食品工程原理过滤实验分析报告.doc

食品工程原理实验报告 过滤实验 1 实验目的 了解板框过滤机的构造、流程和操作方法； 测定某一压力下过滤方程的过滤常数K、qe、τe值，增进对过滤理论的理解； 测定洗涤速率与最终过滤速率间的关系。 2 基本原理 恒压过滤是在恒定压力下，使悬浮液中的液体通过介质产生滤液，而固体粒子被过滤介质截留，形成一定厚度的滤饼，从而达到液－固分离的目的操作。当过滤介质阻力及滤饼阻力都不能忽略时，恒压过滤方程如下： （5－1） 或者 （5－2） 且已知 q=V/A(m3/m2)； qe=Ve/A(m3/m2) 2.1 过滤常数K、qe、τe的测定方法 将式（5－2）微分得直线 （5—3） 由于难以测得，实际可用代替。即，以为纵坐标，以为横坐标作图，得到一条直线。直线的斜率为，截距为，进而可求出K、的值；再以代入式（5－2），即可求得。 2.2 洗涤速率与最终过滤速率关系的测定 在一定压强下，洗涤速率是恒定不变的，因此它的测定比较容易。它可以在水流量流出正常后开始计量，计量多少也可根据需要决定。洗涤速率为单位时间所得的洗液量。显然： 式中：——洗液量，；——洗涤时间，s。 ， 均可由试验测得，即可算出 最终过滤速率的测定则比较困难，因为它是一个变数，为了测得比较准确，我们建议过滤操作要进行到滤框全部被滤渣充满才停止（可以从滤液量显著减少来估计，此时滤液出口出的液流由满管变成残状而下）。可得恒压过滤方程的最终过滤速率为： 式中：V—整个过滤时间内所得的滤液总量； q—整个过滤时间内通过单位过滤面积所得的滤液总量。 3 实验装置与流程 本实验装置GL200B由空压机、配料槽、压力料槽、板框过滤机等组成，其流程示意如图5-1。 MgCO3 的悬浮液在配料桶内配制一定浓度后，利用压差送入压力槽中，用压缩空气加以搅拌使MgCO3不致沉降，同时利用压缩空气的压力将滤浆送入板框压滤机过滤，滤液流入量筒计量，压缩空气从压力槽上排空管中排出。 板框压滤机的结构尺寸：框厚度23.5mm，每个框过滤面积0.0177m3，框数2个。 空气压缩机规格型号：风量0.06m3/min，最大气压0.8Mpa。 图5-1 板框压滤机过滤流程 4 实验步骤 4.1 试验准备 4.1.1配料 在配料罐内配制含MgCO32%~3%的水悬浮液，MgCO3事先由天平沉重，水位高度按标尺示意，筒身直径35mm。配置时，应将配料罐底部阀门关闭。 4.1.2 搅拌 开启空压机，将压缩空气通入配料罐（空压机的出口小球阀保持半开，进入配料罐的两个阀门保持适当开度），使MgCO3悬浮液搅拌均匀。搅拌时，应将配料罐的顶盖合上。 4.1.3 设定压力 分别打开进压力罐的三路阀门，空压机过来的压缩空气经各定值调节阀分别设定为0.1、0.2、0.3MPa（出厂已设定，实验时不需要再调压。若欲作0.25MPa以上压力过滤，需再调压力罐安全阀）。设定定值调节阀时，压力罐泄压阀可略开。建议第一次操作压力控制在0.1MPa（表压），第二次控制在0.2MPa（表压）。 4.1.4 装板框 按板、框的钮数1-2-3-2-1-2-3…的顺序排列好板框过滤机的板与框。正确装好滤板、滤框及滤布。滤布使用前用水浸湿，滤布要绷紧，不能起皱。滤布紧贴滤板，密封垫贴紧滤布，以免漏液，然后用压紧螺杆压紧板和框。（注意：用螺旋压紧时，千万不要把手指压伤，先慢慢转动手轮使板框合上，然后再压紧）。 4.1.5 灌清水 向清水罐通入自来水，液面打视镜2/3高度左右。灌清水时，应将阀门处的泄压阀打开。 4.1.6 灌料 在压力罐泄压阀打开的情况下，打开配料罐和压力罐间的进料阀门，使料浆自动出配料桶流入压力罐至其视镜1/2~2/3处，关闭进料阀门。 4.2 过滤过程 4.2.1 鼓泡 通压缩空气至压力罐，使容器内料浆不断搅拌。压力料槽的排气阀应不断排气，但又不能喷浆。 4.2.2 过滤 将中间双面板下通孔切换阀开到通孔通路状态。打开进板框前料液进口的两个阀门，打开出板框后清液出口球阀。此时，压力表表示过滤压力，清液出口流出滤液。 每次实验应在滤液从汇集管刚流出的时候作为开始时刻，开始用秒表记录时间，计量筒中液面升至500~700mL记录一次时间，使时间不至于中断。即每次ΔV取500~700mL，记录相应的过滤时间Δ?。当滤液流速渐慢，呈细线状流出，表明滤渣已充满整个滤框，关闭滤浆进口阀门，停止过滤实验。 量筒交换接滤液是不要流失滤液，等量筒内滤液静止后读出ΔΔV约600mL时交替换量筒，这时量筒内