食品工程原理最新课件

临界粒径临界粒径临界粒径临界粒径d d d dpcpcpcpc（（（（critical particle diametercritical particle diametercritical particle diametercritical particle diameter））））：：：：能能能能100100100100％除％除％除％除去的最小粒径去的最小粒径去的最小粒径去的最小粒径H/ ut≤ l/u食品工程原理最新当尘粒的沉降速度小，处于斯托克斯区时，临界粒径为当尘粒的沉降速度小，处于斯托克斯区时，临界粒径为Ø一定粒径的颗粒，沉降室的生产能力只与底面积一定粒径的颗粒，沉降室的生产能力只与底面积blbl和和 u utctc有关，有关，而与而与H H无关Ø故沉降室应做成扁平形，或在室内均匀设置多层隔板故沉降室应做成扁平形，或在室内均匀设置多层隔板Ø气速气速u u不能太大，以免干扰颗粒沉降，或把沉下来的尘粒重新不能太大，以免干扰颗粒沉降，或把沉下来的尘粒重新卷起一般卷起一般u u不超过不超过3 3m/sm/s由此可知：由此可知：食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿当降尘室用水平隔板分为当降尘室用水平隔板分为N层，则每层高度为层，则每层高度为H/N。

水平速度水平速度u不变此时：不变此时：多层隔板降尘室示意图多层隔板降尘室示意图 含尘气体含尘气体粉尘粉尘隔板隔板净化气体净化气体Ø尘粒沉降高度为原来的尘粒沉降高度为原来的1/1/N倍；倍；Øutc降为原来的降为原来的1/1/N倍倍( (utc=Vs / bl) ；；Ø临界粒径为原来的临界粒径为原来的￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿倍倍(￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿)(￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿)；；Ø一般可分离一般可分离2020μm以上的颗粒多层隔板降尘室排灰不方便以上的颗粒多层隔板降尘室排灰不方便继续继续食品工程原理最新例：用高例：用高2 2m m、、宽宽2.52.5m m、、长长5 5m m的重力降尘室分离空气中的重力降尘室分离空气中的粉尘在操作条件下空气的密度为的粉尘在操作条件下空气的密度为0.7990.799kg/mkg/m3 3，，粘粘度为度为2.53×102.53×10-5-5Pa·sPa·s，，流量为流量为5.0×105.0×104 4 m m3 3/h/h粉尘粉尘的密度为的密度为2000 2000 kg/mkg/m3 3试求粉尘的临界直径试求粉尘的临界直径。

解解 ：与临界直径对应的临界沉降速度为：与临界直径对应的临界沉降速度为食品工程原理最新假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为假设流型属于过渡区，粉尘的临界直径为校核流型校核流型故属于过渡区，与假设相符故属于过渡区，与假设相符￿ ￿食品工程原理最新Vs≤ blut 1)￿1)￿计算计算ut：：2)￿2)￿确定低面积和确定低面积和b,l：：3)￿3)￿确定沉降距离确定沉降距离H 已知含尘气体的流量，粉尘的排放标准，气固两相的物已知含尘气体的流量，粉尘的排放标准，气固两相的物理参数沉降室的设计计算沉降室的设计计算食品工程原理最新Ø沉聚（沉聚（sedimentationsedimentation）：）：悬浮液放在大型容器里，其中的悬浮液放在大型容器里，其中的固体颗粒在重力下沉降，得到澄清液与稠浆的操作固体颗粒在重力下沉降，得到澄清液与稠浆的操作Ø澄清澄清(clarifying)(clarifying)：当原液中固体颗粒的浓度较低，而为了得：当原液中固体颗粒的浓度较低，而为了得到澄清液时的操作，所用设备称为澄清器（到澄清液时的操作，所用设备称为澄清器（clarifierclarifier）。

Ø增稠器（增稠器（thickenerthickener）：）：从较稠的原液中尽可能把液体分离从较稠的原液中尽可能把液体分离出来而得到稠浆的设备出来而得到稠浆的设备4 4 悬浮液的沉悬浮液的沉聚聚4.1 4.1 4.1 4.1 增稠器增稠器增稠器增稠器食品工程原理最新Ø溶胶：含有颗粒大小直径小于溶胶：含有颗粒大小直径小于1 1μmμm的液体 为了促进细小颗粒絮凝成较大颗粒以增大沉降速度，可往为了促进细小颗粒絮凝成较大颗粒以增大沉降速度，可往溶胶中加入少量电解质溶胶中加入少量电解质Ø絮凝剂絮凝剂（（coagulantcoagulant）：）：凡能促进溶胶中微粒絮凝的物质凡能促进溶胶中微粒絮凝的物质Ø常用絮凝剂常用絮凝剂明矾、三氧化铝、绿矾（硫酸亚铁）、三氯化铁等明矾、三氧化铝、绿矾（硫酸亚铁）、三氯化铁等一般用量为一般用量为4040～～200200ppmppm（（质量）4.2 4.2 絮凝剂絮凝剂食品工程原理最新非均相物系的分离过滤过滤食品工程原理最新Ø过滤介质过滤介质:￿￿ :￿￿过滤采用的多孔物质；过滤采用的多孔物质；Ø滤浆滤浆:￿￿ :￿￿所处理的悬浮液；所处理的悬浮液；Ø滤液滤液:￿ :￿通过多孔通道的液体；通过多孔通道的液体；Ø滤饼或滤渣滤饼或滤渣:￿￿ :￿￿被截留的固体物质。

被截留的固体物质￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作实现固液分离的单元操作￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿第三节第三节     过过￿ ￿滤滤一、过滤操作的基本概念一、过滤操作的基本概念1￿ 1￿1￿ 1￿过滤过滤过滤过滤( ( ( (filtration)filtration) 食品工程原理最新滤浆滤浆( (slurry)：：原悬浮液原悬浮液滤饼滤饼( (filter cake)：：截留的固体物质截留的固体物质过滤介质过滤介质( (filtering medium)：：多孔物质多孔物质滤液滤液( (filterate)：：通过多孔通道的液体通过多孔通道的液体过滤操作示意图过滤操作示意图( (滤饼过滤滤饼过滤) )食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿滤饼过滤过程：滤饼过滤过程：Ø￿ ￿刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊。

Ø￿ ￿开始后：迅速发生开始后：迅速发生“ “架桥现象架桥现象” ”，颗粒被拦截，，颗粒被拦截，滤液澄清滤液澄清Ø￿ ￿所以，在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本所以，在滤饼过滤时真正起过滤作用的是滤饼本身，而非过滤介质身，而非过滤介质Ø应用：食用油的脱色后去除活性碳和漂白土，牛奶应用：食用油的脱色后去除活性碳和漂白土，牛奶的去杂等的去杂等2￿ 2￿过滤方式过滤方式过滤的操作基本方式有两种：过滤的操作基本方式有两种：过滤的操作基本方式有两种：过滤的操作基本方式有两种：滤饼过滤滤饼过滤滤饼过滤滤饼过滤和和和和深层过滤深层过滤深层过滤深层过滤￿ ￿ ￿ ￿2.1 2.1 2.1 2.1 滤饼过滤滤饼过滤滤饼过滤滤饼过滤( ( ( (cake filtration)cake filtration)cake filtration)cake filtration)：：：：饼层过滤饼层过滤饼层过滤饼层过滤食品工程原理最新架桥现象架桥现象注意注意：所选过滤介质的孔道尺寸一定要使：所选过滤介质的孔道尺寸一定要使“ “架桥现象架桥现象” ”能够能够过发生饼层过滤适于处理固体含量较高的悬浮液饼层过滤适于处理固体含量较高的悬浮液。

食品工程原理最新Ø特点：颗粒特点：颗粒( (粒子粒子) )沉积于介质内部沉积于介质内部深层过滤深层过滤Ø过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少Ø过滤介质：堆积较厚的粒状床层过滤介质：堆积较厚的粒状床层Ø过滤原理：颗粒尺寸过滤原理：颗粒尺寸  介质通道尺寸，介质通道尺寸，颗粒通过细长而弯曲的孔道，靠静电和分颗粒通过细长而弯曲的孔道，靠静电和分子的作用力附着在介质孔道上子的作用力附着在介质孔道上Ø应用：适于处理生产能力大而悬浮液中颗粒小应用：适于处理生产能力大而悬浮液中颗粒小而且含量少的场合，如水处理、果汁、色拉油和而且含量少的场合，如水处理、果汁、色拉油和酒的过滤酒的过滤2.2￿2.2￿2.2￿2.2￿深层过滤深层过滤深层过滤深层过滤( ( ( (deep bed filtration)deep bed filtration)：：：：深床过滤深床过滤深床过滤深床过滤食品工程原理最新Ø织物介质织物介质( (又称滤布又称滤布) )￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿由棉、毛、麻、丝等天然纤维及合成纤维制成的织物，由棉、毛、麻、丝等天然纤维及合成纤维制成的织物，以及玻璃丝、金属丝等织成的网；以及玻璃丝、金属丝等织成的网；过滤介质的分类：过滤介质的分类：Ø堆积介质堆积介质￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿由各种固体颗粒（细砂、硅藻土等）堆积而成，由各种固体颗粒（细砂、硅藻土等）堆积而成，￿ ￿多用于多用于深床过滤；深床过滤；Ø多孔固体介质多孔固体介质￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿这类介质具有很多细微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等。

这类介质具有很多细微孔道，如多孔陶瓷、多孔塑料等多用于含少量细微颗粒的悬浮液，如白酒等的精滤多用于含少量细微颗粒的悬浮液，如白酒等的精滤3 3 过滤介质过滤介质食品工程原理最新过滤介质应具有如下性质：过滤介质应具有如下性质： 过过滤滤介介质质的的作作用用( (滤滤饼饼过过滤滤) )：：促促使使滤滤饼饼的的形形成成，，并支承滤饼并支承滤饼1 1）多孔性，液体流过的阻力小；）多孔性，液体流过的阻力小；（（2 2）有足够的强度；）有足够的强度；（（3 3）耐腐蚀性和耐热性；）耐腐蚀性和耐热性；（（4 4）孔道大小适当，能发生架桥现象孔道大小适当，能发生架桥现象食品工程原理最新不不可可压压缩缩滤滤饼饼：：若若颗颗粒粒由由不不易易变变形形的的坚坚硬硬固固体体组组成成，，则则当当压压强强差差增增大大时时，，滤滤饼饼的的结结构构不不发发生生明明显显变变化化，，单单位位厚厚度度滤滤饼饼的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐随着过滤的进行，滤饼的厚度增大，滤液的流动阻力亦逐渐增大，导致滤饼两侧的压强差增大。

滤饼的压缩性对压强差渐增大，导致滤饼两侧的压强差增大滤饼的压缩性对压强差有较大影响有较大影响可可压压缩缩滤滤饼饼：：若若滤滤饼饼为为胶胶体体物物质质时时，，当当压压强强差差增增大大时时，，滤滤饼饼则则被被压压紧紧，，使使单单位位厚厚度度滤滤饼饼的的流流动动阻阻力力增增大大，，此此类类滤滤饼饼称称为可压缩滤饼为可压缩滤饼￿4￿ 4￿滤饼的压缩性和助滤剂滤饼的压缩性和助滤剂食品工程原理最新助助滤滤剂剂：：对对于于可可压压缩缩滤滤饼饼，，为为了了使使过过滤滤顺顺利利进进行行，，可可以以将将质质地地坚坚硬硬而而能能形形成成疏疏松松滤滤饼饼的的另另一一种种固固体体颗颗粒粒混混入入悬悬浮浮液液或或预预涂涂于于过过滤滤介介质质上上，，以以形形成成疏疏松松饼饼层层，，使使得得滤滤液液畅畅流流，，该该种种颗粒状物质就称为助滤剂颗粒状物质就称为助滤剂常用的助滤剂：常用的助滤剂：硅藻土、珍珠岩、石棉、炭粉等硅藻土、珍珠岩、石棉、炭粉等助滤剂的基本要求：助滤剂的基本要求：1 1、能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性及、能形成多孔饼层的刚性颗粒，使滤饼有良好的渗透性及较低的流体阻力较低的流体阻力2 2、具有化学稳定性。

具有化学稳定性3 3、在操作压强范围内具有不可压缩性在操作压强范围内具有不可压缩性食品工程原理最新5、过滤的推动力和阻力、过滤的推动力和阻力推动力：推动力：推动力：推动力：￿￿￿￿￿￿施加在滤饼和过滤介质所组成的过滤两侧的压力差施加在滤饼和过滤介质所组成的过滤两侧的压力差施加在滤饼和过滤介质所组成的过滤两侧的压力差施加在滤饼和过滤介质所组成的过滤两侧的压力差四种来源：四种来源：四种来源：四种来源：（（（（1 1）重力过滤）重力过滤）重力过滤）重力过滤（（（（2 2）加压过滤）加压过滤）加压过滤）加压过滤（（（（3 3）真空过滤）真空过滤）真空过滤）真空过滤（（（（4 4）离心过滤）离心过滤）离心过滤）离心过滤过滤阻力：滤液流过滤饼和过滤介质时的流动阻力过滤阻力：滤液流过滤饼和过滤介质时的流动阻力过滤阻力：滤液流过滤饼和过滤介质时的流动阻力过滤阻力：滤液流过滤饼和过滤介质时的流动阻力￿￿￿￿￿￿当悬浮液中含有少量固体颗粒而采用粒状介质时滤饼阻当悬浮液中含有少量固体颗粒而采用粒状介质时滤饼阻当悬浮液中含有少量固体颗粒而采用粒状介质时滤饼阻当悬浮液中含有少量固体颗粒而采用粒状介质时滤饼阻力可忽略。

力可忽略力可忽略力可忽略织物介质：滤饼形成一定厚度后，介质阻力忽略不计织物介质：滤饼形成一定厚度后，介质阻力忽略不计织物介质：滤饼形成一定厚度后，介质阻力忽略不计织物介质：滤饼形成一定厚度后，介质阻力忽略不计食品工程原理最新6、过滤程序、过滤程序￿￿￿典型的过滤操作分为过滤、滤饼洗涤、和滤饼典型的过滤操作分为过滤、滤饼洗涤、和滤饼的卸除四个阶段的卸除四个阶段1）过滤：恒速和恒压过滤）过滤：恒速和恒压过滤（（2）滤饼洗涤：清水或洗涤液洗涤滤饼滤饼洗涤：清水或洗涤液洗涤滤饼3）滤饼脱湿：除去残留的滤液滤饼脱湿：除去残留的滤液4）滤饼的卸除：回收滤饼清洗滤布滤饼的卸除：回收滤饼清洗滤布食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿dpde 对于颗粒层中不规则的通道，可以简化成由一组当量直径对于颗粒层中不规则的通道，可以简化成由一组当量直径为为d de e的细管，而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的的细管，而细管的当量直径可由床层的空隙率和颗粒的比表面积来计算比表面积来计算二、过滤的基本理论二、过滤的基本理论1￿ 1￿1￿ 1￿滤液通过饼层的流动滤液通过饼层的流动滤液通过饼层的流动滤液通过饼层的流动食品工程原理最新颗粒床层的特性可用颗粒床层的特性可用空隙率空隙率、、当量直径当量直径等物理量来描述。

等物理量来描述空隙率空隙率：：单位体积床层中的空隙体积称为空隙率单位体积床层中的空隙体积称为空隙率式中式中￿ ￿ε——床层的空隙率，床层的空隙率，m3/m3式中式中￿ ￿α——颗粒的比表面，颗粒的比表面，m2/m3比表面积比表面积：：单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积单位体积颗粒所具有的表面积称为比表面积2￿ 2￿颗粒床层的特性颗粒床层的特性食品工程原理最新依照第一章中非圆形管的当量直径定义，当量直径为：依照第一章中非圆形管的当量直径定义，当量直径为：式中式中￿ ￿de——床层流道的当量直径，床层流道的当量直径，m故对颗粒床层直径应可写出：故对颗粒床层直径应可写出：食品工程原理最新￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿滤滤液液通通过过饼饼层层的的流流动动常常属属于于滞滞流流流流型型，，可可以以仿仿照照圆圆管管内内滞滞流流流流动动的的泊泊稷稷叶叶公公式式( (哈哈根根方方程程) )来来描描述述滤滤液液通通过过滤滤饼饼的的流流动动，，则则滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为：式中式中 u u1 1 ——滤液在床层孔道中的流速，滤液在床层孔道中的流速，m/sm/s；； L L ——床层厚度，床层厚度，m, m, ΔpΔpc c ——滤液通过滤饼层的压强降，滤液通过滤饼层的压强降，papa；； 阻阻力力与与压压强强降降成成正正比比，，因因此此可可认认为为上上式式表表达达了了过过滤滤操操作作中中滤液流速与阻力的关系。

滤液流速与阻力的关系食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿在在与与过过滤滤介介质质相相垂垂直直的的方方向向上上，，床床层层空空隙隙中中的的滤滤液液流流速速u u1 1与按整个床层截面积计算的滤液平均流速与按整个床层截面积计算的滤液平均流速u u之间的关系为：之间的关系为：￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿上上式式中中的的比比例例常常数数K′K′与与滤滤饼饼的的空空隙隙率率、、颗颗粒粒形形状状、、排排列列及及粒粒度度范范围围诸诸因因素素有有关关对对于于颗颗粒粒床床层层内内的的滞滞流流流流动动，，K′K′值值可可取为取为5 5食品工程原理最新式中式中￿ ￿V —— 滤液量，滤液量，m3；； θ —— 过滤时间，过滤时间，s；； A —— 过滤面积，过滤面积，m2过滤速率为：过滤速率为：任一瞬间的过滤速度为：任一瞬间的过滤速度为：Ø过滤速度过滤速度: :￿ ￿单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积，单位时间内通过单位过滤面积的滤液体积，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿m3/m2 sØ过滤速率过滤速率: :￿ ￿单位时间内获得的滤液体积，单位时间内获得的滤液体积，m3/s。

3￿￿3￿￿过滤速率过滤速率食品工程原理最新R R————滤饼阻力，滤饼阻力，1/1/m, m, 其计算式为：其计算式为：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿对于不可压缩滤饼，滤饼层中的空隙率对于不可压缩滤饼，滤饼层中的空隙率ε可视为常数，颗可视为常数，颗粒的形状、尺寸也不改变，因而比表面粒的形状、尺寸也不改变，因而比表面a 亦为常数，则有亦为常数，则有式中式中 r r————滤饼的比阻，滤饼的比阻，1/1/m m2 2, , 其计算式为：其计算式为：R=rL4￿￿4￿￿滤饼阻力滤饼阻力食品工程原理最新比阻比阻r rØ单位厚度滤饼的阻力；单位厚度滤饼的阻力；Ø在数值上等于粘度为在数值上等于粘度为1 1Pa·sPa·s的滤液以的滤液以1 1m/sm/s的平均流速通过的平均流速通过厚度为厚度为1 1m m 的滤饼层时所产生的压强降；的滤饼层时所产生的压强降；Ø比阻反映了颗粒特性比阻反映了颗粒特性( (形状、尺寸及床层空隙率形状、尺寸及床层空隙率) )对滤液流对滤液流动的影响；动的影响；Ø床层空隙率床层空隙率εε愈小及颗粒比表面愈小及颗粒比表面a a愈大，则床层愈致密，愈大，则床层愈致密，对流体流动的阻滞作用也愈大。

对流体流动的阻滞作用也愈大食品工程原理最新￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿通通常常把把过过滤滤介介质质的的阻阻力力视视为为常常数数，，仿仿照照滤滤液液穿穿过过滤滤饼饼层层的的速速度方程则可写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：度方程则可写出滤液穿过过滤介质层的速度关系式：式中式中￿ ￿Δpm—— 过滤介质上、下游两侧的压强差，过滤介质上、下游两侧的压强差，Pa；； Rm —— 过滤介质阻力，过滤介质阻力，l/m￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿由于很难划定过滤介质与滤饼之间的分界面，更难测定分由于很难划定过滤介质与滤饼之间的分界面，更难测定分界面处的压强，在操作过程中总是把过滤介质与滤饼联合起来界面处的压强，在操作过程中总是把过滤介质与滤饼联合起来考虑5￿ 5￿过滤介质的阻力过滤介质的阻力食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿通通常常，，滤滤饼饼与与滤滤布布的的面面积积相相同同所所以以两两层层中中的的过过滤滤速速度度应应相等，则：相等，则：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿上式表明，可用滤液通过串联的滤饼与滤布的总压强降来上式表明，可用滤液通过串联的滤饼与滤布的总压强降来表示过滤推动力，用两层的阻力之和来表示总阻力。

表示过滤推动力，用两层的阻力之和来表示总阻力式中：式中：Δp — 滤饼与滤布两侧的总压强差，称为过滤压强差滤饼与滤布两侧的总压强差，称为过滤压强差食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿假假设设：：厚厚度度为为Le的的滤滤饼饼产产生生的的阻阻力力与与滤滤布布相相同同，，而而过过程程仍仍能完全按照原来的速率进行，则：能完全按照原来的速率进行，则：rLe=Rm￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮液时，在一定的操作条件下，以一定介质过滤一定悬浮液时，Le为定值；但同一介质在不同的过滤操作中，为定值；但同一介质在不同的过滤操作中，Le值不同值不同式中式中Le——过滤介质的当量滤饼厚度，或称虚拟滤饼厚度，过滤介质的当量滤饼厚度，或称虚拟滤饼厚度，m 食品工程原理最新式中：式中：v — 滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因次LA=vV ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿若每获得若每获得1 1m m3 3滤液所形成的滤饼体积为滤液所形成的滤饼体积为v vm m3 3，，则任一瞬间的滤则任一瞬间的滤饼厚度饼厚度L L与当时已经获得的滤液体积与当时已经获得的滤液体积V V之间的关系为：之间的关系为：￿￿￿￿￿￿同理，如生成厚度为同理，如生成厚度为Le的滤饼所应获得的滤液体积以的滤饼所应获得的滤液体积以Ve来表来表示，则示，则式中式中Ve——过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积，过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤液体积，m3。

三、过滤基本方程式三、过滤基本方程式食品工程原理最新 注注意意：：在在一一定定的的操操作作条条件件下下，，以以一一定定介介质质过过滤滤一一定定的的悬悬浮浮液时，液时，Ve为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，为定值，但同一介质在不同的过滤操作中，Ve不同上式适用于上式适用于不可压缩滤饼不可压缩滤饼￿ ￿食品工程原理最新对于对于可压缩滤饼可压缩滤饼其比阻其比阻r r与压强差有关与压强差有关上式称为上式称为过滤基本方程式过滤基本方程式，它对各种过滤情况均适用它对各种过滤情况均适用式中式中￿￿￿￿￿￿r′——单位压强下滤饼的比阻，单位压强下滤饼的比阻，1/1/m2 Δp——过滤压强差，过滤压强差，pa s ——滤饼的压缩性指数，无因此一般情况下，滤饼的压缩性指数，无因此一般情况下，￿￿ ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿s=0~1对于不可压缩滤饼，对于不可压缩滤饼，s=0根据上两式可得根据上两式可得r=r′(Δp)s食品工程原理最新p定义：过滤操作在恒定压强下进行时称为恒压过滤。

定义：过滤操作在恒定压强下进行时称为恒压过滤Ø滤饼不断变厚；滤饼不断变厚；Ø阻力逐渐增加；阻力逐渐增加；Ø推动力推动力Δp Δp 恒定；恒定；Ø过滤速率逐渐变小过滤速率逐渐变小过滤操作的两种典型方式：恒压过滤和恒速过滤过滤操作的两种典型方式：恒压过滤和恒速过滤p特点：特点：四、恒压过滤四、恒压过滤食品工程原理最新对于一定的悬浮液，若对于一定的悬浮液，若μμ、、r′r′及及v v可视为常数，令可视为常数，令( (V+VV+Ve e)dV=kA)dV=kA2 2ΔpΔp1-s1-sd d 式中：式中：k k —— —— 表征过滤物料特性的常数，表征过滤物料特性的常数，m m4 4/ /（（N N s s）过滤基本方程可写成：过滤基本方程可写成：恒压过滤方程式的推导恒压过滤方程式的推导恒压过滤方程式的推导恒压过滤方程式的推导食品工程原理最新积分条件积分条件￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ =0,￿=0,￿V=0;  = e ,V=Ve;  = ,V=V(1)(1)和和(2)(2)式都称为式都称为恒压过滤方程式恒压过滤方程式令令K=2kΔpK=2kΔp1-s1-s当当  =0 =0 时，则时，则V V=0=0( (V+Ve )2=KA2( + e )（（1 1））Ve2=KA2 eV2+2VVe=KA2 （（2 2））食品工程原理最新又令又令￿￿￿￿￿￿q=V/A，，qe=Ve/A￿￿￿￿￿￿￿￿恒压过滤方程式中的恒压过滤方程式中的K K 称为称为过滤常数过滤常数，由物料特性及过滤，由物料特性及过滤压强差决定。

压强差决定 恒压过滤时恒压过滤时V~  的关的关系系  ooe e ￿+￿+ e ￿ ￿+ + ebV+VeVV+VeVVe￿￿￿￿￿￿￿￿( (q+qe )2=K( + e) q2+2e=K 上两式也称为恒压过滤方程式上两式也称为恒压过滤方程式￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿食品工程原理最新若维持过滤速率恒定，这样的过滤操作方式称为恒速过滤若维持过滤速率恒定，这样的过滤操作方式称为恒速过滤恒速过滤时恒速过滤时q-q- （（或或V- V-  ））关系为一直线关系为一直线 ￿￿ ￿￿q=uR  V=uRA 恒速过滤时的过滤速度为：恒速过滤时的过滤速度为：五、五、￿ ￿恒速过滤恒速过滤食品工程原理最新￿ ￿在一定的操作条件下，在一定的操作条件下，μ、、r、、v、、uR、、qe均为常数，故有：均为常数，故有：对不可压缩滤饼，由过滤基本方程可写出：对不可压缩滤饼，由过滤基本方程可写出：￿￿￿￿￿￿￿￿上式表明：对于不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其压强差随上式表明：对于不可压缩滤饼进行恒速过滤时，其压强差随过滤时间成直线增加。

所以，在实践中很少采用完全恒速过滤过滤时间成直线增加所以，在实践中很少采用完全恒速过滤的方法￿￿ ￿￿Δp=μrvuR2θ+μrvuRqe=a +b 食品工程原理最新先恒速后恒压过滤是工业中常用的一种过滤方法先恒速后恒压过滤是工业中常用的一种过滤方法 在过滤时间从在过滤时间从0 0到到 R R 时，计算方法与恒速过滤相同而从时时，计算方法与恒速过滤相同而从时间间 R R 到到  时，得到的滤液量从时，得到的滤液量从V VR R到到V V，，故积分式为：故积分式为：操作过程：操作过程：Ø开开始始，，从从0 0到到 R 时时，，采采用用恒恒速速过过滤滤，，可可在在阻阻力力还还不不太太高高时时获得较多的滤液获得较多的滤液Ø从从 R到到 时，改为恒压过滤，以免压强过高时，改为恒压过滤，以免压强过高￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿六、先恒速后恒压过滤六、先恒速后恒压过滤食品工程原理最新积分并将积分并将K=2kΔpK=2kΔp1-s 1-s 代入得代入得￿￿￿￿ 特别注意特别注意：上两式中：上两式中V V为获得的总滤液量，而不是为获得的总滤液量，而不是恒压阶段获得的滤液量。

恒压阶段获得的滤液量食品工程原理最新几种操作方式下的过滤方程几种操作方式下的过滤方程恒压过滤恒压过滤恒压过滤恒压过滤恒速过滤恒速过滤恒速过滤恒速过滤先恒速后恒压先恒速后恒压先恒速后恒压先恒速后恒压( ( ( (V+VV+Ve e) )2 2=KA=KA2 2( (    + +   ) )e eq=uq=uRR   ( ( ( (VV2 2-V-VRR2 2)+2V)+2Ve e(V-V(V-VRR)=KA)=KA2 2( (   - -   RR) )VV2 2+2VV+2VVe e=KA=KA2 2   V=uV=uRRAA   ( ( ( (q q2 2-q-qRR2 2)+2q)+2qe e(q-q(q-qRR)=K()=K(   - -   RR) )( ( ( (q++qe e ) )2 2=K(=K(   ++   e e) )Δp=aΔp=a   +b+bq q2 2+2+2e e=K=K   食品工程原理最新上式表明：上式表明：d /dq与与q成直线关系，直线斜率为成直线关系，直线斜率为2/2/K，，截距为截距为2 2qe/K2( 2(q+qe )dq=Kd ( (q+qe )2=K ( + e )微分上式得微分上式得qd /dt2 2qe/KØ由由斜率斜率=2/K，，求出求出K;Ø由截距由截距=2qe/K ，，求出求出qe；；Ø由由q2+2e=K ，，  =0，，q=0，，求出求出 e= qe2/K。

测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为：测定时采用恒压试验，恒压过滤方程为：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿七、过滤常数的测定七、过滤常数的测定食品工程原理最新￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿￿ ￿采采用用ΔΔ /Δq/Δq代代替替d d /dq/dq，，在在过过滤滤面面积积一一定定时时，，记记录录下下时时间间 和和累累计计的的滤滤液液量量V V，，并并由由此此计计算算一一系系列列q q值值，，然然后后作作图图，，求求出出直直线线斜斜率率和和截截距距最最后后算算出出过过滤滤常常数数K K和和q qe eq/ / t2 2qe/K注意：横坐标注意：横坐标q的取值实验数据处理实验数据处理食品工程原理最新lgK=(1-s)lg(Δp)+lg(2k) 以以lg(lg(ΔpΔp) )为横坐标，为横坐标，lg(lg(K K) )为为纵坐标作直线，从而求出斜率纵坐标作直线，从而求出斜率(1-(1-s s) )，，截距截距lg(2lg(2k k) )，，进而算出进而算出s s和和k kK=2kΔp1-s 滤饼的压缩性指数滤饼的压缩性指数s s及物料特性常数及物料特性常数k k需在不同压强差下对指需在不同压强差下对指定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的定物料进行试验，求得若干过滤压强差下的K K，，然后对然后对K-ΔpK-Δp数数据加以处理，即可求得据加以处理，即可求得s s 值。

值lg(Δp)lg(K)lg(2k)q/ / t2 2qe/K压缩指数压缩指数s的测定的测定食品工程原理最新Ø￿ ￿工业上使用的典型过滤设备：工业上使用的典型过滤设备：Ø按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机按操作方式分类：间歇过滤机、连续过滤机Ø按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤按操作压强差分类：压滤、吸滤和离心过滤ü板框压滤机（间歇操作）板框压滤机（间歇操作）ü转筒真空过滤机（连续操作）转筒真空过滤机（连续操作）ü过滤式离心机过滤式离心机八、过滤设备八、过滤设备食品工程原理最新Ø结构：结构：滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成滤板、滤框、夹紧机构、机架等组成Ø滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤滤板：凹凸不平的表面，凸部用来支撑滤布，凹槽是滤液的流道液的流道滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆滤板右上角的圆孔，是滤浆通道；左上角的圆孔，是洗水通道孔，是洗水通道ü洗涤板洗涤板：：左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通，左上角的洗水通道与两侧表面的凹槽相通， 使洗水流进凹槽；使洗水流进凹槽；ü非洗涤板：非洗涤板：洗水通道与两侧表面的凹槽不相通。

洗水通道与两侧表面的凹槽不相通1￿￿1￿￿板框压滤机板框压滤机￿下载下载食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板为了避免这两种板和框的安装次序有错，在铸造时常在板与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮非洗涤板为一与框的外侧面分别铸有一个、两个或三个小钮非洗涤板为一钮板，框带两个钮板，洗涤板为三钮板钮板，框带两个钮板，洗涤板为三钮板Ø滤框：滤框：ü滤浆通道：滤浆通道：滤框右上角的圆孔滤框右上角的圆孔ü洗水通道：洗水通道：滤框左上角的圆孔滤框左上角的圆孔食品工程原理最新滤浆滤浆洗水洗水滤板滤板滤框滤框洗板洗板滤布滤布板框过滤机板框过滤机食品工程原理最新￿￿￿￿板框过滤机的操作是间歇式的，每个操作循环由装合、过滤、板框过滤机的操作是间歇式的，每个操作循环由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段洗涤、卸渣、整理五个阶段过滤过程过滤过程1)1)、装合：、装合： 将板与框按将板与框按 1-2-3-2-1-2-3 1-2-3-2-1-2-3的顺序，滤板的两侧表面放上滤布，的顺序，滤板的两侧表面放上滤布，然后用手动的或机动的压紧装置固定，使板与框紧密接触。

然后用手动的或机动的压紧装置固定，使板与框紧密接触 2)2)、过滤：、过滤： 用泵把滤浆送进右上角的滤浆通道，由通道流进每个滤框里用泵把滤浆送进右上角的滤浆通道，由通道流进每个滤框里滤液穿过滤布沿滤板的凹槽流至每个滤板下角的阀门排出固体滤液穿过滤布沿滤板的凹槽流至每个滤板下角的阀门排出固体颗粒积存在滤框内形成滤饼，直到框内充满滤饼为止颗粒积存在滤框内形成滤饼，直到框内充满滤饼为止食品工程原理最新3)3)、洗涤：、洗涤： 将洗水送入洗水通道，经洗涤板左上角的洗水进口，进入板将洗水送入洗水通道，经洗涤板左上角的洗水进口，进入板的两侧表面的凹槽中然后，洗水横穿滤布和滤饼，最后由非的两侧表面的凹槽中然后，洗水横穿滤布和滤饼，最后由非洗涤板下角的滤液出口排出在此阶段中，洗涤板下角的滤液洗涤板下角的滤液出口排出在此阶段中，洗涤板下角的滤液出口阀门关闭出口阀门关闭4)4)、卸渣、整理、卸渣、整理 打开板框，卸出滤饼，洗涤滤布及板、框打开板框，卸出滤饼，洗涤滤布及板、框 在洗液粘度与滤液粘度相近的情况下，且在压差相同时，在洗液粘度与滤液粘度相近的情况下，且在压差相同时，洗涤速率约为过滤终了速率的洗涤速率约为过滤终了速率的1/41/4。

为什么？食品工程原理最新Ø结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大结构简单，价格低廉，占地面积小，过滤面积大Ø可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力可根据需要增减滤板的数量，调节过滤能力Ø对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（对物料的适应能力较强，由于操作压力较高（3~10kg/cm2 ），），对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用对颗粒细小而液体粘度较大的滤浆，也能适用Ø间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，间歇操作，生产能力低，卸渣清洗和组装阶段需用人力操作，劳动强度大，所以它只适用于小规模生产劳动强度大，所以它只适用于小规模生产Ø近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减近年出现了各种自动操作的板框压滤机，使劳动强度得到减轻板框压滤机的特点：板框压滤机的特点：食品工程原理最新结构：结构：p转筒，扇形格转筒，扇形格(18(18格格) )；；￿ ￿Ø滤室；滤室；Ø分配头；分配头；ü动盘动盘(18(18个孔，分别与扇形个孔，分别与扇形格的格的1818个通道相连个通道相连) )；；ü定盘定盘( (三个凹槽：滤液真空三个凹槽：滤液真空凹槽、洗水真空凹槽、压缩凹槽、洗水真空凹槽、压缩空气凹槽，分别将动盘的空气凹槽，分别将动盘的1818个孔道分成三个通道个孔道分成三个通道) )；；p金属网；金属网；p滤布；滤布；p滤浆槽滤浆槽。

工作过程工作过程转筒真空过滤机结构示意图转筒真空过滤机结构示意图动盘动盘定盘定盘转筒转筒金属网金属网滤布滤布滤饼滤饼搅拌器搅拌器洗涤喷头洗涤喷头料浆槽料浆槽刮刀刮刀2 2 2 2 转筒真空过滤机转筒真空过滤机转筒真空过滤机转筒真空过滤机（（（（rotary-drum vacuum filterrotary-drum vacuum filterrotary-drum vacuum filterrotary-drum vacuum filter））））食品工程原理最新110987654321817161514131112动盘动盘转筒及分配头的结构转筒及分配头的结构工作过程工作过程定盘定盘18格分成格分成6个工作区个工作区Ø1区区(1~7格格)：过滤区；：过滤区；Ø2区区(8~10格格)：滤液吸干区；：滤液吸干区；Ø3区区(12~13格格)：洗涤区；：洗涤区；Ø4区区(14格格)：洗后吸干区；：洗后吸干区；Ø5区区(16格格)：吹松卸渣区；：吹松卸渣区；Ø6区区(17格格)：滤布再生区滤布再生区l过滤区过滤区(1~2区区)，，f 槽槽; l洗涤区洗涤区(3~4区区)，，g槽槽 ;l干燥卸渣区干燥卸渣区(5~6区区)，，h 槽槽;f 槽槽h 槽槽g 槽槽食品工程原理最新Ø自动连续操作；自动连续操作；Ø适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；适用于处理量大，固体颗粒含量较多的滤浆；Ø真空下操作，其过滤推动力较低真空下操作，其过滤推动力较低( (最高只有最高只有1 1atm)atm)，，对于滤对于滤饼阻力较大的物料适应能力较差。

饼阻力较大的物料适应能力较差￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程转筒旋转时，藉分配头的作用，能使转筒旋转一周的过程中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等中，每个小过滤室可依次进行过滤、洗涤、吸干、吹松卸渣等项操作整个转筒圆周在任何瞬间都划分为整个转筒圆周在任何瞬间都划分为: :特点：特点：工作过程工作过程Ø过滤区过滤区; ;Ø洗涤区洗涤区; ;Ø干燥卸渣区干燥卸渣区食品工程原理最新Ø结构：结构：1.1.悬筐式离心机悬筐式离心机( (suspended-basket centrifuge)suspended-basket centrifuge) 转鼓转鼓滤饼滤饼滤布滤布滤网滤网离心过滤机工作原理图离心过滤机工作原理图p转鼓转鼓( (上有小孔，亦称悬框上有小孔，亦称悬框) )；；Ø滤网；滤网；Ø滤布；滤布；p机架Ø原理：原理：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿由于离心力作用，液体产生径向压差，通过滤饼、滤由于离心力作用，液体产生径向压差，通过滤饼、滤网及滤筐而流出网及滤筐而流出3￿ 3￿离心过滤机（离心过滤机（centrifugal filter））食品工程原理最新过滤方程及压力的计算过滤方程及压力的计算采用恒压过滤方程式：采用恒压过滤方程式：(q+qe )2=K( + e)A—— 过滤面积，过滤面积，m2；；H—— 转筒高度，转筒高度，m;R—— 转筒半径，转筒半径，m；；p—— 过滤推动力，过滤推动力，Pa。

r —— 任意处滤饼半径，任意处滤饼半径，m食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿在离心力作用下液体沿加料斗的锥形面流动，均匀地沿圆在离心力作用下液体沿加料斗的锥形面流动，均匀地沿圆周分散到滤筐的过滤段滤液透过滤网而形成滤渣层活塞推周分散到滤筐的过滤段滤液透过滤网而形成滤渣层活塞推渣器与加料斗一齐作往复运动，将滤渣间断地沿着滤筐内表面渣器与加料斗一齐作往复运动，将滤渣间断地沿着滤筐内表面向排渣口排出排渣器的往复运动是先向前推，马上后退，经向排渣口排出排渣器的往复运动是先向前推，马上后退，经过一段时间形成一定厚度的滤渣层后，再次向前推，如此重复过一段时间形成一定厚度的滤渣层后，再次向前推，如此重复进行推渣进行推渣 分离因数约为分离因数约为300300～～700700，其生产能力大，适用于分离固体颗，其生产能力大，适用于分离固体颗粒浓度较浓、粒径较大（粒浓度较浓、粒径较大（0.1~5mm））的悬浮液，在生产中得到的悬浮液，在生产中得到广泛应用广泛应用Ø工作原理：工作原理：Ø特点：特点：4￿ 4￿4￿ 4￿往复活塞推渣离心机往复活塞推渣离心机往复活塞推渣离心机往复活塞推渣离心机（（（（reciprocating-pusher centrifugereciprocating-pusher centrifuge））））食品工程原理最新离心力自动卸料离心机，又称为锥篮离心机离心力自动卸料离心机，又称为锥篮离心机 p结构：如图结构：如图p工作过程：工作过程：料浆料浆滤液滤液滤渣滤渣转鼓转鼓滤饼滤饼滤布滤布滤网滤网洗涤洗涤Ø料浆进入锥形滤筐底部，靠离心料浆进入锥形滤筐底部，靠离心力甩向滤筐；力甩向滤筐；Ø液相通过滤布，固相被截留。

液相通过滤布，固相被截留Ø滤渣克服摩擦阻力，沿滤筐向上滤渣克服摩擦阻力，沿滤筐向上移动，经过洗涤段和干燥段最后移动，经过洗涤段和干燥段最后从顶端排出从顶端排出5￿ 5￿5￿ 5￿离心力自动卸渣离心机（离心力自动卸渣离心机（离心力自动卸渣离心机（离心力自动卸渣离心机（conical basket centrifugeconical basket centrifuge））））食品工程原理最新p特点：特点：离心力离心力,F重力重力,mg摩擦力摩擦力,f支承力支承力,NxyØ结构简单，造价低廉，功率消耗小结构简单，造价低廉，功率消耗小Ø对悬浮液的浓度和固体颗粒大小的波动敏感对悬浮液的浓度和固体颗粒大小的波动敏感Ø生产能力较大，分离因数约为生产能力较大，分离因数约为20002000，可分离固体颗，可分离固体颗粒浓度较浓、粒度为粒浓度较浓、粒度为0.04~1mm的悬浮液的悬浮液Ø在各种结晶产品的分离中广泛应用在各种结晶产品的分离中广泛应用为什么会自为什么会自动卸料？动卸料？食品工程原理最新设备名称设备名称设备名称设备名称主要结构主要结构主要结构主要结构工作过程工作过程工作过程工作过程特点、特点、特点、特点、适用性适用性适用性适用性生产能力计算生产能力计算生产能力计算生产能力计算板框压滤板框压滤板框压滤板框压滤机机机机滤板、滤框、滤板、滤框、滤板、滤框、滤板、滤框、夹紧机构、夹紧机构、夹紧机构、夹紧机构、机架机架机架机架装合、过滤、装合、过滤、装合、过滤、装合、过滤、洗涤、卸渣、洗涤、卸渣、洗涤、卸渣、洗涤、卸渣、整理整理整理整理ØØ加压过滤，推动力较大加压过滤，推动力较大加压过滤，推动力较大加压过滤，推动力较大ØØ结构简单，造价低；结构简单，造价低；结构简单，造价低；结构简单，造价低；ØØ过滤面积大，能耗少；过滤面积大，能耗少；过滤面积大，能耗少；过滤面积大，能耗少；ØØ读为间歇操作，推动力读为间歇操作，推动力读为间歇操作，推动力读为间歇操作，推动力较大；较大；较大；较大；ØØ洗涤时间长，生产效率洗涤时间长，生产效率洗涤时间长，生产效率洗涤时间长，生产效率低。

低应用范围广应用范围广应用范围广应用范围广对原料的适对原料的适对原料的适对原料的适应性强应性强应性强应性强转鼓真空转鼓真空转鼓真空转鼓真空过滤机过滤机过滤机过滤机转筒转筒转筒转筒( ( ( (滤网、滤网、滤网、滤网、滤布滤布滤布滤布) ) ) )、分、分、分、分配头、滤浆配头、滤浆配头、滤浆配头、滤浆槽槽槽槽过滤、洗涤、过滤、洗涤、过滤、洗涤、过滤、洗涤、吹干、卸渣吹干、卸渣吹干、卸渣吹干、卸渣ØØ真空过滤，推动力较小；真空过滤，推动力较小；真空过滤，推动力较小；真空过滤，推动力较小；ØØ连续化生产，自动化程连续化生产，自动化程连续化生产，自动化程连续化生产，自动化程度高，推动力小，滤饼湿度高，推动力小，滤饼湿度高，推动力小，滤饼湿度高，推动力小，滤饼湿度大，设备投资高度大，设备投资高度大，设备投资高度大，设备投资高适于粒度中适于粒度中适于粒度中适于粒度中等，粘度不等，粘度不等，粘度不等，粘度不太大的物料太大的物料太大的物料太大的物料离心过滤离心过滤离心过滤离心过滤机机机机转鼓转鼓转鼓转鼓( ( ( (滤网、滤网、滤网、滤网、滤布滤布滤布滤布) ) ) )、机、机、机、机架架架架过滤、洗涤、过滤、洗涤、过滤、洗涤、过滤、洗涤、卸渣等卸渣等卸渣等卸渣等ØØ离心过滤，推动力最大；离心过滤，推动力最大；离心过滤，推动力最大；离心过滤，推动力最大；ØØ滤液湿度小。

滤液湿度小滤液湿度小滤液湿度小应用广泛，应用广泛，应用广泛，应用广泛，适应性强适应性强适应性强适应性强仪设备成本仪设备成本仪设备成本仪设备成本高，过滤面高，过滤面高，过滤面高，过滤面积小 ( ( (q++qe e ) )2 2=K(=K(   ++   e e) )几种过滤设备的比较几种过滤设备的比较食品工程原理最新式中式中V——过滤终了时所得滤液体积，过滤终了时所得滤液体积，m3由恒压过滤方程知，过滤终了时的过滤速率为：由恒压过滤方程知，过滤终了时的过滤速率为：洗涤速率：单位时间内消耗的洗涤液体积洗涤速率：单位时间内消耗的洗涤液体积￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿由于洗涤液中不含固相，洗涤过程中滤饼厚度不变若在由于洗涤液中不含固相，洗涤过程中滤饼厚度不变若在恒压下洗涤，则它既是恒压洗涤又是恒速洗涤恒压下洗涤，则它既是恒压洗涤又是恒速洗涤九、过滤机的生产能力九、过滤机的生产能力￿￿ ￿￿1￿￿1￿￿洗涤速率的计算洗涤速率的计算食品工程原理最新p若洗涤液粘度和洗涤时的压差与滤液粘度和过滤压差相比差若洗涤液粘度和洗涤时的压差与滤液粘度和过滤压差相比差异较大，则应校正，校正后的洗涤速率为异较大，则应校正，校正后的洗涤速率为若洗涤用的压差与过滤相同，洗涤液粘度与滤液粘度大致相等：若洗涤用的压差与过滤相同，洗涤液粘度与滤液粘度大致相等：p 对于转筒真空过滤机，洗涤速率与过滤终了速率相等对于转筒真空过滤机，洗涤速率与过滤终了速率相等p对于板框过滤机，洗涤速率等于过滤终了速率的对于板框过滤机，洗涤速率等于过滤终了速率的1/41/4食品工程原理最新生产能力生产能力: : 单位时间内获得的滤液体积。

单位时间内获得的滤液体积Ø对于间歇过滤机，一个过滤循环包括过滤、洗涤、卸渣、清对于间歇过滤机，一个过滤循环包括过滤、洗涤、卸渣、清理、重装等步骤理、重装等步骤Ø通常把卸渣、清理、重装等所用的时间合在一起称为辅助通常把卸渣、清理、重装等所用的时间合在一起称为辅助时间时间 D D Ø一个循环时间一个循环时间T=T= + + W W+ + D D 其中只有过滤时间真正用于过滤其中只有过滤时间真正用于过滤2 2 间歇过滤机的生产能力间歇过滤机的生产能力食品工程原理最新式中式中 V V —— —— 一个操作循环内所获得的滤液体积，一个操作循环内所获得的滤液体积，m m3 3；； Q Q —— —— 生产能力，生产能力，m m3 3/h/h；； T T —— —— 一个循环时间一个循环时间 T= + W+ D 如果以滤液量如果以滤液量Q Q 表示生产能力，则有表示生产能力，则有食品工程原理最新p 浸没度浸没度ψ ：：转筒真空过滤机的转筒表面浸入滤浆中的分数转筒真空过滤机的转筒表面浸入滤浆中的分数 以转筒真空过滤机为例，转筒在任何时候总有一部分表面浸以转筒真空过滤机为例，转筒在任何时候总有一部分表面浸没在滤浆中进行过滤。

没在滤浆中进行过滤p 有效过滤时间有效过滤时间θ：：某一瞬时开始进入滤浆中的转筒表面，经过某一瞬时开始进入滤浆中的转筒表面，经过过滤区，最后从滤浆中出来，这一段时间为该表面旋转一周的过滤区，最后从滤浆中出来，这一段时间为该表面旋转一周的有效过滤时间有效过滤时间3 3 连续过滤机的生产能力连续过滤机的生产能力食品工程原理最新由于转筒式真空过滤机为恒压操作，则有由于转筒式真空过滤机为恒压操作，则有 转鼓每转一周得到的滤液体积为：转鼓每转一周得到的滤液体积为：( (V+VV+Ve e) )2 2=KA=KA2 2(θ+θ(θ+θe e) )p 过滤时间过滤时间  为为:p 假设转鼓转速为假设转鼓转速为n r/min，，则转一周的时间为则转一周的时间为: T=60/n食品工程原理最新按每小时计的滤液生产能力为：按每小时计的滤液生产能力为：若忽略滤布阻力，则若忽略滤布阻力，则θθe e=0=0、、V Ve e=0=0，，则上式简化为：则上式简化为：￿￿￿￿￿￿￿￿注意：提高转速可增加生产能力，但若转速太高，则每周期注意：提高转速可增加生产能力，但若转速太高，则每周期中过滤时间减至很短，滤饼层很薄，难于卸除，也不利于洗涤，中过滤时间减至很短，滤饼层很薄，难于卸除，也不利于洗涤，而且功率消耗大，反而不经济。

合适的转速需由实验确定，以而且功率消耗大，反而不经济合适的转速需由实验确定，以得到合适厚度的滤饼，使成本最低得到合适厚度的滤饼，使成本最低食品工程原理最新例：以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮液例：以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮液过滤机的滤框尺寸为过滤机的滤框尺寸为810×810×25(810×810×25(mm)mm)，，共有共有3737个框已测个框已测出过滤常数出过滤常数K K=10=10-4-4m m2 2/s/s，，q qe e=0.01m=0.01m3 3/m/m2 2，， e e=1s=1s若已知单位若已知单位面积上通过的滤液量为面积上通过的滤液量为0.150.15m m3 3/m/m2 2，，所用洗水量为滤液量的所用洗水量为滤液量的1/51/5求： 1) 1) 过滤面积和滤框内的总容量；过滤面积和滤框内的总容量； 2) 2) 过滤所需的时间；过滤所需的时间； 3) 3) 洗涤时间；洗涤时间； 4) 4) 生产能力生产能力Q(tQ(td d=15min)=15min)食品工程原理最新解：解：1) 1) 过滤面积过滤面积 A=2LBZ=2×0.81×0.81×37=48.6mA=2LBZ=2×0.81×0.81×37=48.6m2 2 滤框总容积滤框总容积 V Vz z=LB=LB Z=0.81×0.81×0.025×37=0.607mZ=0.81×0.81×0.025×37=0.607m3 3 2) 2) 过滤时间过滤时间 3) 3) 洗涤时间洗涤时间 4) 4) 生产能力生产能力 ( (q++qe e ) )2 2=K(=K( + + e e) ) (0.15+0.01)(0.15+0.01)2 2=10=10-4-4( ( +1)+1)   =255 =255s s w w = = 8 8(q+q(q+qe e)q)qw w/5K =8/5K =8×(0.15+0.01)×0.15/(5×10×(0.15+0.01)×0.15/(5×10-4-4)=384s)=384s 食品工程原理最新积分边界条件积分边界条件:时间时间:0-θW ,体积体积:0-VWθW=8(q+qe) qW/K食品工程原理最新例：用转鼓真空过滤机过滤某种悬浮液，料浆处理量为例：用转鼓真空过滤机过滤某种悬浮液，料浆处理量为2020m m3 3/h/h。

已知每得已知每得1 1m m3 3滤液可得滤饼滤液可得滤饼0.040.04m m3 3，，要求转筒的浸没度为要求转筒的浸没度为0.350.35，，过滤表面上滤饼厚度不低于过滤表面上滤饼厚度不低于5 5mmmm现测得过滤常数为现测得过滤常数为K K=8×10=8×10- -4 4m m2 2/s/s，，q qe e=0.01m=0.01m3 3/m/m2 2试求过滤机的过滤面积和转筒的转速试求过滤机的过滤面积和转筒的转速解：以解：以1 1minmin为基准，为基准，v=0.04, v=0.04,  =0.35=0.35时间为时间为0时过滤方程式时过滤方程式食品工程原理最新滤饼体积滤饼体积 0.321×0.04=0.01284 0.321×0.04=0.01284 m m3 3/min/min将将n n及及  代入上式，得：代入上式，得：A A=2.771m=2.771m2 2 n n = 0.927 r/min= 0.927 r/min食品工程原理最新110987654321817161514131112定盘定盘动盘动盘转筒及分配头的结构转筒及分配头的结构转筒真空过滤机转筒真空过滤机食品工程原理最新非均相物系的分离沉降SettlingSettling食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿如果以如果以R为转鼓半径，则为转鼓半径，则K值可作为衡量离心机分离能力的值可作为衡量离心机分离能力的尺度。

分离因素的极值与转动部件的材料强度有关分离因素的极值与转动部件的材料强度有关￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿离心分离因素离心分离因素（（separation factorseparation factor））K K：：离心力与重力比离心力与重力比￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿K=Rω 2/g三、三、￿离心沉降离心沉降（（centrifugal settling）） 依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为依靠离心力的作用，使流体中的颗粒产生沉降运动，称为离心沉降离心沉降离心沉降离心沉降￿ ￿ ￿ ￿1 1 离心分离因数离心分离因数食品工程原理最新颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上受力分析颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上受力分析若这三个力达到平衡，则有若这三个力达到平衡，则有u离心力离心力 Fc阻力阻力 Fd浮力浮力 Fb颗粒在离心力场中的受力分析颗粒在离心力场中的受力分析2 2 离心沉降速度离心沉降速度食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿注：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心注：在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。

沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化离心沉降速度：颗粒在径向上相对于流体的速度，就是这个位离心沉降速度：颗粒在径向上相对于流体的速度，就是这个位置上的离心沉降速度置上的离心沉降速度￿￿￿￿￿￿￿￿在离心沉降分离中，当颗粒所受的流体阻力处于斯托克斯区，在离心沉降分离中，当颗粒所受的流体阻力处于斯托克斯区，离心沉降速度为离心沉降速度为: :食品工程原理最新旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备旋风分离器是利用离心力作用净制气体的设备￿￿￿￿￿￿￿￿Ø其结构简单，制造方便；其结构简单，制造方便；Ø分离效率高；分离效率高；Ø可用于高温含尘气体的分离；可用于高温含尘气体的分离；特点：特点：结构：结构：Ø外圆筒；外圆筒；Ø内圆筒；内圆筒；Ø锥形筒3 3 旋风分离器旋风分离器( (cyclone separator)cyclone separator)食品工程原理最新Ø含尘气体从圆筒上部长方形切线含尘气体从圆筒上部长方形切线进口进入入口气速约为进口进入入口气速约为1515～～2020m/sØ含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动含尘气体沿圆筒内壁作旋转流动颗粒的离心力较大，被甩向外层，颗粒的离心力较大，被甩向外层，气流在内层。

气固得以分离气流在内层气固得以分离Ø在圆锥部分，旋转半径缩小而切在圆锥部分，旋转半径缩小而切向速度增大，气流与颗粒作下螺旋向速度增大，气流与颗粒作下螺旋运动Ø在圆锥的底部附近，气流转为上在圆锥的底部附近，气流转为上升旋转运动，最后由上部出口管排升旋转运动，最后由上部出口管排出；出；Ø固相沿内壁落入灰斗固相沿内壁落入灰斗外圆筒外圆筒内圆筒内圆筒锥形筒锥形筒切向入口切向入口关风器关风器( (防止空气进入防止空气进入) )含尘气体含尘气体固相固相净化气体净化气体外螺旋外螺旋内螺旋内螺旋工作过程工作过程食品工程原理最新￿ ￿ui——进口气流的流速，进口气流的流速，m/sB——入口宽度入口宽度( (沉降距离沉降距离) )，，mN ——气流旋转的圈数气流旋转的圈数￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿计算时通常取计算时通常取N=5临界粒径：能够临界粒径：能够100100％除去的最小粒径％除去的最小粒径 若在各种不同粒径的尘粒中，有一种粒径的尘粒所需沉降若在各种不同粒径的尘粒中，有一种粒径的尘粒所需沉降时间时间 I I 等于停留时间等于停留时间 ，则该粒径就是理论上能完全分离的最，则该粒径就是理论上能完全分离的最小粒径，即临界粒径，用小粒径，即临界粒径，用d dpcpc表示。

表示￿设计计算设计计算食品工程原理最新标准旋风分离器的尺寸标准旋风分离器的尺寸H1H2SBDD1huiD1食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿气体通过旋风分离器的压力损失，可用进口气体动压的某气体通过旋风分离器的压力损失，可用进口气体动压的某一倍数表示为：一倍数表示为： 式中的阻力系数用下式计算：式中的阻力系数用下式计算：压力损失压力损失食品工程原理最新Ø圆筒直径一般为圆筒直径一般为200200～～800800mm，，有系列尺寸有系列尺寸Ø进口速度一般为进口速度一般为1515～～2020m/sØ压力损失约为压力损失约为1 1～～2 2kPaØ分离的颗粒直径约为分离的颗粒直径约为>5￿>5￿ m，，dpc50=1~2  m 主要技术参数主要技术参数食品工程原理最新例：温度为例：温度为2020℃℃，压力为，压力为0.1010.101Mpa，，流量为流量为2.52.5m m3 3/s/s的含尘空的含尘空气，用标准旋风分离器除尘粉尘密度为气，用标准旋风分离器除尘粉尘密度为25002500kg/mkg/m3 3，，试计试计算临界粒径选择合适的旋风分离器，使之能算临界粒径选择合适的旋风分离器，使之能100%100%的分离的分离出出6.56.5 m以上的粉尘。

并计算压损以上的粉尘并计算压损解：解：￿20℃￿20℃，，0.1010.101Mpa时空气的：时空气的：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ =1.21=1.21kg/m3，， =1.81×10×10-5-5PaPa s s1 1、确定进口气速：、确定进口气速：u ui i=20m/s (15-20m/s)=20m/s (15-20m/s)2 2、计算、计算D D和和b b：：流量流量 V=AuV=Aui=Bhu=Bhu B=D/5,h=3D/5 B=D/5,h=3D/5 2.5=(D/5)2.5=(D/5)×(3D/5)(3D/5)×20 20 D=1.041m D=1.041m 取取 D=1100 mmD=1100 mm旋风分离器的选用旋风分离器的选用食品工程原理最新此时此时3 3、、￿ ￿求求dpc食品工程原理最新4 4、求、求 p5 5、、￿ ￿求求D，，使使dpc=6.5  m食品工程原理最新B=0.175，，D=5B ，，h=3D/5=3B=0.525，，取取ui=17m/s x=1.6，，取取x=2D=5B=0.875，，取取D=800mm6 6、、￿ ￿校核校核所以，所选分离器适用。

所以，所选分离器适用由由￿ ￿V=bhu，，b=D/5，，h=3D/5，，得得调节流量实现调节流量实现食品工程原理最新Ø由于分离器各部分的尺寸都是由于分离器各部分的尺寸都是D D的倍数，所以只要进口气速的倍数，所以只要进口气速u ui i相同，不管多大的旋风分离器，其压力损失都相同相同，不管多大的旋风分离器，其压力损失都相同Ø压力损失相同时，小型分离器的压力损失相同时，小型分离器的b=D/5b=D/5值较小，则小型分离器值较小，则小型分离器的临界粒径较小的临界粒径较小旋风分离器的使用旋风分离器的使用食品工程原理最新双联双联四联四联 用若干个小旋风分离器并来代替一个大旋风分离用若干个小旋风分离器并来代替一个大旋风分离器，可以提高分离效率器，可以提高分离效率食品工程原理最新灰尘灰尘净化气体净化气体含尘气体含尘气体1. 1.结构结构￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿滤袋、骨架、机壳、清滤袋、骨架、机壳、清灰装置、灰斗、排灰阀灰装置、灰斗、排灰阀2.￿2.￿工作过程工作过程Ø含尘气体进入袋滤器；含尘气体进入袋滤器；Ø气体通过滤袋，经顶部气体通过滤袋，经顶部排出；排出；Ø灰尘被截留；灰尘被截留；Ø聚集一定厚度灰尘后，聚集一定厚度灰尘后，压缩空气通入，滤袋振动，压缩空气通入，滤袋振动，灰尘落下；灰尘落下；Ø灰尘经过排灰阀排除。

灰尘经过排灰阀排除压缩空气压缩空气骨架骨架滤袋滤袋机壳机壳清灰装置清灰装置排灰阀排灰阀灰斗灰斗清灰原则清灰原则Ø及时清灰；及时清灰；Ø不彻底清灰不彻底清灰袋滤器袋滤器食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿含尘气体的分离系统含尘气体的分离系统>40~50￿>40~50￿ m >5  m，，dpc50=1~2  m 0.5  m达达90%90%灰尘灰尘含尘气体含尘气体净化气体净化气体灰尘灰尘灰尘灰尘重力沉降室重力沉降室旋风分离器旋风分离器袋滤器袋滤器离心风机离心风机食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级及密度不同的颗粒进行分级Ø结构和工作原理：结构和工作原理：与旋风分离器相似与旋风分离器相似4 4 旋液分离器旋液分离器( (hydraulic cyclone)hydraulic cyclone)食品工程原理最新l悬浮液从圆筒上部的切向进口进入器内，旋转向下流动悬浮液从圆筒上部的切向进口进入器内，旋转向下流动。

Ø工作过程：工作过程：l液流中的颗粒受离心力作用，沉降到器壁，并随液流下降液流中的颗粒受离心力作用，沉降到器壁，并随液流下降到锥形底的出口，成为较稠的悬浮液而排出，称为底流到锥形底的出口，成为较稠的悬浮液而排出，称为底流l澄清的液体或含有较小较轻颗粒的液体，则形成向上的内澄清的液体或含有较小较轻颗粒的液体，则形成向上的内旋流，经上部中心管从顶部溢流管排出，称为溢流旋流，经上部中心管从顶部溢流管排出，称为溢流食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿液体的粘度约为气体的液体的粘度约为气体的5050倍，液体的倍，液体的( (ρp-ρ)比气体的小，悬浮液的进口比气体的小，悬浮液的进口速度也比含尘气体的小，所以同样大小和密度的颗粒，速度也比含尘气体的小，所以同样大小和密度的颗粒，Ø沉降速度远小于含尘气体在旋风分离器中的沉降速度沉降速度远小于含尘气体在旋风分离器中的沉降速度Ø￿ ￿要达到同样的临界粒径要求，则旋液分离器的直径要比旋风分离器小很多要达到同样的临界粒径要求，则旋液分离器的直径要比旋风分离器小很多￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿Ø特点特点Ø旋液分离器的圆筒直径一般为旋液分离器的圆筒直径一般为7575～～300300mm。

Ø悬浮液进口速度一般为悬浮液进口速度一般为5 5～～1515m/sØ压力损失约为压力损失约为5050～～200200kPaØ分离的颗粒直径约为分离的颗粒直径约为1010～～4040 m mØ主要技术参数主要技术参数食品工程原理最新 p特点：特点：Ø离心分离因数可达离心分离因数可达1300013000，也有高达，也有高达10105 5的超速离心机的超速离心机Ø转鼓内装有三个纵向平板，以使料液迅速达到与转鼓相同的转鼓内装有三个纵向平板，以使料液迅速达到与转鼓相同的角速度Ø适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液5 5 5 5 沉降式离心机沉降式离心机沉降式离心机沉降式离心机 沉降式离心机是利用离心沉降的原理分离悬浮液或乳浊液沉降式离心机是利用离心沉降的原理分离悬浮液或乳浊液沉降式离心机是利用离心沉降的原理分离悬浮液或乳浊液沉降式离心机是利用离心沉降的原理分离悬浮液或乳浊液的机械￿ ￿ ￿ ￿5.1 5.1 5.1 5.1 管式离心机（管式离心机（管式离心机（管式离心机（tubular-bowl centrifugetubular-bowl centrifugetubular-bowl centrifugetubular-bowl centrifuge））））食品工程原理最新p分离乳浊液的管式离心机操作原理分离乳浊液的管式离心机操作原理 转鼓由转轴带动旋转。

乳浊液由底部进入，在转鼓内从下转鼓由转轴带动旋转乳浊液由底部进入，在转鼓内从下向上流动过程中，由于两种液体的密度不同而分成内、外两液向上流动过程中，由于两种液体的密度不同而分成内、外两液层外层为重液层，内层为轻液层到达顶部后，轻液与重液层外层为重液层，内层为轻液层到达顶部后，轻液与重液分别从各自的溢流口排出分别从各自的溢流口排出p分离悬浮液的管式离心机操作原理分离悬浮液的管式离心机操作原理￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿流量流量Vs为悬浮液从底部进入，悬浮液是由密度为为悬浮液从底部进入，悬浮液是由密度为ρ的与密的与密度为度为ρp的少量颗粒形成的假设转鼓内的液体以转鼓的旋转角的少量颗粒形成的假设转鼓内的液体以转鼓的旋转角速度速度ω随着转鼓旋转液体由下向上流动过程中，颗粒由液面随着转鼓旋转液体由下向上流动过程中，颗粒由液面r1处沉降到转鼓内表面处沉降到转鼓内表面r2处凡沉降所需时间小于式等于在转处凡沉降所需时间小于式等于在转鼓内停留时间的颗粒，均能沉降除去鼓内停留时间的颗粒，均能沉降除去食品工程原理最新当颗粒的沉降处于斯托克斯区时，其沉降速度（径向）为当颗粒的沉降处于斯托克斯区时，其沉降速度（径向）为斯托克斯区的重力沉降速度为斯托克斯区的重力沉降速度为食品工程原理最新积分边界积分边界边界条件：边界条件：θ=0θ=0时，时，r=rr=r1 1；；θ=θθ=θt t时，时， r=rr=r2 2。

取颗粒的停留时间等于流体在转鼓内的停留时间，即取颗粒的停留时间等于流体在转鼓内的停留时间，即对上式积分，得沉降时间对上式积分，得沉降时间h h转鼓长度转鼓长度食品工程原理最新￿￿￿￿￿对于一定的悬浮液处理量对于一定的悬浮液处理量Vs，，只有粒径只有粒径dp满足条件满足条件θt≤θ的的颗粒，才能全部除去根据颗粒，才能全部除去根据θt=θ，，可得可得式中式中ut的为重力沉降速度的为重力沉降速度所以当颗粒为临界粒径所以当颗粒为临界粒径dpc时，悬浮液的处理量为时，悬浮液的处理量为￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿以上两式表示悬浮液处理量以上两式表示悬浮液处理量Vs与转鼓尺寸（与转鼓尺寸（r1、、r2及及h）、）、转鼓角速度转鼓角速度ω及颗粒临界直径及颗粒临界直径dpc之间的关系之间的关系食品工程原理最新例：水中含有极少量细小颗粒的悬浮液，想用管式高例：水中含有极少量细小颗粒的悬浮液，想用管式高速离心机分离，使其中速离心机分离，使其中1 1μmμm以上的颗粒全部除去试以上的颗粒全部除去试求最大的悬浮液进料量为多少离心机转鼓尺寸为：求最大的悬浮液进料量为多少离心机转鼓尺寸为：r r1 1=5cm=5cm、、r r2 2=8cm=8cm，，h=60cmh=60cm。

转鼓的转数为转鼓的转数为1200012000rpmrpm悬浮液温度为悬浮液温度为20℃20℃，颗粒的密度为，颗粒的密度为2300023000kg/mkg/m3 3食品工程原理最新解：查得水在解：查得水在20℃20℃时的时的￿￿ ￿￿μ=10-3Pa·s，，ρ=1000kg/m3，，转鼓的旋转角速度转鼓的旋转角速度￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ω=2πN/60=2π(12000)/60=1257rad/s重力沉降速度重力沉降速度￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿ut=gdp2(ρp-ρ)/18μ =9.81(10-6)2(2300-1000)/(18×10-3) =7.09×10-7m/s悬浮液的进料量为悬浮液的进料量为食品工程原理最新￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿分离乳浊液的碟式离心机分离乳浊液的碟式离心机：碟片上开有小孔乳浊液通过小：碟片上开有小孔乳浊液通过小孔流到碟片的间隙在离心力作用下，重液沿着每个碟片的斜面孔流到碟片的间隙在离心力作用下，重液沿着每个碟片的斜面沉降，并向转鼓内壁移动，由重液出口连续排出。

而轻液沿着每沉降，并向转鼓内壁移动，由重液出口连续排出而轻液沿着每个碟片的斜面向上移动，汇集后由轻液出口排出个碟片的斜面向上移动，汇集后由轻液出口排出￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿主要分离乳浊液中轻、重两液相，例如油类脱水、牛乳脱主要分离乳浊液中轻、重两液相，例如油类脱水、牛乳脱脂等；也可以澄清含少量细小颗粒固体的悬浮液脂等；也可以澄清含少量细小颗粒固体的悬浮液￿￿ ￿￿澄清悬浮液用的碟式离心沉降机澄清悬浮液用的碟式离心沉降机：碟片上不开孔只有一个：碟片上不开孔只有一个清液排出口沉积在转鼓内壁上的沉渣，间歇排出只适用于清液排出口沉积在转鼓内壁上的沉渣，间歇排出只适用于固体颗粒含量很少的悬浮液当固体颗粒含量较多时，可采用固体颗粒含量很少的悬浮液当固体颗粒含量较多时，可采用具有喷嘴排渣的碟式离心沉降机，例如淀粉的分离具有喷嘴排渣的碟式离心沉降机，例如淀粉的分离5.2 5.2 5.2 5.2 碟式离心机（碟式离心机（碟式离心机（碟式离心机（disk-bowl centrifugedisk-bowl centrifugedisk-bowl centrifugedisk-bowl centrifuge））））食品工程原理最新Ø工作原理：工作原理：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿转鼓内有可旋转的螺旋输送器，其转数比转鼓的转数稍转鼓内有可旋转的螺旋输送器，其转数比转鼓的转数稍低。

悬浮液通过螺旋输送器的空心轴进入机内中部沉积在低悬浮液通过螺旋输送器的空心轴进入机内中部沉积在转鼓壁面渣，被螺旋输送器沿斜面向上推到排出口而排出转鼓壁面渣，被螺旋输送器沿斜面向上推到排出口而排出澄清液从转鼓另一端溢流出去澄清液从转鼓另一端溢流出去Ø用途：用途：￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿用于分离固体颗粒含量较多的悬浮液，其生产能力较大用于分离固体颗粒含量较多的悬浮液，其生产能力较大也可以在高温、高压下操作，例如催化剂回收也可以在高温、高压下操作，例如催化剂回收5.3 5.3 5.3 5.3 螺旋式离心机（螺旋式离心机（螺旋式离心机（螺旋式离心机（scroll-type centrifugescroll-type centrifugescroll-type centrifugescroll-type centrifuge））））食品工程原理最新第三章第三章￿ ￿完完食品工程原理最新食品工程原理最新。