第三章--分离机械与设备

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化工原理第三章习题与答案

化工原理第三章习题与答案

化⼯原理第三章习题与答案第三章机械分离⼀、名词解释(每题2分)1. ⾮均相混合物物系组成不同,分布不均匀,组分之间有相界⾯2. 斯托克斯式r u d u ts r 2218)(?-=µρρ3. 球形度s ?⾮球形粒⼦体积相同的球形颗粒的⾯积与球形颗粒总⾯积的⽐值4. 离⼼分离因数离⼼加速度与重⼒加速度的⽐值5. 临界直径dc离⼼分离器分离颗粒最⼩直径6.过滤利⽤多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作7. 过滤速率单位时间所产⽣的滤液量8. 过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成⼀次过滤所⽤时间9. 过滤机⽣产能⼒过滤机单位时间产⽣滤液体积10. 浸没度转筒过滤机浸没⾓度与圆周⾓⽐值⼆、单选择题(每题2分)1、⾃由沉降的意思是_______。

A颗粒在沉降过程中受到的流体阻⼒可忽略不计B颗粒开始的降落速度为零,没有附加⼀个初始速度C颗粒在降落的⽅向上只受重⼒作⽤,没有离⼼⼒等的作⽤D颗粒间不发⽣碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______。

A等速运动段的颗粒降落的速度B加速运动段任⼀时刻颗粒的降落速度C加速运动段结束时颗粒的降落速度D净重⼒(重⼒减去浮⼒)与流体阻⼒平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______。

A 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤为原来的2倍B 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的2倍C 滤液体积增⼤⼀倍则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D 当介质阻⼒不计时,滤液体积增⼤⼀倍,则过滤时间增⼤⾄原来的4倍D4、恒压过滤时,如介质阻⼒不计,滤饼不可压缩,过滤压差增⼤⼀倍时同⼀过滤时刻所得滤液量___ 。

A增⼤⾄原来的2倍B增⼤⾄原来的4倍C增⼤⾄原来的2倍D增⼤⾄原来的1.5倍C5、以下过滤机是连续式过滤机_______。

A箱式叶滤机B真空叶滤机C回转真空过滤机D板框压滤机 C6、过滤推动⼒⼀般是指______。

A过滤介质两边的压差B过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差C滤饼两⾯的压差D液体进出过滤机的压差B7、回转真空过滤机中是以下部件使过滤室在不同部位时,能⾃动地进⾏相应的不同操作:______。

分离机械与设备PPT文档共92页

分离机械与设备PPT文档共92页
40、人类法律,事物有规律,这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢!
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ,而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸,生 命是活 动。——卢 梭
分只有某种 神灵, 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法, 总体上 来说, 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日,便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持,法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例,它们 迅速累 聚,进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
53、 伟 大 的 事 业,需 要决心 ,能力 ,组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来

第三章-机械分离(习题课)

第三章-机械分离(习题课)
2020/7/11
解: (1)过滤时间:
过滤面积:A = 38×2×0.812 = 49.86 m2
框内全部充满滤渣,滤饼体积:
?
Vc A 0.025 49.86 0.025 1.2465(m2 )
Vc 0.812 0.025 38 0.6233(m3)
q Vc 0.1563(m3 / m2 ) vA
Ve 0.625(m3)
V 2 2V Ve KA2
1.52
21.5 0.625 5103 12
825(s)
525(s)
2020/7/11
7、一小型板框压滤机有框10块,长宽各为0.2 m,在2at(表 压)下作恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160 l,每次洗 涤与装卸时间为1 hr,若介质阻力可忽略不计。求:
则过滤速率为原来的
1/2

28、对恒压过滤,当过滤面积增大一倍时,如滤饼不可压缩
,则过滤速率增大为原来的 4
倍。对恒压过滤,当过
滤面积增大一倍时,如滤饼可压缩,则过滤速率增大为原来
的 4 倍。
29、转鼓沉浸度是

的比值。
转鼓浸沉的表面积 转鼓的总表面积
2020/7/11
30、按Ф=Ap/A定义的球形度(此处下标p代表球形粒子),最 大值为 1。 Ф越小则颗粒形状与球形相差越 。大
24、一个过滤操作周期中,过滤时间有一个 最适宜值。
25、一个过滤操作周期中,最适宜的过滤时间指的是此时过
滤机生产能力 最大

2020/7/11
26、对不可压缩性滤饼dV/d正比于ΔP的
1 次方,对
可压缩滤饼dV/d正比于ΔP的 1-s 次方。
27、对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,

化工原理上册 第3章 流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离

化工原理上册 第3章 流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离

τm
AP
(a)
(b)
(c)
图3-5 物体的不同形状和位向对曳力的影响 (a)-平板平行于流向;(b)-平板垂直于流向;(c)-流线型物体
水平方向,颗粒所受曳力:
颗粒微元: dFD p cosdA w sindA
总曳力:FD p cosdA w sindA
A
A
Pcosa dA PdA
τwdA
aB
A VB
V
A a(1 ) (1 )
aB a
3.3 流体和颗粒的相对运动
流体和颗粒相对运动的情况:
① 颗粒静止,流体绕过颗粒流动; ② 流体静止,颗粒流动; ③ 颗粒和流体都运动,维持一定相对速度。
3.3.1 流体绕过颗粒的流动
(1) 曳力 阻力:颗粒对流体的作用力 曳力:流体对颗粒的作用力
② 非球形颗粒的曳力系数 计算方法: ◇ 近似用球形颗粒公式,ds→da 或 dv ◇ 实测ξ-Rep 关系(书P168 图3.3.2)
3.3.2 颗粒在流体中的流动
(1) 颗粒在力场中的受力分析
Fb
① 质量力 Fe mae Vs sae

浮力
Fb
m
s
ae
Vs ae

曳力
FD
AP
1 2
u 2
1
)3
( 6dV2 / a )1/3 ( 6dV2 )1/3
a
因此, dV
6
a
2)等比表面积当量直径 da 指:与非球形颗粒比表面积相等的球形颗粒的直径
a
as
d
2 s
6
d
3 s
6/ ds
da
因此,da 6 / a

第三章--分离机械与设备

第三章--分离机械与设备

3. 压榨过程的工序
压榨过程主要包括加料、压榨、卸渣等工序。有时,由 于进料状态要求或为了提高压榨效率,需对物料进行必要的 预处理,如破碎、热烫、打浆等。
4. 压缩在食品工业中的典型应用 在食品工业上,压榨主要用于从可可豆、椰子、花生、
棕榈仁、大豆、菜子等种子或果仁中榨取油脂,以及从甘蔗 中榨取糖汁。压榨的另一个重要用途就是用来榨取如苹果和 柑橘之类的果汁。
紧密而又坚实的榨饼。
图 4.2 板式压榨机示意图
13
3. 栏式压榨机 待榨物料置于由梯形截面的木条、钢条或多孔钢板围成
的圆筒内,加压时液体流出筒壁,沿筒壁外侧流向压榨机底 座的集液槽。由于筐式压榨机不用滤布,因此最适于非油料 的压榨,但榨出液常混杂一些固体碎片。
食品工业中,这类压榨机常用在果汁、菜汁的生产,用 于葡萄汁压榨时,最终的压榨压力一般为0.3~0.4 MPa,最 高时可达1.2~1.6 MPa。筐式压榨机也用于鲸脂、鱼脂以及 其它不需高压的油脂压榨。
影响打浆机工作的因素与其调整
物料在打浆机中擦碎的程度与下列因素有关 :物 料本身性质、轴的转速、筛孔直径、筛孔面积占 筛筒总面积百分率、导程角的大小和棍棒与筛筒 内壁之间的距离等有关。
筛孔直径为0.4—1.5毫米,原料不同和加工要求 不同时可调换不同孔径的筛筒,筛孔直径越小则 打浆效果越好,但生产能力下降;
分离机械与ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ备
概述
食品生产的分离操作是将不同物理、化学等属性的物质, 根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特 点而将物质分开的一种操作过程。
发酵产品经常要经过分离纯化才能进入下一工序。 比如:淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分离;纯净 水的制备;蛋白质的提纯以及提取天然有效成份等。要运用一 定的物理或化学方法,采用适当的分离机械与设备来实现。

第三章分离3_10-4-9

第三章分离3_10-4-9

1. 惯性离心力Fc 惯性离心力F 2. 向心力Fb:与重力场中 向心力F 的浮力相当, 的浮力相当,其方向为 沿半径指向旋转中心 3. 阻力Fd:与颗粒径向运 阻力F 动方向相反, 动方向相反,其方向为 沿半径指向中心
如果球形颗粒的直径为d、密度为ρs, 流体密度为ρ 颗粒与中心轴的距离为R 切向速度为 颗粒与中心轴的距离为R,切向速度为uT 则
颗粒在离心力场中的受力分析
当流体带着颗粒旋转时,如果 当流体带着颗粒旋转时,如果ρs>ρ,则惯性离心力将 , 会使颗粒在径向上与流体发生相对运动而飞离中心 惯性离心力场中颗粒在径向上也受到三个力的作用, 惯性离心力场中颗粒在径向上也受到三个力的作用,
u 阻力 Fd 离心力 Fc
向心力F 向心力 b
9µB dc = πN e ρ s u i
ui↑,dC↓,η↑ , , 说明提高进口气速可提高分离效率。 说明提高进口气速可提高分离效率。 对or错? or错
近壁处静压最高,筒体中心处压力最低,且这种低压内旋流 近壁处静压最高,筒体中心处压力最低, 由排气管入口一直延伸到锥底。 由排气管入口一直延伸到锥底。因此已降到器壁或落入灰斗 的颗粒会被气流重新卷起 器内气流速度越高, 气流重新卷起, 的颗粒会被气流重新卷起,器内气流速度越高,这种现象越 严重,影响效率。 严重,影响效率。 ui: 10~25m/s 上式中只要给出合适的N 此公式尚可使用,可计算d 上式中只要给出合适的 e值,此公式尚可使用,可计算 C 一般情况: 一般情况:Ne=0.5~3.0; 标准型:Ne=5.0 ; 标准型:
临界粒径是判断分离效率高低的重要依据。 临界粒径是判断分离效率高低的重要依据。
计算临界粒径的关系式, 计算临界粒径的关系式,可在如 下简化条件下推导出来 (1)进入旋风分离器的气流严格 按螺旋形路线作等速运动, 按螺旋形路线作等速运动,其切向 速度等于进口气速u 速度等于进口气速ui (2)颗粒向器壁沉降时,必须穿 颗粒向器壁沉降时,必须穿 过厚度等于整个进气宽度B 过厚度等于整个进气宽度B的气流 层,方能到达壁面而被分离 流情况下作自由沉降, (3)在层流情况下作自由沉降, 其径向沉降速度可用下式计算: 其径向沉降速度可用下式计算:

分离机械与设备课件

分离机械与设备课件

原料预处理(破碎或切片) 混合
分离
浸提溶剂的选择原则
(1)溶质的溶解度大,以为节省溶剂用量; (2)与溶质之间又足够大的沸点差,以便于回收利用; (3)溶质在溶剂的扩散阻力小,即扩散系数大和黏度小; (4)价廉易得,无毒,腐蚀性小等。
浸提理论
n 扩散现象:分子热运动随意弥散的宏观现象。 n 渗透现象:只允许溶剂通过,而不允许溶质通过的半透膜。 n 浸析现象:浸析膜除了能允许,物流滞留量低,易乳化 ,难分相的物系。
萃取设备的选择原则
(1)稳定性及停留时间 稳定性差 — 停留时间尽可能短—离心萃取器; 伴有较慢的化学反应时—停留时间长—混合-澄清槽。
(2)所需理论级数 需理论级数少(2~3级)— 各种萃取设备; 需理论级数4~5级 — 转盘塔、脉冲塔和振动筛板塔; 需理论级更多 — 离心萃取器或多级混合-澄清槽。
(3)物系的分散与凝聚特性 物系易乳化,不易分相 — 离心萃取器; 物系界面张力较小,或两相密度差较大— 重力流动式。
(4)生产能力 生产处理量小 — 填料塔或脉冲塔; 生产处理量大 — 筛板塔,转盘塔,混合-澄清槽等。
(5)防腐蚀及防污染要求 具有腐蚀性 — 结构简单的填料塔; 具有污染性 — 屏蔽性能良好的脉冲塔。
(5)搅拌填料塔
轻液出 1
2 3 轻液入
重液入
重液出
1.转轴 2.搅拌器 3.丝网填料
4.4.3 离心萃取器
机械密封 重相进
轻相出
优点:处理量大,效率较高
,提供较多理论级,结构紧
驱动槽轮
凑,占地面积小,应用广泛

轻相进
缺点:能耗大,结构复杂,
重相出
设备及维修费用高。
转鼓清洗通道栓塞

3.清洗、分选及分级机械与设备

3.清洗、分选及分级机械与设备

• 振动筛工作原理: 筛面做往复直线运动,物料沿筛面做正反 两个方向的滑动,筛面的往复运动能促进 筛上物料的自动分级,物料和杂质相对于 筛面运动的路程不同,从而使物料得到较 好分离。
立面圆振筛
一、结构及工作过程
• 高频振动筛结构: 1.筛体 2.进出料装置 3.传动及支承装置 4.吸风系统 5.机架
第三章 清洗、分选及分 清洗、 级机械与设备
块状果蔬清洗机
一、洗涤的作用原理
• 洗涤目的:去除物料或物品表面上的污垢。 • 洗涤步骤:初洗、消毒、刷洗。 • 洗涤方法:浸泡、喷水、刷子清洗、鼓风 清洗、振动清洗等。 • 常用设备:旋转滚筒式清洗机、刷式清洗 机、振动式清洗机、鼓风清洗机等。
• 洗涤去污过程: 1.洗涤前物料存在四种界面:污垢-物料、污 垢-污垢、污垢-空气、物料-空气。 2.侵入洗涤液后,空气界面被洗涤液取代。 洗涤液在污垢-物料及污垢-污垢界面之间形 成薄膜,减弱污垢与物料表面黏附作用。 3. 施加机械力使界面流动,彻底切断污垢与 物料之间的黏附力,迅速除去污垢。 4.洗涤完后的物料再用清水清洗,彻底除去 可能重新附着于物料表面的污垢,避免再 污染现象。
一、吸式编织板去石机的结构
• 结构组成: 振动体、支承装置、吸风系统和机架。 • 工作原理: 物料由进料机构送至去石板的预分区,在振动作 用下,筛上物料呈纯上行体制,连续不断地将物 料送向去石板的聚集段。物料在聚集段受到振动 和垂直于去石板面的气流作用,分成悬浮于板面 的上料层和接触板面的下料层。物料在振动和气 流的作用下,不断向上跳动、上爬,进入精选段, 在精选段反吹气流作用下,粮粒被吹回聚集段, 而石子、泥块经过精选段后由出石口排出。
• 工作过程: 原料进机后,经过压力门、分料器,将物 料分成并联的两路,进入并联的两层筛面, 筛上物为净料,筛下物为杂质和杂质相近 的物料。筛下物合并后进入下一层筛面继 续筛选,在进料端和出料端设有吸风道, 吹洗和带走原料中的特轻杂质。
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1. 箱式压榨机
• 待榨物料用滤布袋包装后放进一组钢箱中,这些钢箱 置于压榨机的固定端板和活动端板之间。每个压榨箱均设有 排液栅板,面上铺有多孔滤垫,滤布袋就放在这些滤垫上。 在液压作用下,叠置在钢箱中的滤布袋作为一个整体受到挤 压。
•2. 板式压榨机 • 典型板式压榨机如图4.2所示 。它由四根直立钢柱做成坚固的压 榨支架,上有顶板下有底板,中间 夹有10~16块压榨板,距离75~25 mm。当液压活塞加压向上移动时 压榨板间的物料受到压缩,压榨初 期的压力较低,通常仅约几个兆帕 。当被榨取物料的体积逐渐缩小时 ,压力增加很快,可达到初期压力 的5~10倍。压榨后的残渣形成了组 织紧密而又坚实的榨饼。
分离的方法
1. 扩散式分离方法
蒸发、蒸馏、干燥等(根据挥发度或汽化点的不同); 结晶(根据凝固点的不同); 吸收、萃取、沥取等(根据溶解度的不同); 沉淀(根据化学反应生成沉淀物的选择性);
分离的方法
✓ 吸附(根据吸附势的差别); ✓ 离子交换(用离子交换树脂); ✓ 等电位聚焦(根据等电位pH的差别); ✓ 气体交换、热扩散、渗析、超滤、反渗透等(根据扩散
图 4.2 板式压榨机示意图
•3. 栏式压榨机 待榨物料置于由梯形截面的木条、钢条或多孔钢板围 成的圆筒内,加压时液体流出筒壁,沿筒壁外侧流向压榨机 底座的集液槽。由于筐式压榨机不用滤布,因此最适于非油 料的压榨,但榨出液常混杂一些固体碎片。
食品工业中,这类压榨机常用在果汁、菜汁的生产, 用于葡萄汁压榨时,最终的压榨压力一般为0.3~0.4 MPa, 最高时可达1.2~1.6 MPa。筐式压榨机也用于鲸脂、鱼脂以 及其它不需高压的油脂压榨。
2. 压缩—过滤和干燥
压榨的目是为了将固液相混合物分离; 固液混合物流动性好、易于泵送的可采用过滤分离,不
易用泵输送的应采用压榨分离;在过滤操作中,当滤饼 中液体需去除得更彻底些时,就需用到压榨操作。 在某些生产过程中,压榨效果与干燥相似,由于机械脱 水法通常较热处理法更经济,因此压榨作业一直被广泛 应用着。
5. 压榨设备类型
压榨设备按操作方式有间歇式和连续式两类。 间歇式压榨机:其加料、卸料等均是间歇进行的。具有结
构简单、安装费用低、操作压力易控制、能满足压榨过程 中压力由小到大逐渐增加的工艺要求等优点,适用于小规 模生产或传统产品的生产过程。间歇式压榨机主要为液压 压榨机,型式有箱式、板式、缸式、栏式和笼式等。 连续式压榨机主要型式:螺旋式、辊式和带式,连 续压榨 机可适用于不同生产规模的需要。
① 压缩比 为了使物料进入榨汁机后尽快受到压榨,螺杆的结构在
长度方向(从进料口向出料口方向)随着螺杆内径增大 而螺距减小。
螺杆的这种结构特点,使得螺旋槽容积逐渐缩小,其缩 小程度用压缩比来表示。压缩比是指进料端第一个螺旋 槽的容积与最后一个螺旋槽容积之比 。如国产GT6GS螺 旋连续榨汁机的压缩比为1:20。
第三章--分离机械与设备
பைடு நூலகம்2020年7月8日星期三
概述
食品生产的分离操作是将不同物理、化学等属性的物质, 根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特 点而将物质分开的一种操作过程。
发酵产品经常要经过分离纯化才能进入下一工序。
比如:淀粉、结晶或杂质等固形物料从原料液中的分离;纯净水 的制备;蛋白质的提纯以及提取天然有效成份等。要运用一定 的物理或化学方法,采用适当的分离机械与设备来实现。
速率差)
分离的方法
2.机械分离方法
过滤、压榨(根据截流性或流动性); 沉降(根据密度或粒度差)。沉降分离可分为重力沉降和
离心沉降分离。后者包括离心分离和旋流分离,分离设备 分别为离心机和旋流分离器。
分离的方法
✓ 磁分离(根据磁性差); ✓ 静电除尘、静电聚结(根据电特性); ✓ 超声波分离(根据对波的反映特性)。 ✓ 在以上分离方法中,过滤分离、离心分离和旋流分离被称
螺旋压榨机的结构 螺旋压榨机的操作 特点
1. 螺旋压榨机的结构 • 如图4.6所示,主要由压榨螺杆、圆筒筛、离合器、压 力调整机构、传动装置、汁液收集斗和机架组成。
图 4.6 螺旋压榨机
•(1)压榨螺杆 • 由两端的轴承8支承在机架上,传动系统使螺杆9在圆 筒筛6内作旋转运动(如图4.6所示)。
分离过程是食品加工中一个十分重要的操作。分
离过程的的费用通常占生产总成本的70%甚至更高。
概述
食品加工中典型的两大类混合物: ➢ 连续相为液体:
✓ 分散相为固体(固-液系统)、 ✓ 分散相为液体(液-液系统或液体混合物)和 ✓ 分散相为气体(气-液相系统)三种;
➢ 连续相为气体:
✓ 分散相为固体(固-气系统) ✓ 和分散相为气体(液-气系统)。
二、连续式压榨机
• 连续式压榨机的进料、压榨、卸渣等工序都是连续进 行的。食品工业中,最有代表性的这类压榨设备是螺旋压 榨机,其它还有带式压榨机和辊式压榨机等。辊式压榨机 主要在榨糖操作中应用,这里不作介绍。以下介绍螺旋压 榨机和带式压榨机。
螺旋压榨机 带式压榨机
(一)螺旋压榨机
• 螺旋压榨机是使用比较广泛的一种连续式压榨机,很 早就用来榨油、水果榨汁及鱼肉磨碎物的压榨脱水上。近年 来随着压榨理论研究的进展,以及设备本身的革新,使得该 设备的应用更加广泛。
为食品分离中的三大主要机械分离方法。
第一节 压榨机
一、概念 ➢ 压榨:通过机械压力将液相从液固两相混合物中分
离的操作称为压榨。
1. 压榨操作的特点
• 压榨是通过机械压缩力将液相从液固两相混合物中分 离出来的一种单元操作,在压榨过程中液相流出而固相截留 在压榨面之间。与过滤不同的是,压榨的压力是由于压榨面 的移动而不是由于物料泵送到一个固定的空间而施加的。
3. 压榨过程的工序
• 压榨过程主要包括加料、压榨、卸渣等工序。有时,由 于进料状态要求或为了提高压榨效率,需对物料进行必要的 预处理,如破碎、热烫、打浆等。
4. 压缩在食品工业中的典型应用 • 在食品工业上,压榨主要用于从可可豆、椰子、花生、 棕榈仁、大豆、菜子等种子或果仁中榨取油脂,以及从甘蔗 中榨取糖汁。压榨的另一个重要用途就是用来榨取如苹果和 柑橘之类的果汁。
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