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1、1,第10章 机械分离设备,10.1 加压过滤机10.2 真空过滤机10.3 过滤离心机10.4 沉降离心机10.5 离心分离机10.6 旋风分离器10.7 袋式过滤器,2,回收有用物料母液中分离固体的成品或半成品 获得产品药物经气流干燥后的产品或半成品反应液中取得结晶产品 净化气体劳动安全环境保护三废处理,非均相分离操作的意义,3,常用的非均相分离方法,过滤法非均相物料通过过滤介质，将颗粒截流在过滤介质上而得到分离 沉降法颗粒在重力场或离心力场内，借自身的重力或离心力使之分离 离心分离利用离心力的作用，使悬浮液中微粒分离,4,机械分离设备,依靠机械作用力，对固-液、液-液、气-液、气-固等非
2、均相混和物进行分离的设备按分离的推动力不同分类加压过滤真空过滤离心过滤离心沉降重力沉降旋流分离,5,10.1 加压过滤机,在滤室内施加高于常压的操作压力(0.30.8MPa)的过滤机特点过滤推动力大单位过滤面积占地少对物料的适应性强,6,加压过滤机的适用范围,固液密度差较小而难以沉降的分离固体含量高和要求得到澄清的滤液要求固相回收率高、滤饼含湿量低的场合,7,加压过滤机的分类,8,间歇式加压过滤机,加料、过滤、洗涤、吹除、卸饼等操作过程是依次周期性间歇地进行特点 价格低、适应性强，结构形式多常用设备板框压滤机厢式压滤机加压叶滤机筒式压滤机,9,1 板框压滤机,10,板框压滤机,11,滤板、滤框
3、,多块滤板-3与滤框-2交替重叠排列组成滤板滤框的形状矩形的、方形的和圆形材料金属、塑料或木材 滤板的表面排液沟槽凸起结构滤框中空滤布压紧机构手动、自动或液压压紧,滤框,滤板,12,13,滤室,两块滤布与滤框之间构成滤室滤板、滤框边角的通孔，形成供料、洗涤水、滤液及压缩空气等的通道滤框的内测有向有孔与供料通道相连 滤板的内测向有孔与滤液通道相连,14,滤浆,滤液,洗涤液,洗涤液,15,2 厢式压滤机,16,厢式压滤机,17,厢式压滤机,厢式压滤机有滤板，没有滤框滤板的凸起的周边代替滤框的作用滤板表面呈凹形,18,厢式压滤机的特点,单位过滤面积的造价可降低15%左右密封更可靠滤布安装与清洗麻烦滤
4、布容易折损,19,3 加压叶滤机,用于悬浮液中固体含量较少(1%)需要液相，废弃固相基本形式,20,立式加压叶滤机,主机外形，不锈钢罐内部，垂直放置多片滤叶作为过滤元件通过加压或真空进行过滤,YLJ型立式加压叶滤机,21,立式加压叶滤机结构示意图,滤叶，矩形集液管，水平放置滤槽的上封头内装喷淋装置，用以卸除滤饼 集液管上设置振动机构，以机械振动卸除滤饼,22,滤叶的结构和作用,滤叶就是滤网，形似叶片，故称滤叶外表层用特殊结构的细滤网精制而成中间夹有支承网二者借助框架连接并附有密封、紧固件等组成，安装于筒内的出液管上，且加以固定滤叶的作用用来支承和吸附助滤剂的唯一基础并具有疏液流畅，截流可靠等性
5、能,23,立式加压叶滤机结构,密集组装的滤叶中心孔相叠而成集液管适用于小规模、间歇性生产,24,加压叶滤机特点,滤叶等部件均采用不锈钢制造槽体容易实现保温和加热密封性较好，操作比较安全滤布的损耗量低,25,连续式加压过滤机,连续式加压过滤机的加料、过滤、洗涤、吹除和卸饼等操作过程为同时连续进行特点过滤速度高含湿量低环境洁净适于自动化控制操作设备转鼓加压过滤机连续式加压叶滤机动态旋叶压滤机,26,转鼓加压过滤机,静止外筒内套装转鼓组成1-转鼓2-外筒3-滤布清洗喷嘴4-刮刀5-隔板6-滤液管7-滤板,转鼓,外筒,刮刀,喷嘴,隔板,滤液管,滤板,27,转鼓加压过滤机,转鼓与外筒之间由隔板分隔成若干
6、区域 过滤洗涤干燥卸饼滤布清洗,28,工作过程,操作时，用泵向过滤区输送料浆进行过滤在洗涤区用热水或溶剂洗涤滤饼在干燥区以过热蒸汽或压缩空气置换滤饼中的残液在卸饼区有压缩空气自内向外反吹使滤饼剥离，并用刮刀卸饼卸饼后的滤布用洗水喷嘴清洗,29,转鼓加压过滤机特点,操作连续滤饼含湿量低洗涤效果好洗水耗量低结构复杂维修较困难造价高适于大规模生产应用,30,连续式加压叶滤机,立式连续式加压叶滤机卧式连续式加压叶滤机,31,立式连续式加压叶滤机,结构：立式滤槽沿周向分割成料浆室、卸饼室，几组矩形滤叶沿立轴间歇升降并回转，以跨过个滤室的隔墙工作过程：当滤叶组浸入料浆室中，即进行过滤并形成滤饼滤叶组降入卸
7、饼室，可用空气反吹卸料；必要时还可进行预敷助滤剂、洗涤滤饼等操作连续供料，间歇排渣,料浆室,卸饼室,矩形滤叶,32,卧式连续式加压叶滤机,结构六组垂直圆盘形滤叶装在空心滤轴-4上，有齿轮箱拖动其即进行自传又进行公转 工作过程滤槽内保持一定的料浆高度，各组滤叶依次沉入料浆中完成过滤和成饼过程当滤叶旋出液面后，密闭虑槽中的恒压气体进一步使脱水，与过滤及脱水的圆盘相连的排液阀关闭，此时与吹气阀相连，将滤饼吹落到输送带上,33,连续式加压叶滤机的特点,立式连续式加压叶滤机结构复杂用于难过滤药品的过滤空间占据高度大卧式连续式加压叶滤机结构复杂适于大规模生产和自动化控制操作,34,动态旋叶压滤机,动态过滤
8、原理动态旋叶压滤机的结构动态旋叶压滤机工作原理动态旋叶压滤机特点,35,动态过滤原理,动态过滤机中悬浮液始终平行于过滤面流动，过滤介质表面不积存或只积存薄层滤渣，避免或减少了滤渣层所造成的过滤阻力 应用动态过滤原理，利用旋转件产生高剪切力，从而限制滤饼层的厚度，获得很高的过滤速度型式：分为旋叶压滤机和旋管压滤机应用：高分散度、低浓度及可压缩性物料的过滤,36,动态旋叶压滤机工作原理,在滤室内外压差的推动下，滤液穿过薄层滤饼和过滤介质从滤液口排出在叶轮的离心力和级间压差的推动下，增浓到一定浓度的浓浆在流动状态下从最末级排出机外,37,动态旋叶压滤机的特点,提高过滤压力降低整个滤饼的阻力在运动状态
9、下降低料浆稠度的特性进行操作适用于含细微颗粒的或在滤布上积存少量滤渣，即造成很大过滤阻力的悬浮液的过滤不适用于过滤受热后会变质的和颗粒容易破碎的物料,38,10.2 真空过滤机,真空抽滤器转筒真空过滤机,39,真空过滤机,用抽真空的方法抽取滤室内的气体，使滤室与大气之间产生压差，迫使滤液穿过过滤介质，固体颗粒被过滤介质截留，达到固液分离的目的与加压过滤机的比较相同压力差不同滤室的压力大小,40,真空过滤机的分类,41,真空抽滤器,抽滤器也称吸滤缸陶质制品或搪瓷制品,42,真空抽滤器的特点,结构简单、使用可靠、价格低廉、耐腐蚀，滤渣可以洗涤过滤面积小、速度慢、人工间歇操作、滤渣中含液量也较多适用
10、于悬浮液中含固相量较少的场合,43,转筒真空过滤机,44,转筒真空过滤机,连续式的过滤机过滤、洗涤、吹干、卸渣和清洗滤布等在转筒的旋转过程中完成转筒每旋转一周，过滤机完成一个循环周期结构回转圆筒，简称转筒转筒上转有很多小空外面包上金属网和滤布互不相通的扇形格一端与分配头相连,45,过滤区扇形格内为真空滤液穿过滤布后被吸入扇形格内，经分配头被吸出滤布上形成一层逐渐增厚的滤渣吸干区格内与真空管路相连通滤渣在真空下被吸干洗涤区洗涤水喷洒在滤渣上洗涤液和滤液一样，经分配头被吸出滤渣被洗涤后，在同一区域内被吸干吹松区扇形格同压缩空气管相连通压缩空气从扇形格内部向外吹向滤渣，使其松动，以便卸料滤布复原区经
11、吹松滤渣这部分扇形格移近到刮刀时，滤渣被刮落下来滤渣被刮落后，可由扇形格内部通入压缩空气或蒸汽，将滤布吹洗干净，开始下一个循环操作,46,动画,转筒真空过滤机,47,转筒真空过滤机的特点,操作自动化单位过滤面积的生产能力大调节滤饼的厚度过滤面积远小于板框压滤机设备结构比较复杂滤渣的含湿量比较高，10%30%洗涤不够彻底适用于颗粒不太细，黏性不太大的悬浮液不宜用于温度太高的悬浮液,48,10.3 过滤离心机,三足式离心机活塞推料离心机,49,离心分离：利用离心力作为推动力分离液相非均相的过程。其设备称为离心机离心机分类过滤离心装置固相截留在可渗透隔板表面而允许液相通过离心沉降机要求两相有密度差,
12、过滤离心机,50,过滤离心机的分类,51,过滤离心机的组成、过滤原理,结构转筒-4过滤介质-3过滤原理加入转筒内的悬浮液随转筒一同旋转，悬浮液中的固相颗粒在离心力作用下沿径向移动，被截留在过滤介质表面形成滤饼层液体在离心力作用下透过滤渣层、过滤介质和转鼓壁上的孔被甩出转筒，实现固体颗粒与液体的分离,52,三足式离心机,53,三足式离心机的组成,柱脚-1底盘-2主轴-3机壳-4转筒-5,54,操作注意,为使机器运转平稳，物料加入时应均匀分布一般情况下，分离悬浮液时，在离心机启动后再逐渐加入转筒分离膏状物料或成件物品时，应在离心机启动前均匀放入转筒内,55,三足式离心机优点,结构简单、操作平稳、占
13、地面积小过滤推动力大、过滤速度快滤渣可洗涤、滤液含液量低适用于过滤周期长、处理量不大、滤渣要求含量低时的过滤对粒状、结晶状或纤维状的物料脱水效果较好，晶体不易磨损用于小批量、多品种物料的分离,56,三足式离心机缺点,需从转筒上部卸除滤饼需要比较繁重的体力劳动传动机构和制动都在机身下部，易受腐蚀,57,活塞推料离心机,58,活塞推料离心机,连续运转、自动操作、液压脉动卸料的过滤式离心机组成：转鼓、筛网、活塞推进器、进料斗、冲洗管、滤液出口,59,活塞推料离心机,工作过程悬浮液通过进料管送到圆锥形加料斗中，在转筒内壁有滤网，在离心力的作用下，滤液沿加料内壁流动，穿过滤网，由滤液出口连续排出积于滤网
14、上的滤渣，在与加料斗一起做往复运动的活塞推进器的作用下，将转筒内的滤渣推至出口，途中受到冲洗管出来的水的喷洗，洗水由另一出口排出,60,视频,单机推料离心机,61,特点,具有分离效率高生产能力大操作连续功耗均匀滤渣湿含量低颗粒破碎度小适用范围适用于中、粗颗粒(过滤固相颗粒大于0.1mm)及浓度较高(固相浓度大于30)的悬浮液的过滤脱水不宜用于胶状悬浮物、无定形物料及摩擦系数大的物料,62,10.4 沉降离心机,63,沉降离心的原理,转筒绕垂直轴旋转，液体和固体颗粒都受到两个力的作用向下的重力水平方向的离心力固体颗粒水平沉积在转鼓内表面形成致密层液体层贴在固体颗粒上。典型的沉降离心机三足式沉降离
15、心机螺旋卸料沉降离心机,64,与三足式过滤离心机的最大区别是转鼓壁上不开孔固体颗粒在离心力作用下沉降到转鼓壁澄清的液体沿转鼓向上流动，经拦液板连续溢流排出,三足式沉降离心机,65,三足式沉降离心机的特点,结构简单，价格低，适应性强，操作方便；间歇操作；分离效率低，一般只适宜处理较易分离的物料；为避免频繁卸料、清洗，处理的物料的一般含固量都不高（约3%5%）；常用于中小规模的生产，如料浆脱水，液体净化，从废液中回收有用的固体颗粒。,66,螺旋卸料沉降离心机,67,螺旋卸料沉降离心机,同时连续完成进料、分离、排液、排渣的离心机机型卧式螺旋卸料沉降离心机立式螺旋卸料沉降离心机,68,卧式螺旋卸料沉降
16、离心机,结构转鼓和螺旋输送器同轴心安装在主轴承上，螺旋叶片外缘与转鼓内壁之间有微小间隙，由于差速器的差动作用，使螺旋和转鼓有转速差。,69,卧式螺旋卸料沉降离心机,工作过程,被分离的悬浮液从中心加料管-1进入螺旋输送器-4内筒，然后再进入 转鼓-7内。固体粒子在离心力的作用下沉降到转鼓内表面上，由螺旋推送到小端 排渣口12排出转鼓。分离液由转鼓大端的溢流孔-11排出。,70,视频,卧式螺旋沉降离心机,71,卧式螺旋卸料沉降离心机的优点,操作自动连续，分离效果好，能长期运行，维护方便对物料的适应性强，能分离的固相粒度范围和浓度变化范围大能完成固相脱水、细粒级悬浮液的液相澄清、粒度分级和液-液-固
17、三相分离等分离过程。结构紧凑，能够进行密闭操作，可在加压和低温下，分离易燃、易爆、有毒的物料分离因数较高，单机生产能力大(200m3/h)；,72,卧式螺旋卸料沉降离心机的缺点,固相沉渣的含湿量一般比过滤离心机高洗涤效果不好结构较复杂、价格较高,73,立式螺旋卸料沉降离心机,被分离的物料从下部的中心进料管经螺旋输送器-2内筒的加料室进入转鼓内，在离心力的作用下固相颗粒沉降到鼓壁内表面，由螺旋输送器向下推至转鼓小端的排渣口排出，液相沿螺旋通道向上流动，澄清液由溢流口排出转鼓，从机壳中部的排液管排出。,74,10.5 离心分离机,碟式分离机管式分离机,75,碟式分离机,按分离原理分为离心澄清型和离
18、心分离型两类澄清型悬浮液中分散有微米和亚微米固体颗粒的分离分离型乳浊液的分离，即液-液分离,器壁,斜面,76,碟式分离机,器壁,斜面,分离乳浊液的碟式分离机工作过程：碟片上开有小孔乳浊液通过小孔流到碟片间隙在离心力作用下，重液倾斜沉向转鼓的器壁，由重液出口流出轻液沿斜面向上移动，汇集后由轻液排出口流出,77,视频,碟式离心机分离示意,78,管式分离机,悬浮液、乳浊液、液-液-固三相混合物转鼓有澄清型和分离型两种,79,管式分离机,澄清型管式分离机只有一个液体出口,澄清型用于含少量高分散固体粒子的悬浮液澄清，悬浮液由下部进入转鼓，在向上流动过程中，所含固体粒子在离心力作用下沉积在转鼓内壁，清液从
19、转鼓上部溢流排出。,80,管式分离机,分离型管式分离机有轻液和重液两个出口,分离型用于乳浊液或含少量固体粒子的分离，乳浊液在离心力作用下在转鼓内分为轻液层和重液层，分界面位置可以通过改变重液出口半径来调节，以适应不同的乳浊液和不同的分离要求。,81,10.6 旋风分离器,旋风分离器旋风分离器的结构旋风分离器的工作原理旋风分离器的主要特点旋风分离器的应用,82,旋风分离器,利用气态非均相在作高速旋转时所产生的离心力（离心力远大于重力和惯性力），将粉尘从气流中分离出来的干式气固分离设备。,83,旋风分离器的结构示意图,进气管排灰管圆筒体圆锥体,84,旋风分离器的工作过程,首先，含尘气流以1230m
20、/s速度由进气管进入旋风分离器，气流将由直线运动变为圆周运动，旋转气流沿器壁自圆筒体呈螺旋形向下朝锥体流动。颗粒在离心力的作用下被甩向器壁，沿壁面下落，进入排灰管。净化气（内旋流）经排气管排出分离器外。,85,旋风分离器的主要特点、应用,特点结构简单、价格低廉捕集5-10um以上的粉尘，效率较高；管理维修方便细尘粒(5um)的分离效率较低应用预分离器内旋风分离器粉尘颗粒较粗，含尘浓度较大，高温、高压,86,10.7 袋式过滤器,袋式过滤器袋式过滤器的结构袋式过滤器的工作原理袋式过滤器的特点,87,袋式过滤器,简称袋滤器，利用过滤材料，使固体颗粒从含尘气体中分离出来的一种气固分离设备。结构在一个
21、带有锥底的矩形金属外壳内，垂直安装着若干个长23.5m，直径约0.150.2m的滤袋，袋的下端紧套在花板的短管上，上端悬在一个可以振动的框架上。,88,滤袋材料天然纤维、化学纤维、纤维混合等目前广泛采用的是合成纤维，如涤纶、尼龙、维尼纶等选择滤袋材料考虑的因素含尘气体的温度、湿度、酸碱性及粉尘的粘附性等外，同时要注意滤料及尘粒的带电性，一般带相同电荷，可提高除尘的效率,89,袋式过滤器的工作原理,含尘气体自袋式过滤器的左端进入，经花板从袋的下端进入袋内，气体穿过滤袋，灰尘被留在袋的内表面上，净制后的气体经气体出口排除。随着操作的进行，滤袋内的灰尘越积越厚，过滤的阻力会越来越大，在操作一定时间后，用专门的振动装置，将灰尘从袋上抖落到锥底，再由锥底的螺旋输送器排出。,90,袋式过滤器的特点,投入和运行费用低分离效率比旋风分离器高对15 um细微粒的分离效率可达99%以上，还可除去1 um甚至0.1 um的尘粒过滤速度低、占地面积大、更换麻烦喷雾干燥、流化床制粒中常用袋式过滤器来回收细粒固体产品,91,第10章 作业,制药生产中，常用的非均相分离方法有哪些？进行分离的目的是什么？真空过滤机的工作原理？转筒真空过滤机的机构特点及适用范围？简要说明离心过滤和沉降离心的原理？常用过滤离心机及沉降离心机有哪些？,
