《食品工程原理2》教案 （第44次课2学时) 一、授课题目 第七章非均相物系分离 第一节概述 第二节过滤 一、过滤操作的基本概念 二、过滤的基本理论 二、教学目的和要求 学习本次内容，要求学生了解非均相物系的基本概念，了解过滤的基本概念，理解 过滤的基本理论。 三、教学重点和难点 重点： 过滤的基本理论 难点： 过滤的基本理论 四、主要参考资料 姚玉英主编化工原理（新版）（上下册）.天津大学出版社，天津，2000。 五、教学过程 第1贞共28负（第七章非均相物系的分离）
第七章非均相物系的分离 第一节概述 一、混合物分类 1、均相物系homogeneous system):均相混合物。物系内部各处物料性质均匀而不存在相 养面的物系。如溶液和混合气体都是均相物系。 2、非均相物系(mon-homogeneous system):非均相混合物。物系内部有隔开不同相的养面 存在，且券面两侧的物料性质有显著养异。如：悬浮液、乳浊液、泡沫液属于液态非均相 物系，含尘气体、含雾气体属于气态非均相物系。 二、非均相物系 1、组成 非均相物系由分散相和连续相组成。 (1)分散质（分散相：internal phase):非均相混合物中，处于分散状态的物质 (2)分散介质（连续相：dispersing medium):包围着分散质而处于连续状态的物质 注意：对于乳浊液，一般混合的两液体中体积分率大的为连续相。 2、非均相物系的分离原理 根据两相物理性质（如密度、颗粒大小等）的不同而进行的分离。 3、非均相物系分离的理论基础 要实现分离，必须使分散相和连续相之间发生相对运动。因此，非均相物系的分离操 作遵循流体力学的基本规律 4、非均相物系的分离方法 由于非均相物的两相问的密度等物理特性养异较大，因此常采用机械方法mechanical sepcration)进行分离。按两相运动方式的不同，机械分离大致分为沉降(settling and sedimentation)和过滤(filtration)两种操作。 5、均相物系的分离： 通常先造成一个两相物系，再用机械分离的方法分离，如蒸馏，萃取等 第2贞共28贞（第七章什均相物系的分离
第二节过滤 一、过滤操作的基木概念 1、过滤(filtration) 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，从而实现固液分离的单元操作。 >过滤介质：过滤采用的多孔物质 >滤浆(slurry):所处理的悬浮液 >滤液(filterate):通过多孔通道的液体： >滤饼或滤渣(ilter cake):被裁留的固体物质。 2、过滤方式 过滤的操作基本方式有两种：滤饼过滤和深层过滤。 (I)滤饼过滤eake filtration):饼层过滤 过滤过程： >刚开始：有细小颗粒通过孔道，滤液混浊。 >开始后：迅速发生“架桥现象”，颗粒被拦截，滤液澄清 >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。 第3贞共28贞（第七章非均相物系的分离》
注意：所选过滤介质的孔道尺寸一定要使“架桥现象"能够过发生。 饼层过滤适于处理固体含量较高的悬浮波。 (2)深层过滤(deep bed filtration):深床过滤 >特点：颗粒（粒子）沉积于介质内部。 深层过滤 >过滤对象：悬浮液中的固体颗粒小而少 >过滤介质：堆积较厚的粒状床层。 >过滤原理：颗粒尺寸<介质通道尺寸，颗粒通过细长而弯出的孔道，靠静电和分 子的作用力附者在介质孔道上。 >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，如水处理和酒 的过滤。 3、过滤介质 (1)织物介质（又称滤布） 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： (2)堆积介质 由各种固体颗粒（细砂、硅藻土等）堆积而成，多用于深床过滤： (3)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。多用于含少量细微颗粒的悬 第4贞共28贞（第七章均相物系的分离》
浮液，如白酒等的精滤 4、滤饼的压缩性 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 强美增大。滤饼的压缩性对压强养有较大影响。 不可压缩滤饼：若颗粒由不易变形的坚使固体组成，则当压强关增大时，滤饼的结构 不发生明显变化，单位厚度滤饼的流动阻力可视作恒定，这类滤饼称为不可压缩滤饼。 可压缩滤饼：若滤饼为胶体物质时，当压强关增大时，滤饼则被压紧，使单位厚度滤 饼的流动阻力增大，此类滤饼称为可压缩滤饼。 5、助滤剂 (1)定义 助滤剂：对于可压缩虑饼，为了使过滤顶利进行，可以将质地坚硬而能形成疏松滤饼 的另一种固体颗粒混入悬浮液或预涂于过滤介质上，以形成疏松饼层，使得滤液畅流，该 种颗粒状物质就称为助滤剂， (2)助滤剂的基本要求 >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： 一具有化学稳定性： >在操作压强范围内具有不可压缩性。 (3)常用的助滤剂：硅藻土、珍珠岩、石棉、炭粉等。 二、过滤的基本理论 1、滤液通过饼层的流动 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d。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。 2、颗粒床层的特性 颗粒床层的特性可用空隙率、当量直径等物理量来描述。 第5负共28贞（第七章非均相物系的分离》