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食品工程技术专题实验实验讲义
———————————————————————————————— 作者:
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实验一 过滤常数测定
一、实验目的
1.熟悉过滤设备的构造和操作方法;
2.测定恒压过滤操作时的过滤常数 K 、 q e 、 θ e 。
二、实验根本原理
过滤是液体通过滤渣层〔过滤介质与滤饼〕的流动。无论是生产还是设计,过滤计算都要有过滤常数作依据。由于滤渣厚度随着时间而增加,所以恒压过滤速度随着时间而降低。不同物料形成的悬浮液,其过滤常数差异很大,即使是同一种物料,由于浓度不同,滤浆温度不同,其过滤常数也不尽一样,故要有可靠的实验数据作参考。
根据恒压过滤方程: (1)
式中: ─ 单位过滤面积获得的滤液体积 [ m3/m2 ]
─ 单位过滤面积的虚拟滤液体积 [ m3/m2]
─ 实际过滤时间 [ s ]
─ 虚拟过滤时间 [ s ]
─ 过滤常数 [ m2/s ]
将(1)式微分得:
〔2〕
当各数据点的时间间隔不大时,可以用增量之比 来代替,即:
〔3〕
上式为一直线方程。试验时,在恒压下过滤要测定的悬浮液,测出过滤时间θ及滤液累计量q的数据,在直角坐标纸上标绘对的关系,所得直线斜率为 ,截距为,从而求出K, 。
由下式得:
〔4〕
过滤常数的定义式:
〔5〕
两边取对数:
〔6〕
因 s=常数,=常数,故与△P的关系,在双对数坐标上标绘的是一条直线。直线的斜率 1-S,由此可计算出压缩性指数 S,读取△P~直线上任一点处的,△p数据,一起代入式(5)计算物料特性常数 。
三、主要仪器设备及耗材
序 号
名 称
型 号 及 参 数
数量
1
玉米淀粉或CaCO3粉
25kg
2
台秤
1台
3
秒表
1只
4
不锈钢清水桶
Φ600×750
1只
5
不锈钢料浆桶
Φ500×750
1只
6
板框压滤机
XMSY280/310 过滤面积:0.053㎡/块
1台
7
螺杆泵
G-19 流量:/h
1台
8
计量筒
3L 有机玻璃
3只
9
搅拌机
LD09-9-0.55
1台
10
不锈钢球阀
DN15~DN20
假设干
11
压力表
0~1MPa
2只
四、实验步骤
15%〔质量分数〕淀粉〔或CaCO3〕悬浮液。先参加30L水,再参加淀粉或CaCO3粉,启动搅拌机不停地进展搅拌。
2.装好滤布,用液压杆压紧过滤板〔压力表为14kgf/cm2〕。
3.关闭进料阀7和洗涤阀8,翻开料浆〔桶〕出料阀4和2。
4.在滤液出口下方接上计量筒,缓慢翻开进料阀7,用进料阀72左右。注意,当有滤液流入计量桶时,立即计时。
5.记录计量筒内得到750ml〔或1000ml〕滤液所需的过滤时间,连续记录5~6次。
6.过滤完毕后关闭螺杆泵,关闭料浆〔桶〕出料阀4和进料阀7。
7.翻开清水(桶)出水阀2、回流阀5,启动螺杆泵,洗净管道内的残留液。
8.翻开清洗阀门8,用回料阀5调节压力至过滤时的压力数值〔2左右〕,测定洗涤速率。
9.测定完毕后,将剩余的料浆、水放空,洗净所有管道、螺杆泵、料浆桶及清水桶,关闭所有阀门,关闭电源。
10.松开压滤机,取出滤饼,洗净滤布,将系统恢复原状。
考前须知:
1.滤布应先湿透,安装时,滤布孔要对准压滤机孔道,外表要拉平。
2.淀粉或CaCO3粉参加桶内时一定要过滤,防止杂质堵塞管道、闸门、螺杆泵造成压滤压力不稳定。
3.料浆浓度不宜过稀或过浓,约在15%~25%〔重量〕左右。
4.在料浆桶内配制物料时要不停地搅拌,以使CaCO3不会沉淀。
5.过滤压力要维持恒定,过滤压力的选用必须征得指导教师的同意。
五、实验数据及处理结果
1.实验数据记录
序号
1
2
3
4
5
过滤时间θ
滤液累计量q
2.实验数据处理结果
1.板框压滤机恒压过滤,根据测
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