陶瓷過濾器工作原理
陶瓷過濾器是一套可以廣泛應用于各種領域的精密型超級過濾凈化設備。其核心組件無機陶瓷膜具有優良的熱穩定性與孔穩定性能,不但強度高、且耐化學腐蝕,清洗再生性能好,兼備有高效過濾與精密過濾的雙重優點。陶瓷膜也稱CT膜,是固態膜的一種,最早由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司在1996年開發引入市場。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩定、化學穩定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、膜再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、膜使用壽命長等眾多優勢。 陶瓷膜設備已經成功應用于食品、飲料、植(藥)物深加工、生物醫藥、發酵、精細化工等眾多領域,可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。陶瓷膜設備可以取代離心機、板框等傳統的固液分離設備,且料液的質量是傳統方法所不能比擬的,產品的收率也比傳統方法高。
原理:裝有若干組陶瓷過濾板圓盤而形成的轉子,產生自耦切換現象的抽吸和沖洗作用的分配頭、
防止固體沉淀的攪拌器、消除過濾板吸附固體所需的刮刀,對過濾板腹腔內部向外沖洗及超聲波振蕩的清洗系統,
保持一定漿料液位的槽體和運行程序控制系統。過濾機運轉時,過濾板由于抽真空的作用,當轉動浸沒在槽內的漿料液面下,
使過濾板表面形成一層固體顆粒堆積層,液體通過了過濾板由分配頭切換進入真空桶。當吸有堆積層的過濾板離開漿料液面,
形成濾餅,由于真空的作用繼續脫水,使濾餅進一步干燥。
轉子繼續轉動至裝有刮刀的部位,使濾餅卸下,由皮帶傳輸機送至所需的地方。
a.吸 料 區:工作時浸沒在礦漿中的過濾板在毛細作用下結合真空壓力,表面吸附成一層濾餅,濾液通過濾板進分配閥至排液罐。
b.干 燥 區:濾餅轉出料槽后,繼續在高真空力的作用下脫水。
c.卸 料 區:進入無真空的情況下,刮刀自動卸料。
d.聯合清洗:反清洗水過分配閥進入陶瓷板由內向外進行清洗堵塞的微孔,結合酸和超聲波進行聯合清洗,保持陶瓷板的高效使用。
陶瓷板的理論依據
陶瓷過濾機是一種基于毛細效應和真空效應的技術,是較為成熟的脫水設備。其關鍵部件是由氧化鋁燒結材料制作的陶瓷濾板。濾板獨特之處是產生均勻的微孔,這些特殊的微孔可形成毛細作用的效果。按照開爾文定律,對應某一微孔直徑,表面張力在微孔里產生毛細效應:
△P = 4τcosθ/D =ρg h ,
式中,△P為泡點壓力,kPa ,τ為表面張力,τ=0. 07 N/ m;D 為微孔直徑,m;ρ為液體密度,ρ =1050 kg/ m3 ; g 為重力加速度,g = 9. 81 m/ s2 ;h 為水柱高度,m。毛細作用迫使微孔里水位升高,陶瓷過濾機濾板微孔里的毛細作用迫使水流過微孔。
由于水與親水的燒結氧化鋁微孔之間的表面張力作用,孔徑適當時微孔不會脫出所含的水,微孔中毛細作用大于真空所施加的力,使微孔保持充滿液體狀態。濾盤的突出特點是空氣不能透過濾盤,濾盤所起到的唯一作用就是固液分離。陶瓷濾盤特殊的微孔形成了毛細作用的效果,毛細管的毛細水柱具有自動封閉作用,阻止空氣通過,避免了真空損失,從而產生只允許液體通過的近乎絕對的真空。當濾盤浸沒到硫泡沫槽中時,在沒有外力的情況下,毛細作用立即開始了脫水過程。硫泡沫中的硫顆粒吸附在濾盤表面上,脫水連續進行,濾液不斷地排出,直至排完為止。濾液由自動排液裝置排出。由于無需維持氣流通過濾盤,故能耗極低,小流量的真空泵就是所需的唯一真空源