速器9使7和4同向旋轉(zhuǎn),但有速差。原理:懸浮液從1進(jìn)—經(jīng)進(jìn)料孔5到轉(zhuǎn)鼓—離心力作用固體沉在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面—由于速度差,被螺旋送到小端,從12排出—澄清液從大端溢流孔處排出。調(diào)節(jié)溢流孔位置、機(jī)器轉(zhuǎn)速、速差、進(jìn)料速度可改變沉渣的含濕量和澄清液含固量。三、分離離心機(jī)
在分離乳濁液和極細(xì)顆粒的懸浮液時(shí),需要很大的離心力。宜采用小直徑、高轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)鼓,即高速離心機(jī)。高速離心機(jī)分為管式離心機(jī)和倒錐式離心機(jī)。管式離心機(jī)常用于動(dòng)物油、植物油和魚油的脫水及果汁、蘋果漿及糖漿的澄清。倒錐式離心機(jī)廣泛用于奶油的分離和牛奶的凈化、動(dòng)植物油精制中的脫水和澄清、淀粉的分離和凈化等。(一)管式高速離心機(jī)
管式高速離心機(jī)具有很高的分離因數(shù)(1.5萬~6萬),轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速可達(dá)8000~5萬r/min。為盡量減小轉(zhuǎn)鼓所受的應(yīng)力,采用較小的鼓徑,因而在一定的進(jìn)料量下,懸浮液沿轉(zhuǎn)鼓軸向運(yùn)動(dòng)的速度較大。為此,應(yīng)增大轉(zhuǎn)鼓的長度,以保證物料在鼓內(nèi)有足夠的沉降時(shí)間,于是導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓成為直徑小而高度相對(duì)很大的管式構(gòu)形。
設(shè)計(jì)原理:
如采用轉(zhuǎn)速較低而直徑較大的轉(zhuǎn)鼓,就必須將液流分成若干薄層:加長了液流行程從而提高了分離效果避免了分離后再混合(二)倒錐式離心分離機(jī)
離心凈化機(jī)凈乳機(jī)和離心機(jī)的區(qū)別
凈乳機(jī)離心機(jī)碟片結(jié)構(gòu)無孔開孔(在脫脂乳和稀奶油分離界面上)出液口一個(gè)兩個(gè)(脫脂乳出口,稀奶油出口)旋液分離器是利用離心力進(jìn)行濕法分級(jí)的設(shè)備。食品工業(yè)多用于淀粉加工中分離胚芽、纖維及蛋白質(zhì),也可用于洗滌淀粉和除砂等。其分級(jí)作業(yè)的分級(jí)粒度為0.003~0.25mm,濃縮或澄清的分級(jí)粒度小于15μm。第三節(jié)旋液分離機(jī)械
結(jié)構(gòu):旋液分離器由進(jìn)料管1、溢流管2、圓管3和錐管4等部分組成旋液分離器優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、無傳動(dòng)部分、占地面積小。使用維護(hù)方便;物料在機(jī)器內(nèi)停留時(shí)間短、生產(chǎn)率高;能在密閉的條件下加工,產(chǎn)品質(zhì)量高。環(huán)境衛(wèi)生和勞動(dòng)條件較好;便于連續(xù)作業(yè)和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。旋液分離器缺點(diǎn):管子內(nèi)壁易磨損旋液分離器和旋風(fēng)分離器的比較
相同點(diǎn):①原理相同:都采用離心分離的方法除去內(nèi)部雜質(zhì)。②結(jié)構(gòu)相同:就單個(gè)分離器而言,其結(jié)構(gòu)大致相同。不同點(diǎn):
①用途不同:旋液分離器用于從液體中分離固體雜質(zhì),旋風(fēng)分離器用于從氣體中分離固體雜質(zhì)。②設(shè)備體積不同:旋液分離器由于用于液體分離,其密度較大,固單個(gè)分離器的體積較?。恍L(fēng)分離器由于用于氣體分離,其密度較小,固分離器的體積較大。③設(shè)備組裝方式不同:為了提高生產(chǎn)率,旋液分離器一般多個(gè)分離器并聯(lián)使用,而旋風(fēng)分離器一般單個(gè)分離器即可使用。利用兩個(gè)不相溶的液相中的組分溶解度的不同來達(dá)到分離的目的。一、分類料液與溶劑接觸和流向:?jiǎn)渭?jí)與多級(jí)萃取設(shè)備操作方式:間歇與連續(xù)多級(jí)萃取設(shè)備分離物系構(gòu)成:液-液與液-固萃取設(shè)備第四節(jié)溶劑萃取設(shè)備
二、液-液萃取設(shè)備依接觸方式有逐級(jí)式與微分式之分1、微分工作原理:互相混溶的兩液相在一柱式或塔式容器內(nèi)分別從頂和底部進(jìn)入并相向流過萃取設(shè)備,目的產(chǎn)物從一相傳遞到另一相而達(dá)到目的分離的目的。特點(diǎn):沒有沉降分離時(shí)間,未達(dá)到傳質(zhì)平衡。適用:兩液相有較大的密度差類型:多層填料萃取塔、多級(jí)攪拌萃取塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔三、固-液萃取設(shè)備操作包括:不溶性的固體中含的溶質(zhì)在溶劑中溶解的過程和分離殘?jiān)c浸取液的過程1、單級(jí)間歇式浸出器2、多級(jí)逆流式浸出器3、連續(xù)式浸出器(1)浸泡式連續(xù)式浸出器(2)浸濾式連續(xù)式浸出器:垂直移動(dòng)籃式浸出器、旋轉(zhuǎn)隔室式連續(xù)式浸出器、水平移動(dòng)籃式浸出器、皮帶輸送式連續(xù)浸出器高效動(dòng)態(tài)連續(xù)液—液萃取塔轉(zhuǎn)盤式萃取塔
用天然的或人工合成的高分子薄膜或其他具有類似功能的材料,以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力,對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法,統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離法用于液體和氣體。第五節(jié)膜分離機(jī)械
膜的種類按膜的來源:天然膜和合成膜;按膜的材料:樹脂膜、陶瓷膜及金屬膜;按膜化學(xué)組成:纖維素酯類膜、非纖維素酯類膜;按膜斷面的物理形態(tài)或結(jié)構(gòu):對(duì)稱膜、不對(duì)稱膜(指膜的斷面不對(duì)稱)、復(fù)合膜(通常是用兩種不同的膜材料,分別制成表面性層和多孔支撐層),按膜的形狀:平板膜、管式膜和中空纖維膜等。目前硝酸纖維素膜和聚酰胺膜應(yīng)用較為廣泛。陶瓷膜和金屬膜以其持有的性能和強(qiáng)度,在果蔬汁加工方面成為主導(dǎo)部件。膜分離有四個(gè)顯著特點(diǎn)①風(fēng)味和香味成分不易失散;②易保持食品某些功效,如蛋白的泡沫穩(wěn)定等。③不存在相變過程,節(jié)約能量。④工藝適應(yīng)性強(qiáng),處理規(guī)??纱罂尚?,操作維護(hù)方便,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。膜分離技術(shù)主要包括滲透、反滲透、超濾、透析、電滲析、液膜技術(shù)、氣體滲透和滲透蒸發(fā)等方法。一、膜分離的方法與原理
(一)反滲透原理利用反滲透膜選擇性透過溶劑(水)的性質(zhì),對(duì)溶液施加壓力克服溶液的滲透壓,使溶劑通過膜從溶液中分離出來。(二)超過濾原理超過濾(ultrafiltration,UF)
超過濾膜在透過溶劑的同時(shí),透過小分子溶質(zhì),截留大分子溶質(zhì)。截留的粒徑范圍是1-20nm,相當(dāng)于分子量為300至300000的各種蛋白質(zhì)分子,也可截留相應(yīng)粒徑的膠體微粒。被分離的溶液借助外界壓力的作用,以一定的流速沿具有一定孔徑的超過濾膜面上流動(dòng),讓溶液中的無機(jī)離子、小分子物質(zhì)透過膜,截留高分子物質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、微生物,從而實(shí)現(xiàn)分離和濃縮目的。--------------壓力原液超濾膜透過液超過濾用途①澄清除去懸浮的微小顆粒(處理果汁、葡萄酒、醋)②成分調(diào)整(牛奶、淀粉、酵母、葡萄糖、氨基酸等)③濃縮(乳液、全蛋產(chǎn)品、膠體等)④分子溶液的脫鹽⑤污染控制(油脂、漂白污水、色料廢液等過濾)(三)電滲析原理使用具有選擇性透過性能的離子交換膜,在直流電場(chǎng)作用下,溶液中的離子選擇性透過進(jìn)行定向遷移。電滲析裝置是由許多陽膜和陰膜相間安置,并在膜間放置隔板,組合成膜組,在膜組兩側(cè)安裝電極。A陰離子膜(允許陰離子通過)C陽離子膜(允許陽離子通過)用途
(1)溶液脫鹽:從料液中遷出等當(dāng)量的陰、陽離子,從而降低了溶液的鹽分。對(duì)于海水或原水分別稱為海水純化或原水純化;對(duì)于含無機(jī)鹽的有機(jī)物水溶液,則稱為溶液脫鹽。(2)溶液的濃縮:料液是鹽類溶液,濃集其中的陰、陽離子,制成濃度較高的溶液。產(chǎn)品是濃縮液。(3)溶液的脫酸或脫堿:通過離子的遷容,將堿性溶液中的金屬陽離子換成氫離子,或?qū)⑺嵝匀芤褐械年庪x子換成氫氧根離子,結(jié)合成水,就起了對(duì)溶液脫堿或脫酸的作用。(4)鹽溶液的水解:將鹽溶液中的陽離子和陰離子分別遷出,各配上氫氧根離子和氫離子就生成了相應(yīng)的堿和酸。(一)平板式膜組件二、膜分離組件特點(diǎn):面積大,不易堵塞,對(duì)原液初處理要求低,壓力損失小,流速大。(二)管式膜組件結(jié)構(gòu):膜粘在支撐管的內(nèi)壁或外壁。外管為多孔金屬管,中間為多層纖維布,內(nèi)層為管狀超濾或反滲透膜原理:原液在壓力作用下在管內(nèi)流動(dòng),產(chǎn)品由管內(nèi)透過管膜向外遷移。(三)毛細(xì)管式膜組件由許多毛細(xì)管組成,纖維平行排列,兩端均與—塊端板粘合。毛細(xì)管由紡絲法制得,無支撐部件。進(jìn)料液從毛細(xì)管的中心通過,透過液從毛細(xì)管壁滲出。與管式膜組件相比,毛細(xì)管式膜組件擁有高填充密度。(四)中空纖維膜組件結(jié)構(gòu)與毛細(xì)管式膜組件相類似,膜管沒有支撐材料,靠本身的強(qiáng)度承受工作壓力。將幾萬根中空纖維集束的開口端粘接,裝填在管狀殼體內(nèi)。超臨界流體萃取(SCFE)是近30多年來出現(xiàn)的一種新型的萃取分離技術(shù)特性:低能耗、無污染、無殘留和適
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