[科普中国]-沉降过滤

沉降过滤主要讨论的是流体与固体颗粒之间的相对运动，包括固体颗粒在流体中的运动和流体通过固体颗粒的流动，并通过相对运动达到将流体和固体颗粒分离的目的。这相对运动要借助外力来产生某些特定的运动，这些外力可是重力、离心力、压力差等。

沉降的工艺要求沉降是固-液分离的方法，即利用糖汁内固体物的相对密度大于糖汁而进行非均一系分离的一种手段。经沉降后。沉淀器底部积聚的沉淀与糖汁的混合物称为泥汁，上部为清汁一泥汁内尚含有大量的糖汁，需经过滤才能与沉淀物分离，过滤后的沉淀物仍含有少量糖分，必须用热水洗涤回收，

沉降阶段渗出汁经过加灰饱充处理之后所形成的沉淀粒子直径要很小（5~100μm），但相对密度比糖汁大．因重力作用而易于自行下沉，其沉降过程可分成以下两个阶段。

1、自由沉降阶段

在自由沉降阶段，糖汁中的颗粒迅速下降，大部分清汁可与泥汁分离，所需时间较短。

2、增稠阶段

自由沉降阶段终止之后，泥汁层经过较长时间的浓缩（沉降），最后可以使得清液层和浓泥汁层分离。在此过程中，随沉淀泥汁浓度的增大，颗粒彼此之间互相碰撞而阻碍了沉降的作用．阑而使过程延长．这一阶段也称为阻滞沉降过程。

影响因素1、颗粒的密度和大小

当颗粒直径越大、结构越紧密，即密度较大时，沉降速度也越大。具有矿物结构的CaCO3沉淀颗粒密度一般较大，含水量少，沉降快，因而要利用这些沉淀粒子的表面积，吸附较轻的胶体团块一起下沉。

2、温度

提高温度可以降低糖汁的黏度和密度。同时还可以加强某些沉淀颗粒的脱水团聚作用。但温度过高将引起蔗糖和还原糖的分解并产生一系列的不良影响，因而入汁温度一般宜控制在80~85℃。如果糖汁温度变化较大．则进入沉淀器后．引起糖汁在沉降器内的温差对流．甚至使已沉淀的颗粒重新泛起．影响清汁质量。1

3、pH

进入沉降器的糖汁pH必须控制均匀、稳定。对于一碳饱充汁则要求控制在pH=11左右。因为此pH是糖汁中蛋白质及其他胶体非糖分的最佳凝聚点，碳酸钙颗粒也于此pH条件下形成晶体状的紧密结构，所以此时的糖汁具有较小的黏度和较大的沉降速度。

过滤过滤要求过滤是指借过滤介质（糖厂以天然或合成纤维等织物为主，必要时辅以各种助滤剂）将糖汁中的沉淀物和悬浮物分离的操作。

经过沉降以后，沉降器的底部积聚了浓度较大的泥汁，必须经过滤处理才能将沉淀物分离。因此，在糖厂一般不能单独使用固-液分离沉降器，还必须配有其他过滤设备。一碳汁的过滤除采用全汁过滤流程外，还有沉降和吸滤、增稠过滤和吸滤等组{形式。沉降和吸滤流程在我国几乎已被全汁过滤流程所取代。后者的优点在于：中间制品停留时间短，糖分损失少。缺点是所需的过滤面积较大，滤布消耗较多。

影响因素1、压力差

过滤介质两侧的压力差是过滤的动力。为了产生压力差，在过滤介质的一侧应有高于一个大气压的压力（如密闭压滤机、板框压滤机或袋滤机）或低于一个大气压的真空（如真空吸滤机），利用压力差克服过滤阻力（包括滤布阻力和滤泥阻力，主要是后者），使糖汁顺利通过。

2、滤泥的特性

沉淀物的性质影响过滤速度。大而密的或晶体状的沉淀过滤迅速；细小的沉淀过滤较慢，这是因为过滤孔道较小使过滤阻力增大；如果沉淀粒子很不均匀，则过滤情况将更不好，此时细小粒子填满于大粒子问的空隙而使过滤更为缓慢。最难过滤的是胶体状的沉淀，如蛋白质、果胶、果胶酸和腐植酸等钙盐，因为它们均为可压缩的沉淀颗粒，是产生过滤阻力的主要因素。

3、黏度

糖汁的黏度与过滤速度成反比。黏度越大，过滤阻力也越大，因而过滤困难。糖汁的黏度与糖汁的纯度、浓度和温度有关，纯度越低而胶体非糖分越高时则黏度越大；浓度越大，黏度也越大。提高温度可以降低糖汁的黏度，减小过滤阻力。所以一碳饱充后的糖汁在过滤前一般都先经加热处理。1

沉降过滤设备降尘室在引风机的抽提作用下，含尘烟道气经过降尘室。由于降尘室通道扩大，速度降低并与人字墙相撞，大颗粒首先沉降入水中。流过第二道挡墙，再沉降。如下图所示。

旋风分离器含尘气流由切向进入筒体，沿内壁螺旋式向下旋转，粉尘在离心力的作用下甩向器壁，并在重力作用下落人灰斗。已净化气体从底部上升，由中心管排出。如下图所示。

袋式过滤器滤袋上端紧扎，悬挂在横梁上，下端固定在花板上。含尘气体由花板进入若干滤袋中，粉尘被截留在袋中。经净化的气体自然外逸，隔一定时问滤袋中截留粉尘振动丰斗落存灰斗中，如下图所示。2

本词条内容贡献者为:

耿彩芳 - 副教授 - 中国矿业大学