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过滤法分离悬浊液

2016-06-26 14:05阅读:
过滤法分离悬浊液
食品科技学院 食品质量与安全0702 韩雪 2007244040209
悬浊液是液体分散介质和悬浮于介质中的固体微粒所组成的物系,如:未澄清的果汁、各种发酵液、淀粉浆等。在食品生产中进行悬浮液分离的目的是:①作为生产的主要工序,回收所需的固体或液体;②获得高纯度食品;③使食品恒久保存,如除菌过滤。分离时采用的方法有多种,如沉降、过滤、离心、压榨等。本文将先容使用过滤法分离悬浊液。
过滤操作的基本原理是利用多孔介质将悬浮液中的固体微粒截留而使液体自由通过,以达到固液分离的目的。
过滤操作一般分为滤饼过滤和深层过滤。滤浆浓度在1%以上时,一般使用滤饼过滤体式格式,滤浆浓度在0.1%~1%时一般使用添加助滤剂或预涂过滤层的过滤体式格式。当滤浆浓度在0.1%以下时则使用深层过滤体式格式。
滤饼分为可压缩滤饼和不可压缩滤饼。可压缩滤饼是指滤饼的特征参数受固体粒子压缩的影响,即组成滤饼的固体粒子受压后会变形,而不可压缩滤饼则不受固体粒子压缩力的影响。实际上,尽对不可压缩滤饼是不存在的,这只是个理想状态,可使滤饼过滤的盘算大为简化。
过滤操作体式格式一般有恒压过滤、恒速过滤、变压变速过滤和先恒压后恒速过滤。在生产中多使用恒压过滤,恒速过滤则很少,有时也采用先恒压后恒速过滤。实际过滤操作不宜于整个过程在恒压或恒速下进行。如整个过程在恒速条件下进行,则在操作后期压力可能降得很高,简单使设备发生故障。如整个过程在恒压下进行,则过滤刚开始滤饼很薄,过滤阻力小,一开始就用过高的过滤压力,会使细的颗粒通过过滤介质而使滤液浑浊或堵塞过滤介质的孔隙而增大其阻力。是以,除必须要求在高的过滤压力下操作的情况外,一般在过滤初期用较低的过滤压力,然后逐渐降压,直到以设定的过滤压力进行恒压过滤操作。
滤饼在卸除前一般需要经过脱水处置,以适当降低滤饼的湿含量。脱水的基本方法有:①在滤饼的一侧用真空抽吸或用压缩空气吹过滤饼,由空气带走滤饼中的液体;②机
械压榨法。用气压、液压或机械体式格式压榨滤饼,挤出滤饼中的液体;③离心法。离心过滤时,滤饼在离心力场作用下甩出残留的液体。
洗涤时,将清水或其他洗液在同样的推动力作用下流过毛细孔讲。滤饼的洗涤过程大体可分为两个阶段:最初是置换洗涤,洗液以活塞流的形式将残留在滤饼中的滤液顶推移出毛细孔讲;以后是扩散洗涤,粘附在微粒表面上的薄层滤液藉扩散作用溶入洗液而被带出。一般要求大致洗涤,用少量水即可,而要完全洗净,则必须消耗大量的水。如滤液为成品,因为洗出液浓度较滤液为稀,常需采用蒸发加以浓缩,为了淘汰蒸发热量消耗,力求提高洗出液的浓度,可采用多次逆流洗涤法以提高洗出液的浓度。
按照物料的过滤特征、生产规模、操作条件等身分,对过滤装置作出适当选择。
进行过滤操作必不可少的是过滤装置。按照过滤机理、过滤推动力及操作体式格式的不同,可将过滤装置大致分类如下:
因为滤液的表面张力以及滤饼毛细孔讲的吸附力,过滤结束时,滤饼的毛细孔讲中充满着滤液。若滤饼是产品,滤液的粘附会降低产品的纯度,若滤液是产品,则必须将残留的滤液回收,这时需要对滤饼进行洗涤。洗涤用的液体应能与滤液完全互溶,只溶解滤饼中需除往的物质,在食品工程中一般用水作为洗涤液。
②按过滤推动力分:分为重力过滤器、加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机;
①按过滤机理分:分为滤饼过滤机和深层过滤机;
同时,对过滤介质也要作出正确的选择。适合的过滤介质,可带来以下经济效益:滤液干净、固相丧失;滤饼简单卸除;过滤时候短;过滤介质易再生。选择过滤介质时应考虑过滤操作的具体目的、滤浆中固体颗粒的特性、液体的特性、滤浆的特性、过滤时构成滤饼的特性和过滤机的结构及操作特点等。
在过滤含有微小颗粒或胶状悬浮物时,可使用助滤剂以防止过滤介质的堵塞,使过滤操作顺利进行。助滤剂一般颗粒细小、粒度散布范围较窄、悬浮性好、能构成疏松的预涂层、化学稳定性好,常用的有硅藻土、珍珠岩和纤维素等。
过滤属于流动过程,受宏不雅的流体学身分,如过滤介质特征、滤饼结构、压差、滤液的粘度等身分的影响,也受微不雅的物理化学身分,如电泳征象、毛细征象、絮凝征象等身分的影响。同时,悬浮液中的固体粒子连续接续的沉积在介质表面上或介质内部孔隙中,使流动阻力接续增加。是以,影响过滤法分离悬浮液的身分很复杂,但其在食品工业有着广泛的利用。
参考文献:食品工程全书(第一卷).中国轻工业出书社

③按操作体式格式分:分为连续过滤机和间歇过滤机。
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