第二篇第二章过滤、离心与膜分离设备案例
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生物工程设备05过滤离心与膜分离设备
式中： m: 待处理悬浮液量(kg); m1: 湿滤渣(kg); V: 滤液体积（m3）;
mx1=m1(1-x2) x1：固相浓度（W%）;
x2:湿度（W%）; ρ:密度（kg/ m3 ）
2 板框压滤机选择及台数 n
滤框体积
Vp=NxAxBxH
其中：A、B、H 分别是滤框的有效高度、宽度和厚度（m）
待处理的物料以一定压力由进料管 经底部空心轴进入鼓底，靠圆形折转 挡板 1 分布于鼓四周。鼓内设有十字 形挡板 3，液体在鼓内由挡板被加速 到转鼓速度，在离心力场作用下，乳 浊液（或悬浮液）沿轴向上流动的过 程被分成轻液相和重液相，通过上方 溢环状流口排出。
真空和压缩空气管路相连通。
工作过程 过滤区：
转鼓中下面的一些过滤室与料液相接触。过滤室与真空系
统相通，于是料液中的固体粒子被吸附在滤布的表面而形成滤 渣层，滤液被吸入鼓内经导管和分配头排至滤液贮罐中。 洗涤及脱水区：
当转鼓从料液槽中转出后，洗涤水喷嘴将洗涤水喷向鼓上的 滤渣层进行洗涤。同于处在真空情况下，于是洗涤水和滤渣的 残余水分不断地被抽入鼓内，并通过分配头将其引入另一贮罐 中。 卸渣及再生区：
洗饼完毕，油压机将板框拉开，使滤框下降。开动滤饼推板， 框内滤饼以水平方向推出落下。
传动装置带动环形滤布绕一系列转轴旋转，达到洗滤布的目 的。
滤框复位，重新压紧，完成一个操作周期。
（四）板框压滤机的工艺计算 1 物料衡算
总物料衡算
滤液物料衡算
m=m1+Vρ
滤渣物料衡算
m(1-x1)-m1x2=Vρ
－暗流，S－手动压紧，Y－液压压紧；代号下面的数字表示过 滤面积、内框尺寸及框的厚度。如 BMY60/810-25 表示明流液 压压紧的板框压滤机，过滤面积 60m2,内框尺寸 810×810mm, 内框尺寸 25mm。
2011第二篇 第二章 离心膜
（2）紧急停车
凡遇以下情况之一，应迅速关闭进料阀，紧急停机： ① 液力联轴器喷油。 ② 出现异常声响和振动。 ③ 齿轮箱周围空气温度过高。 ④ 操作电流突然升高。 ⑤ 其它异常现象。 返回
膜分离设备
用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量（包括压力 差、浓度差、电位差等）或化学位差为推动力，对双组分或多 组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法，统称 为膜分离法。
离心分离因数 物料在离心机中所受离心力为：
2 m vT FP gr vT 2rn 60
增加转速来增大离心 力比增加转鼓直径更 有效，这也就是管式 离心机的理论基础
m 2 rn 2 m rn2 FP 900g 900
离心分离因数：
2 FP rn 2 vT f m 900 gr
3．运行过程检查及注意事项 （1）在离心机运行中，应经常检查各转动部位的轴承温 度、各连接螺栓有无松动现象以及有无异声和强烈振动等。 （2）离心机在正常运行工况下，噪声的声级不得超过 85Db。 （3）对于成品使用的离心机，在没有进行仔细的计算和 校核以前，不得随意改变其转速，更不允许在高速回转的转 子上进行补焊、拆除或添加零件和重物。 （4）离心机的盖子在未盖好以前，禁止启动。禁止以任 何物体、任何形式强行使离心机停止转动。
1 电机支架 2 驱动装置 3 环形隔板 4 排液管 5 轻液 6 重液 7 转鼓 8 固体 9 制动器 10 机架 11 液体入口
转鼓正常运转后，被分离物料自进料管进入转鼓下部， 在强大离心力的作用下将两种液体分离。重相液经分离 头孔道喷出，进入重相液收集器，从排液管排出；轻相 液经分离头中心部位轻相液口喷出，进入轻相液收集器 从排出管排出。轻、重液相在转鼓内的分界面位置，可 通过改变孔径大小进行调整。
生物工程设备过滤离心膜分离
膜的分类与选择
膜的分类
根据孔径大小和制备方法的不同，滤膜可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗 透膜等。
膜的选择
选择合适的滤膜需要根据实际需求，如分离粒径、通量、截留率、耐温性、化 学稳定性等指标进行综合考虑。
过滤离心膜分离过程
01
02
03
预处理
对原水或物料进行预处理， 去除大颗粒物和杂质，以 保证后续过滤和分离效果。
优化操作参数
根据不同过滤离心膜分离的需求，优 化操作参数，如温度、压力、流量等， 以提高膜分离的效率和效果。
控制离心速度
根据不同过滤离心膜分离的需求，控 制离心机的速度，以保证膜分离的稳 定性和效果。
后处理
清洗和再生
对过滤离心膜进行清洗和 再生，以延长膜的使用寿 命和提高膜分离的效率。
检测和监控
对过滤离心膜分离过程进 行检测和监控，以保证膜 分离的稳定性和效果。
优化工艺参数
根据实际运行情况，不断 优化工艺参数，以提高膜 分离的效率和效果。
04
过滤离心膜分离技术在生物 工程中的应用案例
在细胞培养中的应用
细胞悬浮生长
过滤离心膜分离技术可用于细胞悬浮培养，通过膜孔径大小控制细胞生长环境， 促进细胞增殖和产物表达。
细胞贴壁培养
在细胞贴壁培养过程中，过滤离心膜分离技术能够提供适当的细胞生长表面积和 气体交换，保持细胞活性。
生物工程设备过滤离心膜分 离
目录
• 生物工程设备过滤离心膜分离概 述
• 过滤离心膜分离技术原理 • 生物工程设备过滤离心膜分离流
程
目录
• 过滤离心膜分离技术在生物工程 中的应用案例
• 过滤离心膜分离技术的发展趋势 与挑战
01
过滤与离心设备课件PPT
（四）板框压滤机工艺计算
1. 物料衡算
总物料衡算 m=m1＋Vρ ）－m 滤液物料衡算 m（1－x1）－m1x2=Vρ 滤渣物料衡算 mx1=m1（1－x2） 由此可计算得每批操作得到的滤液量、 由此可计算得每批操作得到的滤液量、滤 渣量及滤渣中的液体含量。 渣量及滤渣中的液体含量。
2．板框压滤机选择及台数
滤板和滤框
滤板和滤框一般由铸铁铸成， 滤板和滤框一般由铸铁铸成，也可由硬 橡胶、塑料等制成。 橡胶、塑料等制成。 无菌过滤时，一般应采用不锈钢制造。 无菌过滤时，一般应采用不锈钢制造。 每台板框压滤机有一定的总框数， 每台板框压滤机有一定的总框数，其数 目由生产能力和悬浮液固体浓度确定， 目由生产能力和悬浮液固体浓度确定， 需要框数少时，可插入盲板 盲板以切断滤浆 需要框数少时，可插入盲板以切断滤浆 流通的孔道。 流通的孔道。
IFP自动板框压滤机工作原理图 IFP自动板框压滤机工作原理图
（l）过滤与洗饼 ）
（2）降框、卸饼及洗刷滤布 ）降框、
全自动板式 密闭过滤机
自动压滤机结构复杂，价格昂贵， 自动压滤机结构复杂，价格昂贵，在 一定程度上限制了它的应用和发展。 一定程度上限制了它的应用和发展。
板框压滤机的选用步骤
板框压滤机的型号
BAY4/450BAY4/450-30U BMS、BAS、 常用的板框压滤机有 BMS、BAS、 BMY及 BAY等类型 等类型。 BMY及 BAY等类型。 表示板框压滤机、 其中 B表示板框压滤机、 M表示明 表示暗流、 表示手动压紧、 流、A表示暗流、S表示手动压紧、 表示液压压紧。 Y表示液压压紧。
凹腔板式压滤机示意图
板式密闭过滤机
板 式 压 滤 机
板式或板框式压滤机结构简单， 板式或板框式压滤机结构简单，价格 过滤面积大，耐受压力高， 低，过滤面积大，耐受压力高，动力 消耗小。 消耗小。 适用于较难处理物料的过滤。 适用于较难处理物料的过滤。 这种压滤机不能连续操作， 这种压滤机不能连续操作，劳动强度 辅助操作时间长，滤布易损坏。 大，辅助操作时间长，滤布易损坏。
过滤离心膜分离.
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卸料离心机的结构及操作
动画演示
过滤设备
离心分离设备的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 以等效时间放大 等效时间：依据离心 力和离心时间的乘积来 估计离心分离的难易程 度。
• 以几何特征参数放大 对于管式离心机，其 几何特征参数
2lr 2 2 C g
te
2 r0
g
t
对于碟片式离心机，其 几何特征参数
2Z 2 3 3 C r2 r1 ctg 3g
过滤设备
膜离心设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
板框式压滤机操作过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卸料离心机的结构及操作
动画演示
过滤设备
离心分离设备的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 以等效时间放大 等效时间：依据离心 力和离心时间的乘积来 估计离心分离的难易程 度。
• 以几何特征参数放大 对于管式离心机，其 几何特征参数
2lr 2 2 C g
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2 r0
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对于碟片式离心机，其 几何特征参数
2Z 2 3 3 C r2 r1 ctg 3g
过滤设备
膜离心设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
板框式压滤机操作过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
第二篇第二章过滤与分离设备
④孔径范围宽 （1~20）× 103 µm ）
缺点：操作压力低。 缺点：操作压力低。 平板膜不超过0.7MPa， 平板膜不超过 ， 中空纤维膜为0.17 MPa。 中空纤维膜为 。
2.几种常用膜 几种常用膜
几种常用膜的适用范围
膜材料 醋酸纤维 聚丙烯腈 聚烯烃 聚砜 聚醚砜 pH范围 范围 3~8 2~10 1~13 1~13 1~13 使用的上限 温度/℃ 温度 ℃ 40~45 45~50 45~50 80 90 适用膜类型 反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
（四）螺旋卷式膜分离器
结构：将膜、支撑材料、膜间隔卷成膜组。 结构：将膜、支撑材料、膜间隔卷成膜组。若干膜组顺次连接 膜组 装入外壳内。 装入外壳内。 操作： 操作： 料液在膜 表面通过间隔 材料沿轴向流 动，由于两张 平板膜中夹入 导流层， 导流层，使透 过液则沿螺旋 形流向中心管。 形流向中心管。 中心管为多孔 滤液收集管。 滤液收集管。
螺旋卷式膜分离器
材料：中心管可用钢、不锈钢或聚氯乙烯管制成， 材料：中心管可用钢、不锈钢或聚氯乙烯管制成，管上钻小 透过液侧的支撑材料采用玻璃微粒层， 孔。透过液侧的支撑材料采用玻璃微粒层，两面衬以 微孔涤纶布， 微孔涤纶布，间隔材料应考虑减少浓差极化及降低压 力降。 力降。 优点：膜面积大，湍流状况好，换膜容易。适用于反渗透。 优点：膜面积大，湍流状况好，换膜容易。适用于反渗透。 缺点：是流体阻力大，清洗困难。 缺点：是流体阻力大，清洗困难。 不论采用何种形式的膜分离装置， 不论采用何种形式的膜分离装置，都必须对料液进行预处 除去其中的颗粒悬浮物、胶体和某些不纯物， 理，除去其中的颗粒悬浮物、胶体和某些不纯物，必要时 还应包括调节pH和温度 和温度， 还应包括调节 和温度，这对延长膜的使用寿命和防止 膜孔堵塞是非常重要的。膜清洗技术的发展， 膜孔堵塞是非常重要的。膜清洗技术的发展，大大推动了 膜技术的应用。 膜技术的应用。
第二章_细胞破碎技术
革兰氏阳性菌的细胞壁较厚，肽聚糖占 40 ％一 90％，其余是多糖和磷壁酸。 革兰氏阴性菌的肽聚糖层较薄，最外面还有一 较厚的外壁层，外壁层主要由脂蛋白，脂多糖 组成。
破碎细菌的主要阻力是来自于肽聚糖的网 状结构，其网状结构的致密程度和强度取决 于聚糖链上所存在的肽键的数量和其交联的 程度，如果交联程度大，则网结构就致密。
W S K 卧 式 高 效 全 能 珠 磨 机
ZM 系 列 卧 式 密 闭 珠 (砂) 磨 机
（三）超声破碎法 工作原理：利用超声波振荡器发射的1525kHz的超声波处理细胞悬浮液，由于超 声波的空化作用而使细胞破碎。 特点：超声波振荡容易引起温度的剧烈 上升，操作时可以在细胞悬浮液中投入 冰或在夹套中通入冷却剂进行冷却。
二、植物细胞
真核细胞具有真正的细胞核，其结构要比 原核生物复杂的多。和原核细胞一样，真 核细胞也具有一层细胞膜。 除了细胞膜，真核细胞具有一些有特殊作 用的细胞器。 植物和大多数真菌具有细胞壁。
动 物 细 胞 模 式 图
植 物 细 胞 模 式 图
对于已停止生长的植物细胞来说，其细胞 壁可分为初生壁和次生壁两部分。初生壁 是细胞生长时期形成的。次生壁是细胞停 止生长后，在初生壁内部形成的结构。
一、微生物细胞
细胞外层结构
革兰氏阴性菌（Gram-negative），泛指革兰氏染色反应呈红色的细菌。葡萄 球菌、链球菌。 革兰氏阳性菌（Gram Positive）是能够用革兰氏染色染成深蓝或紫色的细菌。 大肠杆菌。
各种微生物细胞壁的结构及组成
微生物 壁厚（nm） 层 革兰式阳性菌 革兰式阴性菌 酵母 20～80 单层 肽聚糖(40~90%) 多糖 胞壁酸 主要组成 蛋白质 脂多糖 破碎难易程度 难 10～25 100～300 多层 多层 肽聚糖(5~10%) 葡聚糖(30~40%) 脂蛋白 甘露聚糖 （30％） 脂多糖 磷脂 蛋白质 蛋白质 脂类 相对易 最难
第二篇第二章过滤离心与膜分离设备
离
设
备
第四页，编辑于星期五：十八点 九分。
第二节 过滤设备
过 一、板框式压滤机 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框压滤机结构图
第五页，编辑于星期五：十八点 九分。
第六页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备
过 ➢ 板框式压滤机 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
第七页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备 ➢ 板框式压滤机操作过程
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤阶段
第八页，编辑于星期五：十八点 九分。
洗涤阶段
第九页，编辑于星期五：十八点 九分。
过滤设备
MS、BAS、BMY、BAY类型。
离
心
与
明流 过滤面积 框厚度
膜
BMS 40/635-25
➢ 分离原理与分离因数 ➢ 常用离心机结构及选型
❖ 膜分离设备
➢ 膜分离方法
➢ 膜分离设备
第五十一页，编辑于星期五：十八点 九分。
心 与
•几种常用膜
膜
分
膜材料
离
醋酸纤维
设
聚丙烯
备
聚烯烃
聚砜
几种常用膜的适用范围
pH范围
使用的上限温度
3～8
40～45
2～10
45～50
1～13
45～50
1～13
80
适用膜类型 反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
聚醚砜
1～13
90
超滤膜
第三十八页，编辑于星期五：十八点 九分。
膜心离设备
过 ➢ 膜分离过程 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
分
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真空过滤机
水平回转翻盘式真空过滤器
动画演示
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
离心分离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤离心分离设备 离心分离设备 沉降式离心分离设备
1.织物介质(滤布)：由棉、毛、麻等织成的天然纤维滤布和 合成纤维滤布；
2.粒状介质：硅藻土、珍珠岩石、细砂、活性碳、白土； 3.多孔固体介质：多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等。
第二节 过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
一、板框式压滤机
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
反渗透
进料 膜 水 进料
超滤
贫气 膜 富气
微过滤
气体透过
膜心离设备
过 反渗透原理 滤 、 离 心 与 半透膜 膜 分 (a) 渗透 离 设 备
渗 透 压
压力
半透膜
半透膜
(b) 平衡点和渗透压
(c) 反渗透
膜心离设备
过 超滤工作原理 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 超滤 滤 超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何 、 化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、 离 冰冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变 心 化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。 与 膜 在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分 分 子的脱盐、脱水和浓缩等。 离 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。 设 备 对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
③超速离心机，f＞50000，适用于分散度较高的乳浊液 的分离。
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式离心机的结构及操作
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的结构及操作
膜心离设备
膜心离设备 过
第二章 过滤、离心与 膜分离设备
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
第一节 过滤速率的强化
一、发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
膜
• 工业应用膜应具有的条件： 1. 较大的透过性； 2. 较高的选择性； 3. 机械强度好、耐热、化学性能稳定；4. 不被细菌污染 •几种常用膜
膜材料
醋酸纤维 聚丙烯 聚烯烃 聚 砜 聚醚砜 几种常用膜的适用范围 pH范围 使用的上限温度 3～8 2～10 1～13 1～13 1～13 40～45 45～50 45～50 80 90
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
进料 杂质 膜
纯化液 渗析液 进料
渗透
透析
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法
盐水 进料 膜
浓缩液 水
进料 膜
浓缩液 水
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
和杂蛋白质，降低液体黏度，实现有效分离。
方法：
1.加热 2.凝聚和絮凝 3.加入盐类 4.调节pH 5.加入助滤剂
过滤速率的强化
二、过滤介质选择 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤介质特性：所能截留的固体粒子的大小和对滤液的
透过性。
常用过滤介质：
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 中空纤维式膜分离器
动画演示
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卷式膜分离器
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
各种膜装置性能的比较
型式
管式
优点
易清洗、无死角，适宜于处理含固体 较多的料液，单根管子可以调换 保留体积小，单位体积中所含过滤面 积大，可以逆洗，操作压力较低（小 于0.25MPa）动力消耗较低 单位体积中所含有过滤面积大，换新 膜容易 保留体积小，能量消耗介于管式和螺 旋卷绕式之间
板框压滤机 手动压紧 滤框规格
过滤设备
板式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
凹腔板式压滤机
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
IFP自动板框压滤机工作原理图
降框、卸饼及洗刷滤布
离心分离设备
离心分离原理与分离因数 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的分离原理分离因数 工业上根据离心分离因数大小将离心机分为三类： ①普通离心机，f＜3000，一般为600～1200，可用于分 离0.01 ～1.0mm固体颗粒；
②高速离心机，f＝3000～50000，可用于乳浊液的分离；
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
动画演示
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒真空过滤机
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒结构及工作原理 动画演示
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框式压滤机操作过程
过滤阶段
洗涤阶段
过滤设备
常用板框式压滤机类型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
通常有BMS、BAS、BMY、BAY类型。
明流 过滤面积 框厚度
BMS 40/635-25
适用膜类型
反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
膜心离设备
膜分离过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 板式膜过滤器
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式膜过滤器
膜心离设备
水平回转翻盘式真空过滤器
动画演示
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
小型过滤实验装置及过滤的放大 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
离心分离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤离心分离设备 离心分离设备 沉降式离心分离设备
1.织物介质(滤布)：由棉、毛、麻等织成的天然纤维滤布和 合成纤维滤布；
2.粒状介质：硅藻土、珍珠岩石、细砂、活性碳、白土； 3.多孔固体介质：多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料等。
第二节 过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
一、板框式压滤机
板框压滤机结构图
过滤设备
板框式压滤机 过
反渗透
进料 膜 水 进料
超滤
贫气 膜 富气
微过滤
气体透过
膜心离设备
过 反渗透原理 滤 、 离 心 与 半透膜 膜 分 (a) 渗透 离 设 备
渗 透 压
压力
半透膜
半透膜
(b) 平衡点和渗透压
(c) 反渗透
膜心离设备
过 超滤工作原理 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 超滤 滤 超滤技术的优点是操作简便，成本低廉，不需增加任何 、 化学试剂，尤其是超滤技术的实验条件温和，与蒸发、 离 冰冻干燥相比没有相的变化，而且不引起温度、pH的变 心 化，因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。 与 膜 在生物大分子的制备技术中，超滤主要用于生物大分 分 子的脱盐、脱水和浓缩等。 离 超滤法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制剂。 设 备 对于蛋白质溶液，一般只能得到10～50％的浓度。
③超速离心机，f＞50000，适用于分散度较高的乳浊液 的分离。
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式离心机的结构及操作
离心分离设备
常用离心机结构及选型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的结构及操作
膜心离设备
膜心离设备 过
第二章 过滤、离心与 膜分离设备
过滤、离心与膜分离设备
过滤速率的强化
发酵液的预处理
离心分离设备
分离原理与分离因数
常用离心机结构及选型
过滤介质选择
过滤设备
膜分离设备
膜分离方法
板框式及板式压滤机
真空过滤机
膜分离设备
第一节 过滤速率的强化
一、发酵液的预处理 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
膜
• 工业应用膜应具有的条件： 1. 较大的透过性； 2. 较高的选择性； 3. 机械强度好、耐热、化学性能稳定；4. 不被细菌污染 •几种常用膜
膜材料
醋酸纤维 聚丙烯 聚烯烃 聚 砜 聚醚砜 几种常用膜的适用范围 pH范围 使用的上限温度 3～8 2～10 1～13 1～13 1～13 40～45 45～50 45～50 80 90
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法 常见的膜分离过程有渗透、透析、电渗析、反渗透、
微过滤、超滤、气体透过等。
进料 稀释液 膜
浓缩液 浓缩液
进料 杂质 膜
纯化液 渗析液 进料
渗透
透析
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 膜分离方法
盐水 进料 膜
浓缩液 水
进料 膜
浓缩液 水
目的：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子
和杂蛋白质，降低液体黏度，实现有效分离。
方法：
1.加热 2.凝聚和絮凝 3.加入盐类 4.调节pH 5.加入助滤剂
过滤速率的强化
二、过滤介质选择 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤介质特性：所能截留的固体粒子的大小和对滤液的
透过性。
常用过滤介质：
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 中空纤维式膜分离器
动画演示
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 螺旋卷式膜分离器
膜心离设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
各种膜装置性能的比较
型式
管式
优点
易清洗、无死角，适宜于处理含固体 较多的料液，单根管子可以调换 保留体积小，单位体积中所含过滤面 积大，可以逆洗，操作压力较低（小 于0.25MPa）动力消耗较低 单位体积中所含有过滤面积大，换新 膜容易 保留体积小，能量消耗介于管式和螺 旋卷绕式之间
板框压滤机 手动压紧 滤框规格
过滤设备
板式压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
凹腔板式压滤机
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
过滤设备
自动板框压滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
IFP自动板框压滤机工作原理图
降框、卸饼及洗刷滤布
离心分离设备
离心分离原理与分离因数 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 碟式离心机的分离原理分离因数 工业上根据离心分离因数大小将离心机分为三类： ①普通离心机，f＜3000，一般为600～1200，可用于分 离0.01 ～1.0mm固体颗粒；
②高速离心机，f＝3000～50000，可用于乳浊液的分离；
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
动画演示
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒真空过滤机
过滤设备
真空过滤机 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
转筒结构及工作原理 动画演示
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
滤板和滤框
过滤设备
过 滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
板框式压滤机操作过程
过滤阶段
洗涤阶段
过滤设备
常用板框式压滤机类型 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
通常有BMS、BAS、BMY、BAY类型。
明流 过滤面积 框厚度
BMS 40/635-25
适用膜类型
反渗透膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜 超滤膜
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膜分离过程 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 板式膜过滤器
膜心离设备
膜分离设备 过
滤 、 离 心 与 膜 分 离 设 备
• 管式膜过滤器
膜心离设备