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1、1,第10章 機械分離設備,10.1 加壓過濾機 10.2 真空過濾機 10.3 過濾離心機 10.4 沉降離心機 10.5 離心分離機 10.6 旋風分離器 10.7 袋式過濾器,2,回收有用物料 母液中分離固體的成品或半成品 獲得產品 藥物經氣流干燥后的產品或半成品 反應液中取得結晶產品 凈化氣體 勞動安全 環(huán)境保護 三廢處理,非均相分離操作的意義,3,常用的非均相分離方法,過濾法 非均相物料通過過濾介質，將顆粒截流在過濾介質上而得到分離 沉降法 顆粒在重力場或離心力場內，借自身的重力或離心力使之分離 離心分離 利用離心力的作用，使懸浮液中微粒分離,4,機械分離設備,依靠機械作用力，對固-
2、液、液-液、氣-液、氣-固等非均相混和物進行分離的設備 按分離的推動力不同分類 加壓過濾 真空過濾 離心過濾 離心沉降 重力沉降 旋流分離,5,10.1 加壓過濾機,在濾室內施加高于常壓的操作壓力(0.30.8MPa)的過濾機 特點 過濾推動力大 單位過濾面積占地少 對物料的適應性強,6,加壓過濾機的適用范圍,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、濾餅含濕量低的場合,7,加壓過濾機的分類,,8,間歇式加壓過濾機,加料、過濾、洗滌、吹除、卸餅等操作過程是依次周期性間歇地進行 特點 價格低、適應性強，結構形式多 常用設備 板框壓濾機 廂式壓濾機 加壓葉濾
3、機 筒式壓濾機,9,1 板框壓濾機,,10,板框壓濾機,,11,濾板、濾框,多塊濾板-3與濾框-2交替重疊排列組成 濾板濾框的形狀 矩形的、方形的和圓形 材料 金屬、塑料或木材 濾板的表面 排液溝槽 凸起結構 濾框 中空 濾布 壓緊機構 手動、自動或液壓壓緊,濾框,濾板,12,,,13,濾室,兩塊濾布與濾框之間構成濾室 濾板、濾框邊角的通孔，形成供料、洗滌水、濾液及壓縮空氣等的通道 濾框的內測有向有孔與供料通道相連 濾板的內測向有孔與濾液通道相連,14,,,濾漿,濾液,洗滌液,洗滌液,15,2 廂式壓濾機,,16,廂式壓濾機,,17,廂式壓濾機,廂式壓濾機有濾板，沒有濾框 濾板的凸起的周邊代替
4、濾框的作用 濾板表面呈凹形,18,廂式壓濾機的特點,單位過濾面積的造價可降低15%左右 密封更可靠 濾布安裝與清洗麻煩 濾布容易折損,19,3 加壓葉濾機,用于懸浮液中固體含量較少(1%) 需要液相，廢棄固相 基本形式,20,立式加壓葉濾機,主機外形，不銹鋼罐 內部，垂直放置多片濾葉作為過濾元件 通過加壓或真空進行過濾,YLJ型立式加壓葉濾機,21,立式加壓葉濾機結構示意圖,濾葉，矩形 集液管，水平放置 濾槽的上封頭內裝噴淋裝置，用以卸除濾餅 集液管上設置振動機構，以機械振動卸除濾餅,22,濾葉的結構和作用,濾葉就是濾網(wǎng)，形似葉片，故稱濾葉 外表層用特殊結構的細濾網(wǎng)精制而成 中間夾有支承網(wǎng) 二
5、者借助框架連接 并附有密封、緊固件等組成，安裝于筒內的出液管上，且加以固定 濾葉的作用 用來支承和吸附助濾劑的唯一基礎 并具有疏液流暢，截流可靠等性能,23,立式加壓葉濾機結構,密集組裝的濾葉中心孔相疊而成集液管 適用于小規(guī)模、間歇性生產,24,加壓葉濾機特點,濾葉等部件均采用不銹鋼制造 槽體容易實現(xiàn)保溫和加熱 密封性較好，操作比較安全 濾布的損耗量低,25,連續(xù)式加壓過濾機,連續(xù)式加壓過濾機的加料、過濾、洗滌、吹除和卸餅等操作過程為同時連續(xù)進行 特點 過濾速度高 含濕量低 環(huán)境潔凈 適于自動化控制操作 設備 轉鼓加壓過濾機 連續(xù)式加壓葉濾機 動態(tài)旋葉壓濾機,26,轉鼓加壓過濾機,靜止外筒內套
6、裝轉鼓 組成 1-轉鼓 2-外筒 3-濾布清洗噴嘴 4-刮刀 5-隔板 6-濾液管 7-濾板,轉鼓,外筒,刮刀,噴嘴,隔板,濾液管,濾板,27,轉鼓加壓過濾機,轉鼓與外筒之間由隔板分隔成若干區(qū)域 過濾 洗滌 干燥 卸餅 濾布清洗,28,工作過程,操作時，用泵向過濾區(qū)輸送料漿進行過濾 在洗滌區(qū)用熱水或溶劑洗滌濾餅 在干燥區(qū)以過熱蒸汽或壓縮空氣置換濾餅中的殘液 在卸餅區(qū)有壓縮空氣自內向外反吹使濾餅剝離，并用刮刀卸餅 卸餅后的濾布用洗水噴嘴清洗,,,,,,29,轉鼓加壓過濾機特點,操作連續(xù) 濾餅含濕量低 洗滌效果好 洗水耗量低 結構復雜 維修較困難 造價高 適于大規(guī)模生產應用,30,連續(xù)式加壓葉濾機
7、,立式連續(xù)式加壓葉濾機 臥式連續(xù)式加壓葉濾機,31,立式連續(xù)式加壓葉濾機,結構： 立式濾槽沿周向分割成料漿室、卸餅室，幾組矩形濾葉沿立軸間歇升降并回轉，以跨過個濾室的隔墻 工作過程： 當濾葉組浸入料漿室中，即進行過濾并形成濾餅 濾葉組降入卸餅室，可用空氣反吹卸料；必要時還可進行預敷助濾劑、洗滌濾餅等操作 連續(xù)供料，間歇排渣,料漿室,卸餅室,矩形濾葉,32,臥式連續(xù)式加壓葉濾機,結構 六組垂直圓盤形濾葉裝在空心濾軸-4上，有齒輪箱拖動其即進行自傳又進行公轉 工作過程 濾槽內保持一定的料漿高度，各組濾葉依次沉入料漿中完成過濾和成餅過程 當濾葉旋出液面后，密閉慮槽中的恒壓氣體進一步使脫水，與過濾及脫
8、水的圓盤相連的排液閥關閉，此時與吹氣閥相連，將濾餅吹落到輸送帶上,33,連續(xù)式加壓葉濾機的特點,立式連續(xù)式加壓葉濾機 結構復雜 用于難過濾藥品的過濾 空間占據(jù)高度大 臥式連續(xù)式加壓葉濾機 結構復雜 適于大規(guī)模生產和自動化控制操作,34,動態(tài)旋葉壓濾機,動態(tài)過濾原理 動態(tài)旋葉壓濾機的結構 動態(tài)旋葉壓濾機工作原理 動態(tài)旋葉壓濾機特點,35,動態(tài)過濾原理,動態(tài)過濾機中懸浮液始終平行于過濾面流動，過濾介質表面不積存或只積存薄層濾渣，避免或減少了濾渣層所造成的過濾阻力 應用動態(tài)過濾原理，利用旋轉件產生高剪切力，從而限制濾餅層的厚度，獲得很高的過濾速度 型式：分為旋葉壓濾機和旋管壓濾機 應用：高分散度、低
9、濃度及可壓縮性物料的過濾,36,動態(tài)旋葉壓濾機工作原理,在濾室內外壓差的推動下，濾液穿過薄層濾餅和過濾介質從濾液口排出 在葉輪的離心力和級間壓差的推動下，增濃到一定濃度的濃漿在流動狀態(tài)下從最末級排出機外,37,動態(tài)旋葉壓濾機的特點,提高過濾壓力 降低整個濾餅的阻力 在運動狀態(tài)下降低料漿稠度的特性進行操作 適用于含細微顆粒的或在濾布上積存少量濾渣，即造成很大過濾阻力的懸浮液的過濾 不適用于過濾受熱后會變質的和顆粒容易破碎的物料,38,10.2 真空過濾機,,真空抽濾器 轉筒真空過濾機,39,真空過濾機,用抽真空的方法抽取濾室內的氣體，使濾室與大氣之間產生壓差，迫使濾液穿過過濾介質，固體顆粒被過濾
10、介質截留，達到固液分離的目的 與加壓過濾機的比較 相同壓力差 不同濾室的壓力大小,40,真空過濾機的分類,,41,真空抽濾器,抽濾器也稱吸濾缸 陶質制品或搪瓷制品,42,真空抽濾器的特點,結構簡單、使用可靠、價格低廉、耐腐蝕，濾渣可以洗滌 過濾面積小、速度慢、人工間歇操作、濾渣中含液量也較多 適用于懸浮液中含固相量較少的場合,43,轉筒真空過濾機,,44,轉筒真空過濾機,連續(xù)式的過濾機 過濾、洗滌、吹干、卸渣和清洗濾布等在轉筒的旋轉過程中完成 轉筒每旋轉一周，過濾機完成一個循環(huán)周期 結構 回轉圓筒，簡稱轉筒 轉筒上轉有很多小空 外面包上金屬網(wǎng)和濾布 互不相通的扇形格 一端與分配頭相連,45,過
11、濾區(qū) 扇形格內為真空 濾液穿過濾布后被吸入扇形格內，經分配頭被吸出 濾布上形成一層逐漸增厚的濾渣 吸干區(qū) 格內與真空管路相連通 濾渣在真空下被吸干 洗滌區(qū) 洗滌水噴灑在濾渣上 洗滌液和濾液一樣，經分配頭被吸出 濾渣被洗滌后，在同一區(qū)域內被吸干 吹松區(qū) 扇形格同壓縮空氣管相連通 壓縮空氣從扇形格內部向外吹向濾渣，使其松動，以便卸料 濾布復原區(qū) 經吹松濾渣這部分扇形格移近到刮刀時，濾渣被刮落下來 濾渣被刮落后，可由扇形格內部通入壓縮空氣或蒸汽，將濾布吹洗干凈，開始下一個循環(huán)操作,46,動畫,轉筒真空過濾機,47,轉筒真空過濾機的特點,操作自動化 單位過濾面積的生產能力大 調節(jié)濾餅的厚度 過濾面積遠
12、小于板框壓濾機 設備結構比較復雜 濾渣的含濕量比較高，10%30% 洗滌不夠徹底 適用于顆粒不太細，黏性不太大的懸浮液 不宜用于溫度太高的懸浮液,48,10.3 過濾離心機,三足式離心機 活塞推料離心機,49,離心分離：利用離心力作為推動力分離液相非均相的過程。 其設備稱為離心機 離心機分類 過濾離心裝置 固相截留在可滲透隔板表面而允許液相通過 離心沉降機 要求兩相有密度差,過濾離心機,50,過濾離心機的分類,,51,過濾離心機的組成、過濾原理,結構 轉筒-4 過濾介質-3 過濾原理 加入轉筒內的懸浮液隨轉筒一同旋轉，懸浮液中的固相顆粒在離心力作用下沿徑向移動，被截留在過濾介質表面形成濾餅層
13、液體在離心力作用下透過濾渣層、過濾介質和轉鼓壁上的孔被甩出轉筒，實現(xiàn)固體顆粒與液體的分離,52,三足式離心機,,53,三足式離心機的組成,柱腳-1 底盤-2 主軸-3 機殼-4 轉筒-5,54,操作注意,為使機器運轉平穩(wěn)，物料加入時應均勻分布 一般情況下，分離懸浮液時 ，在離心機啟動后再逐漸加入轉筒 分離膏狀物料或成件物品時，應在離心機啟動前均勻放入轉筒內,55,三足式離心機優(yōu)點,結構簡單、操作平穩(wěn)、占地面積小 過濾推動力大、過濾速度快 濾渣可洗滌、濾液含液量低 適用于過濾周期長、處理量不大、濾渣要求含量低時的過濾 對粒狀、結晶狀或纖維狀的物料脫水效果較好，晶體不易磨損 用于小批量、多品種物料
14、的分離,56,三足式離心機缺點,需從轉筒上部卸除濾餅 需要比較繁重的體力勞動 傳動機構和制動都在機身下部，易受腐蝕,57,活塞推料離心機,,58,活塞推料離心機,連續(xù)運轉、自動操作、液壓脈動卸料的過濾式離心機 組成： 轉鼓、篩網(wǎng)、活塞推進器、進料斗、沖洗管、濾液出口,59,活塞推料離心機,工作過程 懸浮液通過進料管送到圓錐形加料斗中，在轉筒內壁有濾網(wǎng)，在離心力的作用下，濾液沿加料內壁流動，穿過濾網(wǎng)，由濾液出口連續(xù)排出 積于濾網(wǎng)上的濾渣，在與加料斗一起做往復運動的活塞推進器的作用下，將轉筒內的濾渣推至出口，途中受到沖洗管出來的水的噴洗，洗水由另一出口排出,60,視頻,單機推料離心機,61,特點,
15、具有分離效率高 生產能力大 操作連續(xù) 功耗均勻 濾渣濕含量低 顆粒破碎度小 適用范圍 適用于中、粗顆粒(過濾固相顆粒大于0.1mm)及濃度較高(固相濃度大于30)的懸浮液的過濾脫水 不宜用于膠狀懸浮物、無定形物料及摩擦系數(shù)大的物料,62,10.4 沉降離心機,,63,沉降離心的原理,轉筒繞垂直軸旋轉，液體和固體顆粒都受到兩個力的作用 向下的重力 水平方向的離心力 固體顆粒水平沉積在轉鼓內表面形成致密層 液體層貼在固體顆粒上。 典型的沉降離心機 三足式沉降離心機 螺旋卸料沉降離心機,64,與三足式過濾離心機的最大區(qū)別是轉鼓壁上不開孔 固體顆粒在離心力作用下沉降到轉鼓壁 澄清的液體沿轉鼓向上流動，
16、經攔液板連續(xù)溢流排出,三足式沉降離心機,65,三足式沉降離心機的特點,結構簡單，價格低，適應性強，操作方便； 間歇操作； 分離效率低，一般只適宜處理較易分離的物料； 為避免頻繁卸料、清洗，處理的物料的一般含固量都不高（約3%5%）； 常用于中小規(guī)模的生產，如料漿脫水，液體凈化，從廢液中回收有用的固體顆粒。,66,螺旋卸料沉降離心機,,67,螺旋卸料沉降離心機,同時連續(xù)完成進料、分離、排液、排渣的離心機 機型 臥式螺旋卸料沉降離心機 立式螺旋卸料沉降離心機,68,臥式螺旋卸料沉降離心機,結構 轉鼓和螺旋輸送器同軸心安裝在主軸承上，螺旋葉片外緣與轉鼓內壁之間有微小間隙，由于差速器的差動作用，使螺旋
17、和轉鼓有轉速差。,69,臥式螺旋卸料沉降離心機,,,,,,,,工作過程,被分離的懸浮液從中心加料管-1進入螺旋輸送器-4內筒，然后再進入 轉鼓-7內。 固體粒子在離心力的作用下沉降到轉鼓內表面上，由螺旋推送到小端 排渣口12排出轉鼓。 分離液由轉鼓大端的溢流孔-11排出。,70,視頻,臥式螺旋沉降離心機,71,臥式螺旋卸料沉降離心機的優(yōu)點,操作自動連續(xù)，分離效果好，能長期運行，維護方便 對物料的適應性強，能分離的固相粒度范圍和濃度變化范圍大 能完成固相脫水、細粒級懸浮液的液相澄清、粒度分級和液-液-固三相分離等分離過程。 結構緊湊，能夠進行密閉操作，可在加壓和低溫下，分離易燃、易爆、有毒的物
18、料 分離因數(shù)較高，單機生產能力大(200m3/h)；,72,臥式螺旋卸料沉降離心機的缺點,固相沉渣的含濕量一般比過濾離心機高 洗滌效果不好 結構較復雜、價格較高,73,立式螺旋卸料沉降離心機,,,,,,被分離的物料從下部的中心進料管經螺旋輸送器-2內筒的加料室進入轉鼓內，在離心力的作用下固相顆粒沉降到鼓壁內表面，由螺旋輸送器向下推至轉鼓小端的排渣口排出，液相沿螺旋通道向上流動，澄清液由溢流口排出轉鼓，從機殼中部的排液管排出。,74,10.5 離心分離機,碟式分離機 管式分離機,75,碟式分離機,按分離原理分為離心澄清型和離心分離型兩類 澄清型懸浮液中分散有微米和亞微米固體顆粒的分離 分離型乳濁
19、液的分離，即液-液分離,器壁,斜面,,,,,,,76,碟式分離機,器壁,斜面,,,,,,,分離乳濁液的碟式分離機工作過程： 碟片上開有小孔 乳濁液通過小孔流到碟片間隙 在離心力作用下，重液傾斜沉向轉鼓的器壁，由重液出口流出 輕液沿斜面向上移動，匯集后由輕液排出口流出,77,視頻,碟式離心機分離示意,78,管式分離機,懸浮液、乳濁液、液-液-固三相混合物 轉鼓有澄清型和分離型兩種,79,管式分離機,澄清型管式分離機 只有一個液體出口,澄清型用于含少量高分散固體粒子的懸浮液澄清，懸浮液由下部進入轉鼓，在向上流動過程中，所含固體粒子在離心力作用下沉積在轉鼓內壁，清液從轉鼓上部溢流排出。,80,管式分
20、離機,分離型管式分離機 有輕液和重液兩個出口,分離型用于乳濁液或含少量固體粒子的分離，乳濁液在離心力作用下在轉鼓內分為輕液層和重液層，分界面位置可以通過改變重液出口半徑來調節(jié)，以適應不同的乳濁液和不同的分離要求。,81,10.6 旋風分離器,旋風分離器 旋風分離器的結構 旋風分離器的工作原理 旋風分離器的主要特點 旋風分離器的應用,82,旋風分離器,利用氣態(tài)非均相在作高速旋轉時所產生的離心力（離心力遠大于重力和慣性力），將粉塵從氣流中分離出來的干式氣固分離設備。,83,旋風分離器的結構示意圖,進氣管 排灰管 圓筒體 圓錐體,,,,84,旋風分離器的工作過程,首先，含塵氣流以1230m/s速度由
21、進氣管進入旋風分離器，氣流將由直線運動變?yōu)閳A周運動，旋轉氣流沿器壁自圓筒體呈螺旋形向下朝錐體流動。 顆粒在離心力的作用下被甩向器壁，沿壁面下落，進入排灰管。 凈化氣（內旋流）經排氣管排出分離器外。,,,,85,旋風分離器的主要特點、應用,特點 結構簡單、價格低廉 捕集5-10um以上的粉塵，效率較高；管理維修方便 細塵粒(<5um)的分離效率較低 應用 預分離器 內旋風分離器 粉塵顆粒較粗，含塵濃度較大，高溫、高壓,86,10.7 袋式過濾器,袋式過濾器 袋式過濾器的結構 袋式過濾器的工作原理 袋式過濾器的特點,87,袋式過濾器,簡稱袋濾器，利用過濾材料，使固體顆粒從含塵氣體中分離出來的一種氣
22、固分離設備。 結構 在一個帶有錐底的矩形金屬外殼內，垂直安裝著若干個長23.5m，直徑約0.150.2m的濾袋，袋的下端緊套在花板的短管上，上端懸在一個可以振動的框架上。,88,,濾袋材料 天然纖維、化學纖維、纖維混合等 目前廣泛采用的是合成纖維，如滌綸、尼龍、維尼綸等 選擇濾袋材料考慮的因素 含塵氣體的溫度、濕度、酸堿性及粉塵的粘附性等外， 同時要注意濾料及塵粒的帶電性，一般帶相同電荷，可提高除塵的效率,89,袋式過濾器的工作原理,,,含塵氣體自袋式過濾器的左端進入，經花板從袋的下端進入袋內，氣體穿過濾袋，灰塵被留在袋的內表面上，凈制后的氣體經氣體出口排除。 隨著操作的進行，濾袋內的灰塵越積越厚，過濾的阻力會越來越大，在操作一定時間后，用專門的振動裝置，將灰塵從袋上抖落到錐底，再由錐底的螺旋輸送器排出。,90,袋式過濾器的特點,投入和運行費用低 分離效率比旋風分離器高 對15 um細微粒的分離效率可達99%以上，還可除去1 um甚至0.1 um的塵粒 過濾速度低、占地面積大、更換麻煩 噴霧干燥、流化床制粒中常用袋式過濾器來回收細粒固體產品,91,第10章 作業(yè),制藥生產中，常用的非均相分離方法有哪些？進行分離的目的是什么？ 真空過濾機的工作原理？轉筒真空過濾機的機構特點及適用范圍？ 簡要說明離心過濾和沉降離心的原理？常用過濾離心機及沉降離心機有哪些？,
制藥設備課程設計臺州學院醫(yī)藥化工
