Параметры уравнения фильтрования

С_Ф =

К_Ф =

Таблица 7.6 – Области и условия применения фильтров.

Тип фильтра Соответствие GMP (+/-)	Свойства суспензии	Условия процесса
Размер частиц, dMIN, мкм	Объёмная доля осадка, φД, %	Скорость седиментации WOC, мм/с	Целевой выделяе-мый продукт	Режим процесса	Скорость накопления осадка loc, мм/мин	Нагрузка по фильтрату vф104, м/с
1. Нутч-фильтр статический (-)		≤30	Не ограничена	Осадок+ фильтратА	Перио- диче- ский	≤20	≤5
2. Нутч-фильтр меха-низированный (+)		≤30	Осадок+ фильтратА	≤20	≤5
3. Друк-фильтр статический (-)	0,5	≤50	Фильтрат	≤40	≤15
4. Друк-фильтр меха- низированный (+)	0,1…0,5	≤50	Осадок+ фильтратА	≤40	≤15
5. Патронный (+)	0,1	≤10	≤10	ФильтратБ Осадок	≤20	≤20
6. Тарельчатый (+)	0,1	≤10	≤10	Осадок+ ФильтратА	≤20	≤20
7. Фильтр-пресс рамный капсулированный (-)	0,5	≤30	≤20	Осадок фильтрат	≤20	≤20
8. Фильтр-пресс рамный открытый (-)	0,5	≤30	≤20	ОсадокБ фильтрат	≤20	≤20
9. Фильтр-пресс камерный (ФПАКМ) (+)	0,5	≤40	Не ограничена	ОсадокБ фильтрат	≤20	≤20
10. Барабанный вакуумный (+/-)В		≤10	≤20	ОсадокБ фильтрат	Непре-рывный	≤20	≤15
10. Барабанный напорный (+/-)В		≤20	Не ограничена	ОсадокБ фильтрат	≤20	≤10
11. Дисковый вакуумный (+/-)В		≤10	≤20	ОсадокБ фильтрат	≤20	≤5
10. Дисковый напорный (+)		≤20	Не ограничена	ОсадокБ фильтрат	≤20	≤15
12. Сеточный (+)		0,1…1	≤1	Фильтрат	Перио- дический	≤0,2	≤10
13. Волоконный (+)	<0,1	0,1…0,5	≤1	Фильтрат	≤0,2	≤10

Примечания: А) Одинаково пригоден для отделения дисперсного продукта и очистки жидкости. Б) В числителе дроби указан наиболее частый вид продукта; в знаменателе – относительно редкий. В) Герметизированные фильтры соответствуют; открытые – нет.

7.6.2. ЦЕНТРИФУГИ.

Применение центрифуг в целом более однозначно сравнительно с фильтрами. Центрифуги сравнительно редко применяют для очистного фильтрования жидких продуктов; главным образом - для выделения продуктов синтеза.

Если осадок сжимаемый (тиксотропный), следует применять только осадительные центрифуги. Другие аспекты применения определяются режимом производства, требованиями GMP и особенностями технологии.

Таблица 7.7 – Области и условия применения центрифуг.

Тип центрифуги	Условия применения
Тип осадка	Режим процесса	Промывка	Выгрузка	GMP
Маятниковые	ОМБ	Сжимаемый	Периодичес-кий	Многократная	Ручная	-
ФМБ	Жёсткий	Механическая	+
Бортовые	ФВБ	Жёсткий	Многократная	Ручная	-
ОВБ	Сжимаемый	Механическая	+
Днище-вые	ОМД	Сжимаемый	Многократная	Ручная	-
ФМД	Жёсткий	Механическая	+
Ножевые	ОГН	Сжимаемый	Многократная	Механическая	+
ФГН	Жёсткий
Поршневые	ОГП	Сжимаемый	Однократная	Механическая	+
ФГП	Жёсткий
Скрепер-ные	ФСВ	Жёсткий	Многократная	Механическая	+
ФСД	Жёсткий
Подвес-ные	ОПБ	Сжимаемый	Многократная	Ручная	-
ОПД	Механическая	+
ФПД	Жёсткий	Многократная	Ручная	-
ФПБ	Механическая	+
Шнековые	ОГШ	Сжимаемый	Непрерывный	Однократная	Механическая	+
ФГШ	Жёсткий
Инерционные	ОИВ	Сжимаемый	Непрерывный	Однократная	Механическая	+
ФИВ	Жёсткий

Таблица 7.5 – Свойства основных фильтровальных материалов и перегородок

Вид	Класс	Применение
рН	Стойкость	dMIN, мкм	ΔР, МПа	tMAX, OC	GMP
Орган.	Окислит.
1. ВОЛОКНИСТЫЕ ТКАНЫЕ И НЕТКАНЫЕ
1.1. Бязь	Мягкие гибкие	1…10	Х	О	1…5	0,5		-
1.2. Диагональ	1…10	Х	У	0,5…2			-
1.3. Бельтинг	1…12	Х	У	0,5…2			-
1.4. Сукно и войлок	0…12	Х	У	0,5…2			-
1.5. Нитрон (ПАН)	2…10	У	О	1…5			+
1.6. Лавсан	1…10	У	У	2…10			+
1.7. Полипропилен	-1…10	У	О	2…10	0,5		+
1.8. Стеклоткань	-11…14	В	В	2…10	0,5		-
1.9. Бумага/картон	0…10	Х	О	0,5…1	0,5…2		-
1.9. Углеродные волокна	-11…19	В	Х	0,1…1	2,5		+
2. ДРЕНАЖНЫЕ («подушки»)
2.1. Уголь	Мягкие негибкие	-11…16	В	У	0,01..0,1		>1000	-
2.2. Силикаты (перлит, кизельгур и т.п.)	-8…14	В	В	>500
2.3. Древесная мука	0…12	Х	Н	<200
2.4. Песок+уголь	-8…14	В	В	>0,1		-	-
3. ПЛЕНКИ
3.1. Нитрон (ПАН)	Мягкие гибкие	2…10	У	О	10-…10-3	0,5…1		+
3.2. Лавсан	1…10	У	У		+
3.3. Тефлон	-11…19	B	B		+
4. СЕТКИ
4.1. Нерж. Сталь	Жёсткие гибкие	-11…19	B	B	5..50		>500	+
4.2. Титан	-11…19	B	B
5. КОМБИНИРОВАННЫЕ
5.1. Сетка+ ткань	Жёсткие гибкие	Определяются свойствами ткани и дренажа
5.2. Ткань+дренаж / ткань+бумага+дренаж	Мягкие негибкие
6. МИКРОПОРИСТЫЕ
6.1. Нерж. СтальБ	Жёсткие негибкие	-11…19	B	B	0,05..0,1		>500	+
6.2. ТитанВ	-11…19	B	B
6.3. Тефлон	-11…19	B	B	2,5		+
6.4. Керамика	-11…14	B	B	2,5		+

Примечания А) коррозионная стойкость сталей определяется сочетанием кислотных и окислительных свойств среды.

Б) Титан стоек в средах, не содержащих влажных галогенов и галогенводородов.

МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ФИЛЬТРОВАНИЯ И ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ

Фильтрование и центрифугирование всегда включают два основных типа технологических процедур: разделение (собственно фильтрование) и промывку.

Разделение

Разделение является чисто гидромеханическим процессом. В этом процессе участвуют: разделяемая суспензия и фильтрующая перегородка аппарата. В ходе процесса происходит разделение суспензии на влажный осадок и маточный раствор; при этом перегородка увлажняется средой и частично удерживает [кольматируется (забивается)] осадок.

Соответственно, матбаланс процесса выражается соотношением

Наибольшие потери присущи процессам фильтрования на перегородках из тканых материалов, бумаги и на дренажных подушках. Удержание влаги в них достигает = (200…500) г/м² [(50…150) % собственной сухой массы]. Плёночные и микропористые мембраны удерживают в (2…10) раз меньше.

Удержание осадков зависит не только от свойств перегородки и осадка (дисперсность и адгезия к материалу перегородки), но и от способа выгрузки осадка. При ручной выгрузке с мягких гибких перегородок потери, как правило, максимальны: = (20…200) г/м²; при выгрузке с жёстких гибких перегородок ножами или скребками (механизированные ёмкостные фильтры, ножевые и скреперные центрифуги) потери существенно меньше: = (5…100) г/м²; при выгрузке с жёстких гибких и негибких перегородок пневмо- либо гидроударом (барабанные, дисковые, патронные и тарельчатые фильтры) потери еще меньше: = (0,5…20) г/м².