第三章 固液分离技术
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第三章 固液分离技术
一、概述
1、应用
视频：餐饮垃圾变废为宝
视频：挤压式固液分离机
牛粪水每小时10立方米；猪粪水每小时约10-20立 方米；鸡粪水每小时约7立方米。
挤压式固液分离机的分离物
1、粪渣经分离后拌入草糠充分搅拌，加入菌种发 酵，造粒制成复合有机肥，其中含氮2.17％、含磷 1.86％、含钾1.15％、有机质20％。
饼层起主要过滤作用。
适合：固体含量﹥1g/L
（四）影响过滤性能的因素
1、混合物中悬浮微粒的性质和大小 悬浮微粒越大，粒子越坚硬，大小越均 匀，过滤速度越大。
△P
2、混合液的粘度
流体的粘度越大，固液分离越困难，过
滤速度就会降低。
混合液组成越复杂，浓 度越高，其粘度越大
3、操作条件
温度、pH、操作压力、滤饼厚度等的控制也 会影响固液分离速率。
（五）改善过滤性能的方法
1、助滤剂：是一种不可压缩的多孔物质，它 能使滤饼疏松。 如硅藻土
2、反应剂：如淀粉酶（淀粉做培养基）
三、离心 1、定义 借助离心机旋转所产生的离心力，使不同密 度、大小或形状的物质分离的技术。
（1）离心力
F=mω2r
ω（弧度/秒）：旋转角速度 r（cm）：离心机转子的半径 m（克）：质量
四、应用实例
以链霉素发酵液的预处理及固液分离技术为例，其 工艺过程如下：
链霉素
Hale Waihona Puke Baidu霉素
1944年，从灰色链霉菌培养液 中分离出来的一种碱性抗生素。 白色无定形粉末，易溶于水。 功效：用于结核杆菌感染
链霉素
进一步分 离纯化
发酵液
预处理
酸化液
过滤或离心
滤液
发酵液
预处理
酸化液
过滤或离心
滤液
1、用草酸将发酵液酸化至pH3左右
（1）发酵结束时，部分链霉素与菌丝 结合，酸处理促进其释放； （2）除钙离子 2、加三聚磷酸钠：除镁离子
3、70-75℃加热2min：蛋白变性凝固
思考题
名词解释：1、深层过滤 2、滤饼过滤
1、深层过滤 2、滤饼过滤
1、深层过滤
所用介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭和塑料颗粒等， 填充于过滤器内构成过滤层。悬浮液通过滤层时，固体 颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤液得以澄清。 过滤介质起主要过滤作用。 适合：固体含量﹤1g/L 颗粒直径：5-100μm
△P
深层过滤
2、滤饼过滤
过滤介质为滤布，当悬浮液通过滤布时，固体颗 粒被滤布所阻拦而逐渐形成滤饼，滤饼至一定厚度时 即起过滤作用，此时滤布主要起支撑作用。
（2）相对离心力RCF
是离心场转化为重力加速度的倍数。
mω2r RCF= mg
=
ω2r g
RCF的大小用重力加速度的倍数来表示，如 5000g
离心转速表示：
rpm：转/分钟
rcf（g）：重力加速度
换算关系
（2）使用注意事项：对称平衡
5、离心机使用时的注意事项
如：转头半径5cm
当离心转速为10,000rpm，如果对称管相差1g， 则离心力相差6kg；若离心转速为50,000rpm，则 离心力相差150kg。
2、同时可制成颗粒饲料，为鱼儿的好饲料。
3、供花卉、特种经济作物施肥，能改造土壤的有 机质。 4、液体发酵制沼气
2、方法
（1）过滤 （2）离心
二、过滤 （一）定义
借助过滤介质，在一定压力差△ P 作用 下，使液体通过，固体颗粒留下。
△P
（二）实现过滤操作的外力 1、重力 2、加压 3、抽真空
（三）种类
2、优点 （1）分离速率快 （2）分离效率高 （3）液相澄清度好
3、缺点
（1）设备投资高 （2）能耗大
4、种类
依据转速不同： （1）低速离心机：＜6,000rpm （2）高速离心机：＜25,000rpm （3）超速离心机：＞30,000rpm 依据温度控制不同： （1）普通离心机 （2）冷冻离心机
一、概述
1、应用
视频：餐饮垃圾变废为宝
视频：挤压式固液分离机
牛粪水每小时10立方米；猪粪水每小时约10-20立 方米；鸡粪水每小时约7立方米。
挤压式固液分离机的分离物
1、粪渣经分离后拌入草糠充分搅拌，加入菌种发 酵，造粒制成复合有机肥，其中含氮2.17％、含磷 1.86％、含钾1.15％、有机质20％。
饼层起主要过滤作用。
适合：固体含量﹥1g/L
（四）影响过滤性能的因素
1、混合物中悬浮微粒的性质和大小 悬浮微粒越大，粒子越坚硬，大小越均 匀，过滤速度越大。
△P
2、混合液的粘度
流体的粘度越大，固液分离越困难，过
滤速度就会降低。
混合液组成越复杂，浓 度越高，其粘度越大
3、操作条件
温度、pH、操作压力、滤饼厚度等的控制也 会影响固液分离速率。
（五）改善过滤性能的方法
1、助滤剂：是一种不可压缩的多孔物质，它 能使滤饼疏松。 如硅藻土
2、反应剂：如淀粉酶（淀粉做培养基）
三、离心 1、定义 借助离心机旋转所产生的离心力，使不同密 度、大小或形状的物质分离的技术。
（1）离心力
F=mω2r
ω（弧度/秒）：旋转角速度 r（cm）：离心机转子的半径 m（克）：质量
四、应用实例
以链霉素发酵液的预处理及固液分离技术为例，其 工艺过程如下：
链霉素
Hale Waihona Puke Baidu霉素
1944年，从灰色链霉菌培养液 中分离出来的一种碱性抗生素。 白色无定形粉末，易溶于水。 功效：用于结核杆菌感染
链霉素
进一步分 离纯化
发酵液
预处理
酸化液
过滤或离心
滤液
发酵液
预处理
酸化液
过滤或离心
滤液
1、用草酸将发酵液酸化至pH3左右
（1）发酵结束时，部分链霉素与菌丝 结合，酸处理促进其释放； （2）除钙离子 2、加三聚磷酸钠：除镁离子
3、70-75℃加热2min：蛋白变性凝固
思考题
名词解释：1、深层过滤 2、滤饼过滤
1、深层过滤 2、滤饼过滤
1、深层过滤
所用介质为硅藻土、砂、颗粒活性炭和塑料颗粒等， 填充于过滤器内构成过滤层。悬浮液通过滤层时，固体 颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤液得以澄清。 过滤介质起主要过滤作用。 适合：固体含量﹤1g/L 颗粒直径：5-100μm
△P
深层过滤
2、滤饼过滤
过滤介质为滤布，当悬浮液通过滤布时，固体颗 粒被滤布所阻拦而逐渐形成滤饼，滤饼至一定厚度时 即起过滤作用，此时滤布主要起支撑作用。
（2）相对离心力RCF
是离心场转化为重力加速度的倍数。
mω2r RCF= mg
=
ω2r g
RCF的大小用重力加速度的倍数来表示，如 5000g
离心转速表示：
rpm：转/分钟
rcf（g）：重力加速度
换算关系
（2）使用注意事项：对称平衡
5、离心机使用时的注意事项
如：转头半径5cm
当离心转速为10,000rpm，如果对称管相差1g， 则离心力相差6kg；若离心转速为50,000rpm，则 离心力相差150kg。
2、同时可制成颗粒饲料，为鱼儿的好饲料。
3、供花卉、特种经济作物施肥，能改造土壤的有 机质。 4、液体发酵制沼气
2、方法
（1）过滤 （2）离心
二、过滤 （一）定义
借助过滤介质，在一定压力差△ P 作用 下，使液体通过，固体颗粒留下。
△P
（二）实现过滤操作的外力 1、重力 2、加压 3、抽真空
（三）种类
2、优点 （1）分离速率快 （2）分离效率高 （3）液相澄清度好
3、缺点
（1）设备投资高 （2）能耗大
4、种类
依据转速不同： （1）低速离心机：＜6,000rpm （2）高速离心机：＜25,000rpm （3）超速离心机：＞30,000rpm 依据温度控制不同： （1）普通离心机 （2）冷冻离心机