Процеси и апарати в биотехнологията

[Mozo]

Филтруване
Филтруването е процес, при който намиращите се в суспензията твърди частици се разделят от течността или газа на базата на явлението ефект на филтъра. При него флуидът минава през пореста среда и всички частици с диаметър по-голям от диаметъра на порите остават от входната страна на филтъра. Това е широко разпространен процес в техники, технологии, биотехнологии и в ежедневието. В биотехнологиите филтруването се използва преди реакторната част и в самата биопроцесна система.
Механизъм:

Механизмът е прост на пътя на суспензията се поставя решетка, която спира частиците и пропуска флуида. Въпреки това филтруването се избягва поради две причини. Първата е, че има много лоша експлоатация, защото филтърът се запушва и трябва да се чисти. Втората е, че заради самия механизъм на процеса, моделирането е трудно, тъй като скоростта на филтруването е променлива.

Математическо описание:
Общото уравнение за скоростта на пренос в потенциално поле е:

Скоростта на филтруване е пропорционална на количеството изтекъл филтрат за единица време:

Където ε е порьозност, която представлява празното пространство във филтъра, . (1-ε) показва до колко филтърът не е порест.
-площта на филтъра (огледална повърхност).
височина на натрупалата се утайката.
константа на Козеини, която показва какъв е афинитетът на флуида към материала на филтруващото тяло.
е вътрешната площ на порите и представлява сума от тяхната повърхност.

Δp представлява разликата в наляганията преди и след филтъра. Това е движещата сила. Колкото Δp е по-голямо, толкова е по-голяма и скоростта на филтруване. Върху пада на налягане оказва влияние и утайката, тъй като тя се уплътнява и хидравличното съпротивление нараства. За това тя трябва да се премахва периодично.
Скоростта на филтруване зависи от свободната повърхност . оказват отрицателно влияние върху процеса.

Апаратурно оформление на процеса филтруване – филтруване в центробежно поле – филтруваща центрофуга
Филтруването се използва, както за разделяне на суспензии, така и за разделяне на газотвърди смеси.

Целият материал: