第6章非均相分離設(shè)備

1、O返回第六章第六章 非均相分離設(shè)備非均相分離設(shè)備 目目 錄錄第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞破碎設(shè)備細(xì)胞破碎設(shè)備第二節(jié)第二節(jié) 沉降設(shè)備沉降設(shè)備第三節(jié)第三節(jié) 過濾設(shè)備過濾設(shè)備全國高等學(xué)校高職高專藥品類專業(yè)衛(wèi)生部全國高等學(xué)校高職高專藥品類專業(yè)衛(wèi)生部“十一五十一五”規(guī)劃教材規(guī)劃教材生物制藥設(shè)備生物制藥設(shè)備第四節(jié)第四節(jié) 膜分離設(shè)備膜分離設(shè)備O返回 學(xué)習(xí)目的學(xué)習(xí)目的 本章是制藥過程中原料藥通過發(fā)酵、提取等單元操作過程的一個(gè)非常本章是制藥過程中原料藥通過發(fā)酵、提取等單元操作過程的一個(gè)非常重要后續(xù)環(huán)節(jié)，對于藥品最終的得率和質(zhì)量關(guān)系密切。通過對本章的學(xué)習(xí)，重要后續(xù)環(huán)節(jié)，對于藥品最終的得率和質(zhì)量關(guān)系密切。通過對本章的學(xué)習(xí)，要

2、求掌握各種分離非均相混合物設(shè)備的原理及操作技能。要求掌握各種分離非均相混合物設(shè)備的原理及操作技能。 知識要求知識要求 掌握高壓均質(zhì)機(jī)、珠磨機(jī)、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)、碟片式離心機(jī)、高速管掌握高壓均質(zhì)機(jī)、珠磨機(jī)、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)、碟片式離心機(jī)、高速管式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)。掌握各種膜的分離特點(diǎn)及所對應(yīng)的膜組件；式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)。掌握各種膜的分離特點(diǎn)及所對應(yīng)的膜組件； 熟悉高壓均質(zhì)機(jī)、珠磨機(jī)的工作原理。熟悉膜過濾的基本原理；熟悉高壓均質(zhì)機(jī)、珠磨機(jī)的工作原理。熟悉膜過濾的基本原理； 了解顆粒沉降速度的計(jì)算，了解顆粒離心沉降速度計(jì)算。了解顆粒沉降速度的計(jì)算，了解顆粒離心沉降速度計(jì)算。 能力要求能力要求 掌握精密過濾機(jī)、超

3、濾機(jī)的操作方法；掌握精密過濾機(jī)、超濾機(jī)的操作方法； 學(xué)會(huì)按規(guī)程操作板框壓濾機(jī)、高壓均質(zhì)機(jī)、高速管式離心機(jī)、冷凍離學(xué)會(huì)按規(guī)程操作板框壓濾機(jī)、高壓均質(zhì)機(jī)、高速管式離心機(jī)、冷凍離心機(jī)。心機(jī)。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)O返回微生物細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)微生物細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 細(xì)胞破碎設(shè)備細(xì)胞破碎設(shè)備細(xì)胞壁由多糖和磷酸細(xì)胞壁由多糖和磷酸酯類組成，其結(jié)構(gòu)較酯類組成，其結(jié)構(gòu)較細(xì)密而堅(jiān)硬，是產(chǎn)生細(xì)密而堅(jiān)硬，是產(chǎn)生細(xì)胞破碎阻力之源。細(xì)胞破碎阻力之源。 微生物細(xì)胞通常由細(xì)胞壁、微生物細(xì)胞通常由細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器組細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器組成，成，生物藥物成分常存在于生物藥物成分常存在于生物細(xì)胞內(nèi)生物細(xì)胞內(nèi) 。O返回

4、 為了使有效成分從細(xì)胞中釋放出來，需要進(jìn)行細(xì)胞破為了使有效成分從細(xì)胞中釋放出來，需要進(jìn)行細(xì)胞破碎。破碎細(xì)胞的方法較多，工業(yè)生產(chǎn)需要處理量大，破碎。破碎細(xì)胞的方法較多，工業(yè)生產(chǎn)需要處理量大，破碎速度較快的方法，因而常采用機(jī)械破碎法。碎速度較快的方法，因而常采用機(jī)械破碎法。機(jī)械法機(jī)械法 依靠機(jī)械產(chǎn)生的剪切作用進(jìn)行破碎。依靠機(jī)械產(chǎn)生的剪切作用進(jìn)行破碎。 非機(jī)械法非機(jī)械法 依靠酶解、滲透性和滲透壓的改變、凍依靠酶解、滲透性和滲透壓的改變、凍 結(jié)熔化等方法進(jìn)行破碎。結(jié)熔化等方法進(jìn)行破碎。細(xì)細(xì)胞胞破破碎碎O返回高壓勻漿法高壓勻漿法 液體剪切作用液體剪切作用 珠磨法珠磨法 固體剪切作用固體剪切作用 超聲波法

5、超聲波法 液體剪切作用液體剪切作用 X-press法法 固體剪切作用固體剪切作用機(jī)械法機(jī)械法工業(yè)上常長的機(jī)械破碎法有高壓勻漿法和珠磨法工業(yè)上常長的機(jī)械破碎法有高壓勻漿法和珠磨法 O返回一、高壓均質(zhì)機(jī)一、高壓均質(zhì)機(jī)（一）高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理（一）高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理高壓均質(zhì)機(jī)由高壓均質(zhì)機(jī)由高壓泵高壓泵和和均質(zhì)頭均質(zhì)頭兩部分組成兩部分組成 高壓泵一般采用柱塞高壓泵一般采用柱塞式往復(fù)泵，由活塞柱、式往復(fù)泵，由活塞柱、進(jìn)料閥和排料閥等部件進(jìn)料閥和排料閥等部件組成，其結(jié)構(gòu)與一般柱組成，其結(jié)構(gòu)與一般柱塞泵相同塞泵相同 。O返回均質(zhì)頭的結(jié)構(gòu)均質(zhì)頭的結(jié)構(gòu)均質(zhì)頭均質(zhì)頭 均質(zhì)頭由手柄、均質(zhì)頭由手柄、調(diào)節(jié)彈

6、簧、均質(zhì)閥三調(diào)節(jié)彈簧、均質(zhì)閥三部分組成，其中均質(zhì)部分組成，其中均質(zhì)閥的組成部件有閥桿、閥的組成部件有閥桿、閥座、撞擊環(huán)。閥座、撞擊環(huán)。 均質(zhì)閥安裝在細(xì)胞懸浮液的排均質(zhì)閥安裝在細(xì)胞懸浮液的排出管路上，閥桿與閥座間形成狹出管路上，閥桿與閥座間形成狹縫，構(gòu)成懸浮液流動(dòng)通道?？p，構(gòu)成懸浮液流動(dòng)通道。O返回高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理高壓均質(zhì)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理 破碎后的懸浮液破碎后的懸浮液沿閥座與閥桿之間沿閥座與閥桿之間的環(huán)形縫隙再次撞的環(huán)形縫隙再次撞擊到撞擊環(huán)上，隨擊到撞擊環(huán)上，隨后從細(xì)胞勻漿排料后從細(xì)胞勻漿排料口排出?？谂懦觥?細(xì)胞懸浮液被高壓泵吸入后獲得很高的靜壓力，在高壓細(xì)胞懸浮液被高壓泵吸入后獲得很

7、高的靜壓力，在高壓泵的作用下，以泵的作用下，以100100400 m/s400 m/s的速度直接沖擊到閥桿上。的速度直接沖擊到閥桿上。O返回 細(xì)胞懸浮液在兩次撞擊和細(xì)胞懸浮液在兩次撞擊和經(jīng)過環(huán)形縫隙時(shí)，將從柱塞泵經(jīng)過環(huán)形縫隙時(shí)，將從柱塞泵獲得的靜壓能轉(zhuǎn)換成了動(dòng)能，獲得的靜壓能轉(zhuǎn)換成了動(dòng)能，因而流動(dòng)速度快。在高速通過因而流動(dòng)速度快。在高速通過時(shí)，細(xì)胞懸浮液承受了強(qiáng)大的時(shí)，細(xì)胞懸浮液承受了強(qiáng)大的撞擊力、剪切作用力和空穴爆撞擊力、剪切作用力和空穴爆破力，細(xì)胞被拉伸延長而變形，破力，細(xì)胞被拉伸延長而變形，隨后被破碎。隨后被破碎。O返回 在細(xì)胞破碎過程中，由于各種力的作用產(chǎn)生了熱在細(xì)胞破碎過程中，由于各

8、種力的作用產(chǎn)生了熱效應(yīng)，隨著細(xì)胞懸浮液溫度升高，生物活性成分受熱失去效應(yīng)，隨著細(xì)胞懸浮液溫度升高，生物活性成分受熱失去活性，因而需要冷卻。通常在高壓均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)頭設(shè)計(jì)有活性，因而需要冷卻。通常在高壓均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)頭設(shè)計(jì)有循環(huán)冷卻裝置，以保證破碎過程中活性成分的活性。循環(huán)冷卻裝置，以保證破碎過程中活性成分的活性。 注意注意細(xì)胞的破碎率可通過生物染色法確定細(xì)胞的破碎率可通過生物染色法確定O返回（二）高壓均質(zhì)機(jī)的特點(diǎn)（二）高壓均質(zhì)機(jī)的特點(diǎn)1.1.細(xì)化作用更為強(qiáng)烈細(xì)化作用更為強(qiáng)烈 相對于離心式分散乳化設(shè)備相對于離心式分散乳化設(shè)備 2.2.物料的發(fā)熱量較小，可保持物料的性能基本不變。物料的發(fā)熱量較小，可保

9、持物料的性能基本不變。3.3.均質(zhì)機(jī)能定量輸送物料均質(zhì)機(jī)能定量輸送物料 4.4.均質(zhì)機(jī)耗能較大，易損件較多，維護(hù)工作量較大，不適均質(zhì)機(jī)耗能較大，易損件較多，維護(hù)工作量較大，不適合于黏度很高的物料。合于黏度很高的物料。O返回（三）高壓均質(zhì)機(jī)的分類（三）高壓均質(zhì)機(jī)的分類立式立式 45kw45kw以下以下臥式臥式 45kw45kw以上以上按結(jié)構(gòu)型式按結(jié)構(gòu)型式 按控制方式按控制方式 手動(dòng)控制式手動(dòng)控制式 手調(diào)液力控制式手調(diào)液力控制式 全自動(dòng)控制式全自動(dòng)控制式 O返回（四）高壓均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用及選型（四）高壓均質(zhì)機(jī)的應(yīng)用及選型 提高產(chǎn)品的均勻度和穩(wěn)定性；增加保質(zhì)期；減少反應(yīng)時(shí)間提高產(chǎn)品的均勻度和穩(wěn)定性；增加

10、保質(zhì)期；減少反應(yīng)時(shí)間從而節(jié)省大量催化劑或添加劑；改變產(chǎn)品的稠度改善產(chǎn)品的從而節(jié)省大量催化劑或添加劑；改變產(chǎn)品的稠度改善產(chǎn)品的口味和色澤等等?？谖逗蜕珴傻鹊?。1.均質(zhì)機(jī)的作用均質(zhì)機(jī)的作用制藥行業(yè)主要應(yīng)用制藥行業(yè)主要應(yīng)用 抗生素，抗酸劑，液漿制劑，靜脈乳劑等產(chǎn)品生產(chǎn)?？股兀顾釀?，液漿制劑，靜脈乳劑等產(chǎn)品生產(chǎn)。 O返回2.均質(zhì)機(jī)選型均質(zhì)機(jī)選型 一是原料本身的性質(zhì)一是原料本身的性質(zhì) ，黏度、熱敏性等。，黏度、熱敏性等。 另一個(gè)是能耗問題，壓力越高，運(yùn)行費(fèi)用越大另一個(gè)是能耗問題，壓力越高，運(yùn)行費(fèi)用越大 。原則原則 在達(dá)到經(jīng)濟(jì)破碎效果的前提下，使用壓力越小越好。在達(dá)到經(jīng)濟(jì)破碎效果的前提下，使用壓力越小

11、越好。在使用壓力選定后，再根據(jù)制造商提供的設(shè)備性能參數(shù)表，在使用壓力選定后，再根據(jù)制造商提供的設(shè)備性能參數(shù)表，選擇標(biāo)定的額定壓力大于使用壓力的設(shè)備即可。選擇標(biāo)定的額定壓力大于使用壓力的設(shè)備即可。O返回（五）高壓均質(zhì)機(jī)的使用與維護(hù)（五）高壓均質(zhì)機(jī)的使用與維護(hù) 1. 1.高壓均質(zhì)機(jī)不得空轉(zhuǎn)，啟動(dòng)前應(yīng)先接通冷卻水。高壓均質(zhì)機(jī)不得空轉(zhuǎn)，啟動(dòng)前應(yīng)先接通冷卻水。 2.2.啟動(dòng)后調(diào)整壓力到預(yù)定值，工作時(shí)要注意觀察壓力表，啟動(dòng)后調(diào)整壓力到預(yù)定值，工作時(shí)要注意觀察壓力表，保證壓力處于正常工作范圍內(nèi)。在壓力穩(wěn)定之前流出的料液保證壓力處于正常工作范圍內(nèi)。在壓力穩(wěn)定之前流出的料液回流，以保證均質(zhì)的質(zhì)量?；亓?，以保證均

12、質(zhì)的質(zhì)量。 3.3.機(jī)體連接軸處要有潤滑油，以免機(jī)體前端的填料缺油。機(jī)體連接軸處要有潤滑油，以免機(jī)體前端的填料缺油。 4.4.柱塞密封圈處于高溫和壓力周期性變化的條件下，很柱塞密封圈處于高溫和壓力周期性變化的條件下，很容易損壞，應(yīng)保證柱塞冷卻水的連續(xù)供應(yīng)，以降低柱塞密封容易損壞，應(yīng)保證柱塞冷卻水的連續(xù)供應(yīng)，以降低柱塞密封圈的溫度，延長其使用壽命。圈的溫度，延長其使用壽命。O返回二、珠磨機(jī)二、珠磨機(jī)（一）珠磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理（一）珠磨機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 珠磨機(jī)由研磨室、攪珠磨機(jī)由研磨室、攪拌軸、環(huán)形振動(dòng)狹縫珠拌軸、環(huán)形振動(dòng)狹縫珠液分離器、研磨劑、循液分離器、研磨劑、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)等部件組環(huán)水冷

13、卻系統(tǒng)等部件組成，其中，研磨劑是直成，其中，研磨劑是直徑小于徑小于1mm1mm的玻璃珠、鋼的玻璃珠、鋼珠、石英砂、氧化鋁等。珠、石英砂、氧化鋁等。 O返回工作流程工作流程 細(xì)胞懸浮液與研磨劑一起攪拌或研磨，研磨劑與細(xì)胞之細(xì)胞懸浮液與研磨劑一起攪拌或研磨，研磨劑與細(xì)胞之間的剪切、碰撞使細(xì)胞破碎，并釋放出內(nèi)含物。在環(huán)形振動(dòng)間的剪切、碰撞使細(xì)胞破碎，并釋放出內(nèi)含物。在環(huán)形振動(dòng)狹縫珠液分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在研磨室內(nèi)，漿液則狹縫珠液分離器的協(xié)助下，珠子被滯留在研磨室內(nèi)，漿液則循流道流出。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)可將破碎中產(chǎn)生的熱量帶走。循流道流出。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)可將破碎中產(chǎn)生的熱量帶走。 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的細(xì)胞破

14、碎設(shè)備有實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的細(xì)胞破碎設(shè)備有MickleMickle高速組織搗碎機(jī)、高速組織搗碎機(jī)、 BraunBraun勻漿器；中試規(guī)模的細(xì)胞破碎可采用膠質(zhì)磨；工業(yè)上勻漿器；中試規(guī)模的細(xì)胞破碎可采用膠質(zhì)磨；工業(yè)上采用高速珠磨機(jī)。采用高速珠磨機(jī)。O返回（二）使用珠磨機(jī)需要注意的事項(xiàng)（二）使用珠磨機(jī)需要注意的事項(xiàng) 1.1.珠磨機(jī)的缺點(diǎn)珠磨機(jī)的缺點(diǎn) 破碎期間樣品溫度迅速升高。破碎期間樣品溫度迅速升高。2.2.增加攪拌速度能提高破碎效率，但過高的速度反而會(huì)增加攪拌速度能提高破碎效率，但過高的速度反而會(huì)使破碎率降低，能量消耗增大，所以攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)。使破碎率降低，能量消耗增大，所以攪拌轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)。3.3.珠磨法

15、的破碎率一般控制在珠磨法的破碎率一般控制在80%80%以下。以下。O返回第二節(jié)第二節(jié) 沉降設(shè)備沉降設(shè)備（一）（一） 重力沉降速度重力沉降速度一、重力沉降設(shè)備一、重力沉降設(shè)備1.沉降沉降 在某種力作用下，利用連續(xù)相與分散相的密度差異，使在某種力作用下，利用連續(xù)相與分散相的密度差異，使之發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)而分離的過程稱為沉降。之發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)而分離的過程稱為沉降。2.重力沉降重力沉降 如果顆?；蝾w粒群在流體中充分地分散，顆粒之間互不如果顆?；蝾w粒群在流體中充分地分散，顆粒之間互不接觸、互不碰撞，除承受地球引力之外無其他作用力，在接觸、互不碰撞，除承受地球引力之外無其他作用力，在這種條件下發(fā)生的沉降稱為重力

16、沉降。這種條件下發(fā)生的沉降稱為重力沉降。O返回3.球形顆粒的自由沉降速度球形顆粒的自由沉降速度 如果顆粒在靜止流體中沉降時(shí)，不受其他顆粒的干擾及器如果顆粒在靜止流體中沉降時(shí)，不受其他顆粒的干擾及器壁的影響，該種沉降稱為自由沉降。壁的影響，該種沉降稱為自由沉降。 表面光滑的剛性球形顆粒置于靜止表面光滑的剛性球形顆粒置于靜止流體中，若顆粒做自由沉降運(yùn)動(dòng)，在沉流體中，若顆粒做自由沉降運(yùn)動(dòng)，在沉降過程中降過程中, ,顆粒受到三個(gè)力的作用：顆粒受到三個(gè)力的作用： 重力重力FgFg，方向豎直向下；，方向豎直向下； 浮力浮力FbFb，方向向上；，方向向上； 阻力阻力FdFd，方向向上。，方向向上。O返回Sd

17、S顆粒直徑顆粒直徑顆粒密度顆粒密度流體密度流體密度gdFSSg36gdFSb36221uAFdA沉降顆粒沿沉降方向最大投影面積。沉降顆粒沿沉降方向最大投影面積。 224mdAS對于球形顆粒對于球形顆粒 O返回u顆粒相對流體沉降速度，顆粒相對流體沉降速度，m/s; 沉降阻力系數(shù)沉降阻力系數(shù) 。maFFFdbg 當(dāng)顆粒沉降的瞬間速度為零，阻力為零，加速度為其最大當(dāng)顆粒沉降的瞬間速度為零，阻力為零，加速度為其最大值，沉降開始后，隨著沉降速度逐漸增大，阻力也隨著增大，值，沉降開始后，隨著沉降速度逐漸增大，阻力也隨著增大，直到速度增大到一定值直到速度增大到一定值ut ut 后，重力、浮力、阻力三者達(dá)到平

18、后，重力、浮力、阻力三者達(dá)到平衡，合力為零；此時(shí)顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度即為沉降速衡，合力為零；此時(shí)顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度即為沉降速度。度。 O返回0dbgFFF3)(4SStdu 對于微小顆粒，沉降的加速度階段很短，可以忽略不計(jì)，對于微小顆粒，沉降的加速度階段很短，可以忽略不計(jì)，因此，整個(gè)沉降過程可以視為勻速沉降過程，加速度為零。因此，整個(gè)沉降過程可以視為勻速沉降過程，加速度為零。這種情況下可直接將這種情況下可直接將 用于重力沉降的計(jì)算。用于重力沉降的計(jì)算。tuO返回 是顆粒與流體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，以顆粒形狀及尺寸為特是顆粒與流體相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，以顆粒形狀及尺寸為特征的雷諾數(shù)征的雷諾數(shù)ReRe的函數(shù)

19、。的函數(shù)。 )(Re)tduff利用實(shí)驗(yàn)測定出沉降利用實(shí)驗(yàn)測定出沉降阻力系數(shù)，并可繪制阻力系數(shù)，并可繪制出出 Re 關(guān)系曲線。關(guān)系曲線。 O返回4.4.非球形顆粒的自由沉降速度非球形顆粒的自由沉降速度 球形度（形狀系數(shù)）球形度（形狀系數(shù)） PSSS體積當(dāng)量直徑體積當(dāng)量直徑 與顆粒等體積的球形顆粒直徑。與顆粒等體積的球形顆粒直徑。 36FeVd 5.影響沉降速度的因素影響沉降速度的因素 (1) (1)顆粒形狀用球形顆粒直徑來表示沉降速度與其相同顆粒形狀用球形顆粒直徑來表示沉降速度與其相同的非球形顆粒的直徑。的非球形顆粒的直徑。O返回（2)壁面效應(yīng)壁面效應(yīng) 當(dāng)顆?？拷鞅诔两禃r(shí)，由于器壁的影響，其

20、沉降速度較當(dāng)顆?？拷鞅诔两禃r(shí)，由于器壁的影響，其沉降速度較自由沉降速度小，這種影響稱為壁面效應(yīng)。自由沉降速度小，這種影響稱為壁面效應(yīng)。（容器很大，（容器很大，100100倍以上可忽略）倍以上可忽略）(3)干擾沉降干擾沉降 當(dāng)非均相物系中的顆粒較多，顆粒之間相互距離較近時(shí)，當(dāng)非均相物系中的顆粒較多，顆粒之間相互距離較近時(shí)，顆粒沉降會(huì)受到其他顆粒的影響，這種沉降稱為干擾沉降。顆粒沉降會(huì)受到其他顆粒的影響，這種沉降稱為干擾沉降。干擾沉降速度比自由沉降小。干擾沉降速度比自由沉降小。 （顆粒濃度（顆粒濃度0.2%,0.2%,可近似為自由沉降）?？山茷樽杂沙两担?。O返回（二（二)重力沉降設(shè)備重力沉降設(shè)

21、備1. 沉降室沉降室 沉降室是利用重力沉降從含塵氣體中分離出塵粒的設(shè)備。沉降室是利用重力沉降從含塵氣體中分離出塵粒的設(shè)備。 O返回2.連續(xù)沉降槽連續(xù)沉降槽 借重力沉降分離懸浮液的設(shè)備稱為沉降槽或增稠器。懸借重力沉降分離懸浮液的設(shè)備稱為沉降槽或增稠器。懸浮液通過沉降槽后可分離成清液和沉渣。浮液通過沉降槽后可分離成清液和沉渣。 O返回二、離心沉降設(shè)備二、離心沉降設(shè)備（一）離心沉降（一）離心沉降1.離心分離速度離心分離速度 當(dāng)顆粒處于離心場當(dāng)顆粒處于離心場時(shí)，將受到四個(gè)力的時(shí)，將受到四個(gè)力的作用，即重力、慣性作用，即重力、慣性離心力、向心力和阻離心力、向心力和阻力。力。 O返回 當(dāng)顆粒所受的慣性離心

22、力、向心力和阻力平衡時(shí)，當(dāng)顆粒所受的慣性離心力、向心力和阻力平衡時(shí)，顆粒在徑向上將保持勻速運(yùn)動(dòng)而沉降到器壁。在勻速顆粒在徑向上將保持勻速運(yùn)動(dòng)而沉降到器壁。在勻速沉降階段的徑向速度就是顆粒在此位置上的離心沉降沉降階段的徑向速度就是顆粒在此位置上的離心沉降速度，其計(jì)算式為：速度，其計(jì)算式為： Rudu3)(42TsrRut2離心加速度。離心加速度。 O返回2.離心分離因數(shù)離心分離因數(shù) 離心加速度與重力加速度之比叫離心分離因數(shù)，用離心加速度與重力加速度之比叫離心分離因數(shù)，用表示。它是離心分離設(shè)備的重要性能指標(biāo)。表示。它是離心分離設(shè)備的重要性能指標(biāo)。 CK2rTtuuKcuRg值愈高，離心沉降效果愈好

23、。值愈高，離心沉降效果愈好。 CKO返回（二）離心沉降設(shè)備（二）離心沉降設(shè)備 1.碟片式離心機(jī)碟片式離心機(jī) 碟片式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓裝在立碟片式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過傳動(dòng)裝置由電動(dòng)軸上端，通過傳動(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零一組互相套疊在一起的碟形零件件碟片。碟片與碟片之間碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。留有很小的間隙。 O返回轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)O返回碟片式離心機(jī)工作過程碟片式離心機(jī)工作過程 浮液由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓，當(dāng)懸浮液流浮液由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加入轉(zhuǎn)鼓，當(dāng)懸浮液流過碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒在離心力作用下沉降到

24、碟過碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒在離心力作用下沉降到碟片上形成沉渣。沉渣沿碟片表面滑動(dòng)而脫離碟片并積聚在片上形成沉渣。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，分離顆粒后的液體成為輕相，從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離顆粒后的液體成為輕相，從輕相排出口排出，沉渣則形成重相，在分離機(jī)停機(jī)后拆開輕相排出口排出，沉渣則形成重相，在分離機(jī)停機(jī)后拆開轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或由沉渣排出機(jī)構(gòu)從重相排出口排出。轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或由沉渣排出機(jī)構(gòu)從重相排出口排出。O返回碟片的作用是縮短固體顆粒的沉降距離、擴(kuò)碟片的作用是縮短固體顆粒的沉降距離、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，提高分離機(jī)的生產(chǎn)能力。大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，提高分離

25、機(jī)的生產(chǎn)能力。碟片離心機(jī)碟片離心機(jī)的操作類型的操作類型液固分離液固分離 液液分離液液分離 O返回2.高速管式離心機(jī)高速管式離心機(jī) 高速管式離心機(jī)的高速管式離心機(jī)的核心部件是直筒狀轉(zhuǎn)核心部件是直筒狀轉(zhuǎn)鼓，其內(nèi)裝有三個(gè)縱鼓，其內(nèi)裝有三個(gè)縱向平板，以帶動(dòng)料液向平板，以帶動(dòng)料液迅速達(dá)到與轉(zhuǎn)鼓相同迅速達(dá)到與轉(zhuǎn)鼓相同的角速度。的角速度。 O返回 分離乳濁液的管式離心機(jī)，轉(zhuǎn)分離乳濁液的管式離心機(jī)，轉(zhuǎn)鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部鼓由轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。乳濁液由底部進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)從下向上流動(dòng)。在離心進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)從下向上流動(dòng)。在離心力作用下，由于兩種液體的密度不力作用下，由于兩種液體的密度不同，乳濁液分成內(nèi)外兩液層。外層同

26、，乳濁液分成內(nèi)外兩液層。外層為重液層，內(nèi)層為輕液層，在離心為重液層，內(nèi)層為輕液層，在離心機(jī)的頂部，輕液與重液分別從各自機(jī)的頂部，輕液與重液分別從各自的溢流口排出。的溢流口排出。O返回 分離懸浮液的管式離心分離懸浮液的管式離心機(jī)，懸浮液從底部進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓機(jī)，懸浮液從底部進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓并隨著轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。液體由下并隨著轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。液體由下向上流動(dòng)過程中，顆粒由轉(zhuǎn)向上流動(dòng)過程中，顆粒由轉(zhuǎn)鼓中心徑向運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁鼓中心徑向運(yùn)動(dòng)到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成沉渣，輕相則沿軸心線形成沉渣，輕相則沿軸心線上升從輕液排出口排出。上升從輕液排出口排出。O返回注意注意 在分離懸浮液時(shí)應(yīng)將在分離懸浮液時(shí)應(yīng)將管式離心機(jī)的重液排出管式離心機(jī)的重液排出

27、口封閉，以便顆粒沉降口封閉，以便顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。運(yùn)轉(zhuǎn)一段在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，停車卸渣，并清時(shí)間，停車卸渣，并清洗機(jī)器。洗機(jī)器。O返回3.冷凍離心機(jī)冷凍離心機(jī) 冷凍離心機(jī)由驅(qū)動(dòng)電冷凍離心機(jī)由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制冷系統(tǒng)、顯示系機(jī)、制冷系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和速統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)組成，主要度控制系統(tǒng)組成，主要配件是離心轉(zhuǎn)頭。離心配件是離心轉(zhuǎn)頭。離心轉(zhuǎn)頭是用來擱置樣品容轉(zhuǎn)頭是用來擱置樣品容器的支架，有角式轉(zhuǎn)頭器的支架，有角式轉(zhuǎn)頭和甩平式轉(zhuǎn)頭兩種。和甩平式轉(zhuǎn)頭兩種。O返回 安裝離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的離心室由制冷機(jī)輸送出的制冷劑降安裝離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的離心室由制冷機(jī)輸送出的制冷劑降溫，熱電偶溫度檢測器

28、可檢測溫度，以保證離心機(jī)高速轉(zhuǎn)溫，熱電偶溫度檢測器可檢測溫度，以保證離心機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)料液溫度始終不會(huì)高于動(dòng)時(shí)料液溫度始終不會(huì)高于44，避免藥物活性損失。，避免藥物活性損失。 高速冷凍離心機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)高速冷凍離心機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)25000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分鐘，分離因數(shù)為分鐘，分離因數(shù)為89000左右，分離效果好，是目前生物制藥工業(yè)廣為使用左右，分離效果好，是目前生物制藥工業(yè)廣為使用的分離設(shè)備。的分離設(shè)備。 在使用高速冷凍離心機(jī)時(shí)，每一個(gè)容器里盛裝的液體質(zhì)在使用高速冷凍離心機(jī)時(shí)，每一個(gè)容器里盛裝的液體質(zhì)量要均等，在蓋上蓋子后才能啟動(dòng)。量要均等，在蓋上蓋子后才能啟動(dòng)。O返回第三節(jié)第三節(jié) 過濾設(shè)備過濾設(shè)備一、概述一、概

29、述（一）過濾（一）過濾 當(dāng)懸浮液通過多孔介質(zhì)時(shí)固體顆粒被截留的過程稱為過當(dāng)懸浮液通過多孔介質(zhì)時(shí)固體顆粒被截留的過程稱為過濾。懸浮液稱為濾漿，多孔物質(zhì)稱為過濾介質(zhì)，通過介質(zhì)的液濾。懸浮液稱為濾漿，多孔物質(zhì)稱為過濾介質(zhì)，通過介質(zhì)的液體稱為濾液，被截留的物質(zhì)稱為濾餅或?yàn)V渣。體稱為濾液，被截留的物質(zhì)稱為濾餅或?yàn)V渣。 1.濾餅過濾和深層過濾濾餅過濾和深層過濾（1）濾餅過濾）濾餅過濾 當(dāng)懸浮液流動(dòng)通過多孔介質(zhì)時(shí)，固體顆粒沉積在過濾介質(zhì)當(dāng)懸浮液流動(dòng)通過多孔介質(zhì)時(shí)，固體顆粒沉積在過濾介質(zhì)表面形成濾渣層，這種過濾稱為濾餅過濾。表面形成濾渣層，這種過濾稱為濾餅過濾。 O返回過濾原理過濾原理 固體顆粒比過濾介質(zhì)的固

30、體顆粒比過濾介質(zhì)的孔徑大，在介質(zhì)孔道的上孔徑大，在介質(zhì)孔道的上方相互之間架橋，其他顆方相互之間架橋，其他顆粒在橋面沉積形成濾餅層，粒在橋面沉積形成濾餅層，溶液從固體顆粒之間的縫溶液從固體顆粒之間的縫隙中穿流而過進(jìn)入濾液，隙中穿流而過進(jìn)入濾液，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。從而實(shí)現(xiàn)固液分離。 O返回（2）深層過濾）深層過濾 固體顆粒進(jìn)入并沉積在多固體顆粒進(jìn)入并沉積在多孔介質(zhì)孔道內(nèi)，溶液經(jīng)孔道內(nèi)孔介質(zhì)孔道內(nèi)，溶液經(jīng)孔道內(nèi)的縫隙進(jìn)入濾液的分離過程稱的縫隙進(jìn)入濾液的分離過程稱為深層過濾。為深層過濾。 深層過濾的多孔介質(zhì)可以由深層過濾的多孔介質(zhì)可以由顆粒料堆積形成，也可由泡沫顆粒料堆積形成，也可由泡沫塑料、海綿、陶

31、瓷等多孔材料塑料、海綿、陶瓷等多孔材料制成。制成。 多孔介質(zhì)多孔介質(zhì)O返回 用于深層過濾的用于深層過濾的介質(zhì)內(nèi)部具有曲折而介質(zhì)內(nèi)部具有曲折而狹長通道，當(dāng)固體顆狹長通道，當(dāng)固體顆粒直徑小于過濾介質(zhì)粒直徑小于過濾介質(zhì)孔道直徑時(shí)，顆粒將孔道直徑時(shí)，顆粒將隨溶液進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部隨溶液進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)部的孔道中，并與介質(zhì)的孔道中，并與介質(zhì)之間產(chǎn)生了靜電引力之間產(chǎn)生了靜電引力和分子作用力，從而和分子作用力，從而被吸附在孔道壁上。被吸附在孔道壁上。 由于深層過濾捕獲了微小顆粒，由于深層過濾捕獲了微小顆粒，因而被廣泛地應(yīng)用于稀懸浮液的澄清，因而被廣泛地應(yīng)用于稀懸浮液的澄清，所以又稱為澄清過濾。所以又稱為澄清過濾。O返回

32、2.過濾介質(zhì)過濾介質(zhì) 過濾介質(zhì)過濾介質(zhì) 織物類介質(zhì)織物類介質(zhì) 如濾布、濾網(wǎng)。如濾布、濾網(wǎng)。 多孔固體類多孔固體類 如陶瓷板、金屬泡沫、海綿等。如陶瓷板、金屬泡沫、海綿等。 堆積介質(zhì)堆積介質(zhì) 石英砂、活性碳等。石英砂、活性碳等。堆積介質(zhì)常用于處理含固體微粒少的懸浮液堆積介質(zhì)常用于處理含固體微粒少的懸浮液O返回3.影響過濾速度的因素影響過濾速度的因素（1）液體的黏稠性越大，則濾過速度越慢；）液體的黏稠性越大，則濾過速度越慢； （2 2）過濾介質(zhì)的孔道越長，孔徑越小，孔道數(shù)目越少，則）過濾介質(zhì)的孔道越長，孔徑越小，孔道數(shù)目越少，則過濾速度越慢；過濾速度越慢； （3）濾床面上下壓力差越大則濾過速度越快

33、；）濾床面上下壓力差越大則濾過速度越快；（4）濾渣層越厚濾速越慢。）濾渣層越厚濾速越慢。O返回（二）助濾劑（二）助濾劑濾餅濾餅 可壓縮濾餅可壓縮濾餅 柔性顆粒，縫隙極小，阻力大柔性顆粒，縫隙極小，阻力大不可壓縮濾餅不可壓縮濾餅 剛性顆粒，縫隙大，阻力小剛性顆粒，縫隙大，阻力小 對于可壓縮濾餅，將質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松床層的固體對于可壓縮濾餅，將質(zhì)地堅(jiān)硬而能形成疏松床層的固體顆粒預(yù)先涂于過濾介質(zhì)表面，或摻入到懸浮液中，以形成顆粒預(yù)先涂于過濾介質(zhì)表面，或摻入到懸浮液中，以形成較為疏松的濾餅，使濾液得以暢流。較為疏松的濾餅，使濾液得以暢流。 常用的助濾劑有硅藻土、碳粉、纖維粉末、石棉等。常用的助濾劑有

34、硅藻土、碳粉、纖維粉末、石棉等。 O返回（三）過濾推動(dòng)力和過濾阻力（三）過濾推動(dòng)力和過濾阻力1.過濾推動(dòng)力過濾推動(dòng)力 過濾過程的推動(dòng)力是濾餅和過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。過濾過程的推動(dòng)力是濾餅和過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差。 重力過濾：重力過濾：增加懸浮液柱高度增加懸浮液柱高度 加壓過濾：加壓過濾：增加懸浮液液面壓力增加懸浮液液面壓力 真空過濾：真空過濾：在過濾介質(zhì)下面抽真空在過濾介質(zhì)下面抽真空 離心過濾離心過濾 ：采用離心力采用離心力 增大推動(dòng)力增大推動(dòng)力O返回2.過濾阻力過濾阻力 過濾剛開始時(shí)，濾液流動(dòng)受到過濾介質(zhì)阻力；過濾剛開始時(shí)，濾液流動(dòng)受到過濾介質(zhì)阻力； 形成濾餅后，濾液受到濾餅和介質(zhì)阻力。當(dāng)濾餅

35、層沉積到形成濾餅后，濾液受到濾餅和介質(zhì)阻力。當(dāng)濾餅層沉積到相當(dāng)厚度時(shí)，介質(zhì)阻力便可忽略不計(jì)。相當(dāng)厚度時(shí)，介質(zhì)阻力便可忽略不計(jì)。 過濾阻力主要決定于濾餅的厚度及其特性。過濾阻力主要決定于濾餅的厚度及其特性。濾渣愈厚，微粒愈細(xì)，則過濾阻力愈大。濾渣愈厚，微粒愈細(xì)，則過濾阻力愈大。 O返回二、板框壓濾機(jī)二、板框壓濾機(jī)1.1.結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 板框壓濾機(jī)是由多塊濾板和濾框疊合組成濾室，并以壓板框壓濾機(jī)是由多塊濾板和濾框疊合組成濾室，并以壓力為推動(dòng)力的過濾機(jī)。力為推動(dòng)力的過濾機(jī)。 板框壓濾機(jī)的主要部件是濾板和濾框，濾板和濾框通常板框壓濾機(jī)的主要部件是濾板和濾框，濾板和濾框通常為矩形、正方形或

36、圓形，用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚為矩形、正方形或圓形，用木材、鑄鐵、鑄鋼、不銹鋼、聚丙烯和橡膠等材料制造。丙烯和橡膠等材料制造。 O返回板框過濾機(jī)的板和框板框過濾機(jī)的板和框O返回 板框過濾機(jī)支架一端固定了一個(gè)不帶溝槽和暗道的板，板框過濾機(jī)支架一端固定了一個(gè)不帶溝槽和暗道的板，稱為終板，過濾前，在終板一側(cè)安裝濾框，然后再將濾布覆稱為終板，過濾前，在終板一側(cè)安裝濾框，然后再將濾布覆蓋在濾框的另一側(cè)，再安裝第二塊板，蓋在濾框的另一側(cè)，再安裝第二塊板，接著再安裝第二個(gè)接著再安裝第二個(gè)濾框，如此循環(huán)將濾框，如此循環(huán)將板和框裝合在支架板和框裝合在支架上，最后用壓緊裝上，最后用壓緊裝置將板和框壓緊置將板

37、和框壓緊 。O返回 3操作規(guī)程操作規(guī)程 板框壓濾機(jī)的操作過程板框壓濾機(jī)的操作過程可分為裝合、過濾、洗滌、可分為裝合、過濾、洗滌、卸渣、整理五個(gè)步驟。卸渣、整理五個(gè)步驟。O返回 板框過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有構(gòu)板框過濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有構(gòu)造簡單，過濾壓力高，便造簡單，過濾壓力高，便于用耐腐蝕材料制造，操于用耐腐蝕材料制造，操作靈活，過濾面積大，占作靈活，過濾面積大，占地省，過濾面積可根據(jù)生地省，過濾面積可根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)調(diào)節(jié)。其主要缺點(diǎn)產(chǎn)任務(wù)調(diào)節(jié)。其主要缺點(diǎn)是間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，是間歇操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)生效率低。產(chǎn)生效率低。O返回三、三足式離心過濾機(jī)三、三足式離心過濾機(jī)1.1.結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 三足式過

38、濾離心機(jī)是一種三足式過濾離心機(jī)是一種人工卸料間歇式離心機(jī)，該機(jī)人工卸料間歇式離心機(jī)，該機(jī)的主要部件是一籃式轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)的主要部件是一籃式轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁面鉆有許多小孔且襯有鼓內(nèi)壁面鉆有許多小孔且襯有金屬絲網(wǎng)及濾布。整個(gè)機(jī)座、金屬絲網(wǎng)及濾布。整個(gè)機(jī)座、外罩和三根彈簧懸掛于三個(gè)支外罩和三根彈簧懸掛于三個(gè)支柱上，以減輕運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。柱上，以減輕運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)。O返回 足式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑足式離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑大，轉(zhuǎn)速不高（大，轉(zhuǎn)速不高（2000r/min2000r/min）, ,過濾面積約為過濾面積約為0.60.62.72.7。構(gòu)。構(gòu)造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)周期可靈活掌握。造簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)周期可靈活掌握。 可用于小批量物料的

39、處理，適可用于小批量物料的處理，適用于各種鹽類結(jié)晶的過濾和脫用于各種鹽類結(jié)晶的過濾和脫水，晶體較少受到破損。卸料水，晶體較少受到破損。卸料時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，檢修不方便。時(shí)的勞動(dòng)強(qiáng)度大，檢修不方便。O返回 2. 2.人工卸料三足式離心過濾機(jī)的操作規(guī)程人工卸料三足式離心過濾機(jī)的操作規(guī)程（1 1）檢查轉(zhuǎn)鼓的靈活性）檢查轉(zhuǎn)鼓的靈活性（2 2）放置好濾布、接濾液容器，然后傾入濾漿；）放置好濾布、接濾液容器，然后傾入濾漿；（3 3）開啟電源，進(jìn)行離心過濾；）開啟電源，進(jìn)行離心過濾；（4 4）關(guān)閉電源，小心使用剎車手柄停車，更換容器，倒入洗）關(guān)閉電源，小心使用剎車手柄停車，更換容器，倒入洗滌溶劑；滌溶劑；（5

40、 5）重復(fù)過濾操作，洗滌一到兩次；）重復(fù)過濾操作，洗滌一到兩次；（6 6）取出濾布，棄去濾渣，用清水洗滌濾布；）取出濾布，棄去濾渣，用清水洗滌濾布；（7 7）清潔設(shè)備。）清潔設(shè)備。O返回四、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)四、轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)1.1.結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理 轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)有一水平轉(zhuǎn)鼓，鼓壁開孔，鼓面上鋪以轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)有一水平轉(zhuǎn)鼓，鼓壁開孔，鼓面上鋪以支承板和濾布，構(gòu)成過濾面。過濾面下的空間分成若干隔支承板和濾布，構(gòu)成過濾面。過濾面下的空間分成若干隔開的扇形濾室，各濾室有導(dǎo)管與分配閥相通。轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)開的扇形濾室，各濾室有導(dǎo)管與分配閥相通。轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，各濾室通過分配閥輪流接通真空系統(tǒng)和壓縮

41、空氣系一周，各濾室通過分配閥輪流接通真空系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)，順序完成過濾、洗渣、吸干、卸渣和濾布再生等操作。統(tǒng)，順序完成過濾、洗渣、吸干、卸渣和濾布再生等操作。O返回O返回O返回 過濾時(shí)轉(zhuǎn)鼓下部沉浸在懸浮液中緩慢旋轉(zhuǎn)，沉沒在懸浮液過濾時(shí)轉(zhuǎn)鼓下部沉浸在懸浮液中緩慢旋轉(zhuǎn)，沉沒在懸浮液內(nèi)的濾室與真空系統(tǒng)連通，濾液被吸入濾室，固體顆粒則被吸內(nèi)的濾室與真空系統(tǒng)連通，濾液被吸入濾室，固體顆粒則被吸附在過濾面上形成濾渣。濾室隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)離開懸浮液后，繼續(xù)附在過濾面上形成濾渣。濾室隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)離開懸浮液后，繼續(xù)吸去濾渣中包含的液體。當(dāng)需要除去濾渣中殘留的濾液時(shí)，可吸去濾渣中包含的液體。當(dāng)需要除去濾渣中殘留的濾液時(shí)

42、，可在濾室旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)鼓上部時(shí)噴灑洗滌水。這時(shí)濾室與另一真空管在濾室旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)鼓上部時(shí)噴灑洗滌水。這時(shí)濾室與另一真空管道接通，洗滌水透過濾渣層置換顆粒之間殘存的濾液。濾液被道接通，洗滌水透過濾渣層置換顆粒之間殘存的濾液。濾液被吸入濾室，并單獨(dú)排出，然后卸除已經(jīng)吸干的濾渣。這時(shí)濾室吸入濾室，并單獨(dú)排出，然后卸除已經(jīng)吸干的濾渣。這時(shí)濾室與壓縮空氣系統(tǒng)連通，反吹濾布，松動(dòng)濾渣，再由刮刀刮下濾與壓縮空氣系統(tǒng)連通，反吹濾布，松動(dòng)濾渣，再由刮刀刮下濾渣。壓縮空氣或蒸汽繼續(xù)反吹濾布，可疏通孔隙，使之再生。渣。壓縮空氣或蒸汽繼續(xù)反吹濾布，可疏通孔隙，使之再生。O返回一、膜分離概述一、膜分離概述第四節(jié)第四節(jié) 膜分離設(shè)

43、備膜分離設(shè)備1.膜分離過程膜分離過程 用天然或合成的、具有選擇透過性的薄膜為介質(zhì)，原料側(cè)用天然或合成的、具有選擇透過性的薄膜為介質(zhì)，原料側(cè)液體或氣體混合物中的某一或某些組分選擇性地透過膜，實(shí)現(xiàn)液體或氣體混合物中的某一或某些組分選擇性地透過膜，實(shí)現(xiàn)分離、分級、提純或富集的過程。分離、分級、提純或富集的過程。 膜分離過程與其他傳統(tǒng)分離方法相比具有分離效率高、膜分離過程與其他傳統(tǒng)分離方法相比具有分離效率高、能耗較低、膜組件結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、分離范圍廣等優(yōu)勢，能耗較低、膜組件結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、分離范圍廣等優(yōu)勢，不僅適用于熱敏性物質(zhì)的分離、分級、濃縮與富集，而且適不僅適用于熱敏性物質(zhì)的分離、分級、濃

44、縮與富集，而且適用于從病毒、細(xì)菌到微粒廣泛范圍的有機(jī)物和無機(jī)物的分離用于從病毒、細(xì)菌到微粒廣泛范圍的有機(jī)物和無機(jī)物的分離及許多理化性質(zhì)相近的混合物的分離。及許多理化性質(zhì)相近的混合物的分離。O返回2.2.膜的分類膜的分類 按照分離顆粒直徑大小，膜可分為微孔膜、超濾膜、納膜、按照分離顆粒直徑大小，膜可分為微孔膜、超濾膜、納膜、反滲透膜和滲析膜等反滲透膜和滲析膜等（1）有機(jī)高分子膜材料及特性）有機(jī)高分子膜材料及特性 纖維素類：纖維素類： 可以在可以在 120，熱壓滅菌，熱壓滅菌30min。 聚酰胺類：聚酰胺類：高強(qiáng)度、耐高溫，用于弱酸、稀酸、堿高強(qiáng)度、耐高溫，用于弱酸、稀酸、堿 等溶劑等溶劑 聚四氟

45、乙烯聚四氟乙烯 用于酸、堿、有機(jī)溶劑，耐用于酸、堿、有機(jī)溶劑，耐200C高溫，高溫， 聚氯乙烯聚氯乙烯 耐醇類和中強(qiáng)酸堿，耐熱性差，不能加熱滅菌耐醇類和中強(qiáng)酸堿，耐熱性差，不能加熱滅菌其他其他O返回聚丙烯膜聚丙烯膜 聚四氟乙烯膜聚四氟乙烯膜O返回（2）無機(jī)膜）無機(jī)膜 無機(jī)膜可分為金無機(jī)膜可分為金屬膜材料和陶瓷膜材屬膜材料和陶瓷膜材料。陶瓷膜材料包括料。陶瓷膜材料包括AlAl2 2O O3 3、TiOTiO2 2、ZrOZrO2 2、SiOSiO2 2等氧化物以及胺等氧化物以及胺化硅、碳化硅等非氧化硅、碳化硅等非氧化物?；?。陶瓷膜陶瓷膜O返回二、微孔膜二、微孔膜1.微濾的基本原理微濾的基本原理

46、 微濾是利用微孔膜孔的篩分作用，在靜壓差推動(dòng)下，將微濾是利用微孔膜孔的篩分作用，在靜壓差推動(dòng)下，將濾液中大于膜孔徑的微粒、細(xì)菌及懸浮物質(zhì)等截留下來，達(dá)濾液中大于膜孔徑的微粒、細(xì)菌及懸浮物質(zhì)等截留下來，達(dá)到除去濾液中微粒與澄清溶液的目的。到除去濾液中微粒與澄清溶液的目的。 微孔膜孔徑為微孔膜孔徑為0.050.051010m m，用于分離或純，用于分離或純化直徑約為化直徑約為0.020.021010m m的微粒、細(xì)菌等物質(zhì)的微粒、細(xì)菌等物質(zhì)O返回微膜工作原理微膜工作原理 篩分作用，即膜孔能截篩分作用，即膜孔能截留比其孔徑大或相當(dāng)?shù)奈⒘?；留比其孔徑大或相?dāng)?shù)奈⒘＃?架橋作用；架橋作用； 吸附作用，包

47、括物理、吸附作用，包括物理、化學(xué)吸附，吸附作用可將粒子化學(xué)吸附，吸附作用可將粒子截留于膜表面甚至于膜內(nèi)部。截留于膜表面甚至于膜內(nèi)部。 O返回微濾過程的操作微濾過程的操作 （1）無流動(dòng)操作）無流動(dòng)操作 原料液置于膜的上游，在壓原料液置于膜的上游，在壓差推動(dòng)下，溶劑和小于膜孔的差推動(dòng)下，溶劑和小于膜孔的顆粒透過膜，大于膜孔的粒子顆粒透過膜，大于膜孔的粒子則被截留，該壓差可通過原料則被截留，該壓差可通過原料液側(cè)加壓或透過液側(cè)抽真空產(chǎn)液側(cè)加壓或透過液側(cè)抽真空產(chǎn)生。生。 不銹鋼圓盤單層過濾器不銹鋼圓盤單層過濾器O返回錯(cuò)流操作錯(cuò)流操作 原料液以切線方向原料液以切線方向流過膜表面，在壓力流過膜表面，在壓力作

48、用下通過膜，料液作用下通過膜，料液中的顆粒則被膜截留中的顆粒則被膜截留而停留在膜表面形成而停留在膜表面形成一層污染層。一層污染層。 O返回 錯(cuò)流動(dòng)操作的料液流經(jīng)錯(cuò)流動(dòng)操作的料液流經(jīng)膜表面時(shí)產(chǎn)生的高剪切力膜表面時(shí)產(chǎn)生的高剪切力可使沉淀積在膜表面的顆可使沉淀積在膜表面的顆粒擴(kuò)散回主體流，從而被粒擴(kuò)散回主體流，從而被帶出微濾組件使該污染層帶出微濾組件使該污染層不再無限增厚而保持在一不再無限增厚而保持在一個(gè)較薄的穩(wěn)定水平。個(gè)較薄的穩(wěn)定水平。 O返回2.微濾在分離純化中藥提取液中的應(yīng)用微濾在分離純化中藥提取液中的應(yīng)用 微濾技術(shù)利用篩分原理分離大微濾技術(shù)利用篩分原理分離大小為小為0.050.051010m

49、 m的粒子，不僅能的粒子，不僅能除去液體中較小的固體粒子，如除去液體中較小的固體粒子，如極細(xì)的藥渣、泥沙、纖維等，而極細(xì)的藥渣、泥沙、纖維等，而且可以截留淀粉、樹脂、多糖、且可以截留淀粉、樹脂、多糖、蛋白質(zhì)及油脂等大分子物質(zhì)，具蛋白質(zhì)及油脂等大分子物質(zhì)，具有較好的澄清除雜效果。有較好的澄清除雜效果。O返回三、超濾膜三、超濾膜 超濾膜能分離出超濾膜能分離出l ll0nml0nm的微粒。超濾既可分離溶液中的的微粒。超濾既可分離溶液中的某些溶質(zhì)，又可應(yīng)用于分離膠體懸浮體。某些溶質(zhì)，又可應(yīng)用于分離膠體懸浮體。1.1.超濾的基本原理超濾的基本原理 通過濾膜流動(dòng)的流體中，含有的分子體積較大的溶質(zhì)可以被通過濾膜流動(dòng)的流體中，含有的分子體積較大的溶質(zhì)可以被濾膜截留，而分子體積較小的溶質(zhì)不能被濾膜截留。濾膜截留，而分子體積較小的溶質(zhì)不能被濾膜截留。 O返回濃度極化濃度極化 在超濾過程中，靠近膜面處的溶液因其中溶劑和小分子物在超濾過程中，靠近膜面處的溶液因其中溶劑和小分子物質(zhì)常形成一層近于固體的凝膠層，其阻力大于超濾膜本身，同質(zhì)常形成一層近于固體的凝膠層，其阻力大于超濾膜本身，同時(shí)將分子量小于截留值的溶質(zhì)