вещество, не содержащее примесей и обладающее постоянством физических и химических свойств.
Фильтрование очень часто применяется в повседневной жизни. Например, наливая чай из заварника, обычно используют специальное сито, которое задерживает частицы заварки. Схожим образом отфильтровывают, например, мякоть сухофруктов из компота. Подобных примеров много. Фильтрование можно применять также для разделения неоднородных смесей, состоящих из твердых веществ. Так, для выделения, например, поваренной соли из ее смеси с песком смесь взбалтывают в воде. Поваренная соль прекрасно растворяется, а песок остается на дне в качестве осадка. Чтобы отделить песок от воды, применяют метод фильтрования. Смесь наливают на специальный бумажный фильтр, который легко пропускает мелкие частицы раствора, но в то же время не пропускает гораздо большие по размеру частицы песка. Таким образом, песок остается на фильтровальной бумаге, а прозрачный раствор из поваренной соли проходит через фильтр.
1. Общие сведения
Фильтрованием называется процесс разделения суспензий, пылей и туманов через пористую, так называемую фильтровальную перегородку, способную пропускать жидкость или газ, но задерживать взвешенные в них частицы. Фильтрование осуществляется под действием разности давлений перед фильтрующей перегородкой и после нее или в поле центробежных сил.
От правильного выбора фильтровальной перегородки во многом зависят производительность фильтра, чистота получаемого фильтрата.
В качестве пористых перегородок используются:
- зернистые материалы: песок, уголь, асбест и др.;
- ткани: шерстяные (в основном грубошерстные), хлопчатобумажные (бязь, фланель), минеральные (асбестовая ткань), металлотканые (металлические сетки);
- жесткие пористые перегородки (в основном керамические).
Очистное фильтровани
продуктового фильтрования
Интенсивность фильтрования зависит от качества суспензий, полученных на предыдущих стадиях технологического процесса: дисперсной системы с пониженным сопротивлением осадка, без смолистых, слизистых и коллоидных веществ.
Процесс фильтрования
По способу создания разности давления (движущей силы) различают фильтры, работающие под давлением, и фильтры, работающие под вакуумом.
Давление над фильтрующей перегородкой вызывает уплотнение осадка, в результате чего создается добавочное сопротивление, снижающее скорость фильтрования. Кроме того, создание герметичной конструкции над фильтрующей перегородкой осложняет процесс выгрузки осадка, в связи с чем в большинстве конструкций используют вакуум под фильтрующей перегородкой.
Использование процесса фильтрования при производстве пива
... сусла, сбраживание сусла пивными дрожжами, дображивание и созревание пива, фильтрование пива, розлив. Принципиальная технологическая схема производства пива представлена на рисунке 1. Перед дроблением солод ... освобождается от взвешенных в нем дрожжей, других микроорганизмов и мелкодисперсных частиц. Осветленное пиво охлаждается рассолом в теплообменнике 18, насыщается (при необходимости) диоксидом ...
По расположению слоя осадка относительно фильтрующей перегородки различают перегородки с верхним расположением осадка, вертикальным расположением и с расположением осадка под фильтрующей перегородкой.
Осадки, образующиеся при фильтровании, разделяют на несжимаемые и сжимаемые. Примером несжимаемых осадков могут служить частицы песка, кристаллы карбоната кальция, их пористость в не меняется процессе фильтрования. Примером сжимаемых осадков могут служить осадки гидроокисей металлов, их пористость уменьшается при фильтровании. Сжатие осадка ведет к повышению гидравлического сопротивления, как следствие уменьшается скорость фильтрования. Для повышения пористости осадков к суспензиям добавляют реагенты, которые способствуют агрегированию мелких частиц. Фильтрация является эффективным методом разделения жидких неоднородных систем (взвесей, коллоидных растворов).
Метод широко применяется в различных сферах промышленности (в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей, горнорудной и др.), а также в лабораториях. Способ фильтрации также используется для очистки газообразных сред от жидких и твердых фракций.
2. Виды фильтрования
При разделении суспензий в зависимости от вида фильтровальной перегородки и свойств самой суспензии фильтрование может происходить с образованием осадка на поверхности перегородки, с закупориванием пор фильтрующей перегородки и с тем и другим явлениями одновременно (промежуточный вид фильтрования).
Фильтрование с закупориванием пор, Фильтрование с образованием осадка, Промежуточный вид фильтрования
3. Оборудование для фильтрования
фильтрование технологический смесь
Фильтры , используемые для разделения суспензии, работают как под вакуумом, так и под избыточным давлением, периодически и непрерывно. К фильтрам, работающим под давлением, предъявляют повышенные требования к механической прочности.
В фильтрах периодического действия осадок удаляется после прекращения процесса фильтрования, в фильтрах непрерывного действия — по мере необходимости без остановки процесса.
Нутч-фильтр, работающий как под вакуумом, так и под избыточным давлением, широко распространен в малотоннажных производствах. Выгрузка из него осадка механизирована. Для сброса осадка фильтр снабжен перемешивающим устройством в виде однолопастной мешалки. Для удаления осадка из фильтра на цилиндрической части корпуса предусмотрен люк.
Нутч-фильтр с перемешивающим устройством:
Суспензия и сжатый воздух подаются через раздельные штуцера, фильтрат удаляется через спускной кран. Фильтр снабжен предохранительным клапаном.
Цикл работы фильтра состоит из заполнения его суспензией, фильтрования суспензии под давлением, удаления осадка с фильтровальной перегородки при вращающейся мешалке и регенерации фильтровальной перегородки. В таких фильтрах может проводиться одновременно промывка осадка.
Рамный фильтр-пресс
барабанный вакуум-фильтр.
Разработка барабанного вакуум-фильтра
... или ткани, уложенной на решетке. После заполнения фильтра суспензией и включения вакуума фильтрат проходит сквозь перегородку, а осадок задерживается на ней. После фильтрования осадок промывают (если это необходимо) и удаляют из ...
Ленточный фильтр
Суспензия подается на фильтровальную ткань из лотка. Фильтрат под вакуумом отсасывается в камеры и отводится через коллектор в сборник. Промывная жидкость подается через форсунки на образовавшийся осадок и отсасывается в камеры, из которых через коллектор отводится в сборник.
На приводном барабане фильтрующая ткань отделяется от резиновой ленты и огибает направляющий ролик. При этом осадок соскальзывает с фильтровальной ткани и падает в сборник осадка.
При прохождении фильтровальной ткани между роликами 7 она промывается, просушивается и очищается.
Фильтрующие центрифуги
В фильтрующей центрифуге периодического действия суспензия загружается в барабан сверху. После загрузки суспензии барабан приводится во вращение. Суспензия под действием центробежной силы отбрасывается к внутренней стенке барабана. Жидкая дисперсионная фаза проходит через фильтровальную перегородку, а осадок выпадает на ней. Фильтрат по сливному патрубку направляется в сборник. Осадок после окончания цикла фильтрования выгружают вручную через крышку.
Конструкция фильтрующей центрифуги с перфорированным барабаном аналогична конструкции автоматической отстойной центрифуги с непрерывным ножевым съемом осадка.
В саморазгружающихся центрифугах осадок удаляется под действием гравитационной силы. Такие центрифуги выполняют с вертикальным валом, на котором располагается перфорированный барабан. Суспензия подается на загрузочный диск при вращении барабана с низкой частотой. Нижняя часть барабана имеет коническую форму, причем угол наклона делается большим, чем угол естественного откоса осадка. После окончания цикла фильтрования и остановки барабана осадок под действием гравитационной силы сползает со стенок барабана и удаляется из центрифуги через нижний люк.
Список использованной литературы
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/filtrovanie/
1. Г.Д. Каветский, В.П. Касьяненко. Процессы и аппараты пищевых производств, 2008
2. Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. Процессы и аппараты пищевых производств, 2007
3. А.Г. Айнштейн. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии, 2003.
