【文章內(nèi)容簡介】 制打旋現(xiàn)象。① 設置擋板：在釜內(nèi)設置擋板，可加劇液體的湍動程度，并可將切向流動轉(zhuǎn)化為軸向和徑向流動，從而抑制打旋現(xiàn)象的發(fā)生。② 偏心安裝：液體在釜內(nèi)作圓周運動是產(chǎn)生打旋現(xiàn)象的主要原因，因此若能抑制或消除這種圓周運動，即可阻止打旋現(xiàn)象的發(fā)生。針對圓周運動的運行軌跡具有對稱性的特點，可將攪拌器偏心安裝，以破壞液體循環(huán)回路的對稱性，并加劇液體的湍動程度，從而抑制打旋現(xiàn)象。此外，將攪拌器偏心且傾斜地安裝或?qū)嚢杵髌乃降匕惭b于大型釜的下部，均可有效抑制打旋現(xiàn)象，3. 均相液體、非均相液體、非牛頓液體對攪拌功率的要求 ■（1）均相液體：攪拌器所需的功率取決于釜內(nèi)物料的流型和湍動程度，它是葉輪形狀、大小、轉(zhuǎn)速、位置以及液體性質(zhì)、反應釜尺寸與內(nèi)部構(gòu)件的函數(shù)。根據(jù)Re的大小，可將攪拌釜內(nèi)的流動情況分為層流、過渡流和湍流。① 在層流區(qū)(Re10)：不同型式攪拌器的功率曲線均為直線，直線的斜率均為1，且同一型式幾何相似的攪拌器，不論是否裝有擋板，功率曲線均相同，即擋板對攪拌功率沒有影響。② 在完全湍流區(qū)(Re104 )，同一種槳葉，有擋板時比無擋板時提供的功率要大。（2）非均相液體① 液液非均相體系：可先計算出平均密度和平均粘度，再按均相液體計算攪拌功率。② 氣液相攪拌：通人氣體后攪拌器周圍液體的表觀密度將減小，從而使攪拌所需的功率顯著降低。③ 固液相攪拌：當固體顆粒的量不大時，可近似看成均一的懸浮狀態(tài)。此時可先計算出平均密度和平均粘度，然后再按均相液體汁算攪拌功率。（3）非牛頓型液體：計算非牛頓型液體的攪拌功率仍可采用牛頓型液體攪拌功率的計算方法，但應將Re=d2nρ/μ中的μ改為非牛頓型液體的表觀粘度。四．沉降與過濾1. 重力沉降概念及相關公式，影響沉降速度的因素，沉降槽類型及要求 ★（1）重力沉降速度當單個球形顆粒處于靜止流體介質(zhì)中，且顆粒密度ρs大于流體密度ρ時，則顆粒將在重力作用下作沉降運動。此時，顆粒受到重力Fg、浮力Fb和阻力Fd三個力的作用，當顆粒直徑為d時，F(xiàn)g －Fb－Fd =ma式中，ut一顆粒與流體間的相對運動速度；d一顆粒直徑；ρs一顆粒密度；ρ一流體密度；ξ一阻力系數(shù)；① 104Re2（層流區(qū)，或Stocks定律區(qū)）ξ=24/Ret ② 2Re103（過渡區(qū)，或Allen定律區(qū)）ξ=10/ ③ 103Re2105（湍流區(qū)，或牛頓定律區(qū)）ξ= （2）影響沉降速度的因素對于特定沉降物系，當阻力系數(shù)和密度已知時，則顆粒的沉降速度僅與顆粒直徑有關。① 干擾沉降：指當流體中的顆粒含量較高時，顆粒間會產(chǎn)生彼此干擾的沉降操作過程。② 壁效應：與顆粒的直徑dp相比，當容器的直徑D并非很大時，容器的壁面也會對顆粒的沉降產(chǎn)生一定影響，使得后者的沉降流動阻力有所增大。當dp/D，壁效應顯著。③ 流體分子yu能動的影響：當顆粒直徑異常細小時，顆粒有可能直接穿過流體分子間的空隙，使得實際沉降運動速度相應大于Stocks公式計算值。，布朗運動影響將可能超過顆粒自身的重力沉降。（3）沉降槽：是利用重力沉降原理來分離懸浮液的設備。沉降槽可提高懸浮液的濃度，并能同時得到澄清的液體，故這種設備又稱為增稠器或澄清器。分為間歇式和連續(xù)式兩大類，其中連續(xù)式沉降槽適用于處理量較大且固含量較低的大穎粒懸浮液料漿，常用于污水處理及藥材浸取過程的后處理等過程，所得沉渣中一般還含有50%左右的液體。為順利獲取清液，沉降槽必須有足夠大的橫截面積，以保證任何瞬間液體向上的流動速度均小于顆粒的沉降速度；其次，為將沉渣增濃至指定稠度，沉降槽加料口以下的增濃段應保留足夠高度，以確保顆粒在槽內(nèi)的停留時間大于轉(zhuǎn)耙壓緊沉渣所需的時間。2. 離心沉降原理及公式，典型離心分離設備的類型、原理及要求 ★A. 離心沉降（1）原理當流體圍繞某中心軸作圓周運動時，便形成了慣性離心力場。在離中心軸距離為R、切向速度為uT的位置上，慣性離心力場的加速度為uT2/R，（不是常數(shù)，與位置和轉(zhuǎn)速有關，其方向沿旋轉(zhuǎn)半徑由中心指向外周）。當流體帶著顆粒旋轉(zhuǎn)時，若顆粒的密度大于流體的密度，則慣性離心力將使顆粒在徑向上與流體發(fā)生相對運動而飛離中心，實現(xiàn)與流體的分離。（2）離心沉降速度在慣性離心力場中顆粒在徑向上受到三個力的作用，即慣性離心力、向心力和阻力，其中向心力方向沿半徑指向旋轉(zhuǎn)中心；阻力與顆粒的徑向運動方向相反，方向沿半徑指向旋轉(zhuǎn)中心。若流體的密度為ρ、球形顆粒的直徑為d、密度為ρs、與中心軸的即離為R、切向分速為uT，則慣性離心力= 向心力= 阻力=離心沉降時，若顆粒與流體間的相對運動為層流，則（3）離心分離因數(shù)：同一顆粒在相同流體中的離心沉降速度與重力沉降速度之比。B. 典型離心分離設備常見離心分離設備有旋風分離器、旋液分離器和離心機等。其中，氣固非均相物系的離心沉降是在旋風分離器中進行，液固懸浮物系的離心沉降是在旋液分離器或離心機中進行。（1）旋風分離器：是利用慣性離心力的作用，從氣流中離心分離出塵粒的操作設備，屬氣固分離設備。該分離器具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和分離效率高等優(yōu)點。① 原理：工作時，含塵氣體由圓筒上部的長方形切線進口處進人，然后沿圓筒內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)向下作螺旋形運動。由于慣性離心力的作用，顆粒被甩向器壁而與氣流分開，再沿壁面落至錐底排灰口。凈化后的氣體運動至圓錐底部附近時，轉(zhuǎn)變?yōu)檩S中心處的上升氣流，最后由上部出口管排出。下行的螺旋形氣流稱為外旋流，上行的螺旋形氣流稱為內(nèi)旋流。內(nèi)、外旋流氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同，而除塵區(qū)主要集中于外旋流區(qū)的上部。旋風分離器內(nèi)壓強的大小是不同的，器壁附近壓強最大，愈靠近中心軸，壓強愈低，中心軸處為負壓氣芯。② 主要性能指標i) 臨界粒徑：指旋風分離器能完全除去的最小顆粒的直徑。式中，dc —臨界粒徑，m； ui—含塵氣體的進口氣速(切向速度)，m/s；B—旋風分離器的進氣口寬度，m；μ—氣體的粘度，ρs一固體顆粒的密度，rn3/s Ne —氣流在旋風分離器內(nèi)向下運行的圈數(shù)，對于標準型旋風分離器，可取Ne=5。臨界粒徑隨分離器尺寸的增加而增大，因此分離效率隨分離器尺寸的增加而下降。ii）分離效率：又稱除塵效率，有總效率和粒級效率兩種表示方法。a. 總效率是指被分離出來的顆粒質(zhì)量占進入旋風分離器的顆粒質(zhì)量的百分比；b. 粒級效率：是指各種尺寸的顆粒被分離下來的質(zhì)量分率。iii）壓強降：氣流通過旋風分離器的壓強降可表示成進口氣體動能的函數(shù)，即式中，ξ—阻力系數(shù)。對于標準型旋風分離器，阻力系數(shù)ξ=8。旋風分離器的壓強降一般為0. 5～2kPa,（2）旋液分離器：結(jié)構(gòu)和原理與旋風分離器類似，也是利用離心力的作用，使得懸浮液增稠或使得顆粒分級的操作設備。操作時，懸浮液由圓筒上部的進料口進入器內(nèi)，然后自上而下作旋流運動。期間，在慣性離心力的作用下，懸浮液中的固體顆粒將離心沉降至器壁，且隨外旋流逐漸下降至錐底的出口，稱為粘稠的懸浮液而排出，稱為底流；澄清液體在器內(nèi)形成向上的內(nèi)旋流，并經(jīng)上方的中心溢流管排出，稱為溢流。旋液分離器既可用于懸浮液的增濃或顆粒分級操作，也可用于氣液或互不相溶液體混合物的分離。其結(jié)構(gòu)顯著特點是圓筒段的直徑較小及圓錐段的距離較長。采用較小的圓筒直徑可增大旋轉(zhuǎn)時的慣性離心力，提高離心沉降速度；采用較長的圓錐段高度可增加液流的行程，延長懸浮液在器內(nèi)的停留時間，進而有利于液固分離。（3）離心分離機：簡稱離心機，是利用離心沉降的原理，使液體混合物或液固混合物得以分離的工業(yè)操作設備，常見有管式離心機和碟式離心機。① 管式離心機：分離因數(shù)大，但生產(chǎn)能力較小（～2m3/h），常用于小批量的乳濁液及含小顆粒的稀懸浮液的分離。② 碟式離心機：可用于乳濁液和含少量細粒的混懸液的分離，分離時間較短，整個生產(chǎn)過程可在密閉的管道和容器內(nèi)進行，可避免重力沉降過程中的熱氣散失，并防止細菌污染，從而可降低過程能耗，改善環(huán)境衛(wèi)生，提高藥品質(zhì)量。3. 過濾基本概念和基本方程式，恒壓過濾，典型過濾設備的類型和特點 ★A. 過濾原理（1）基本概念：過濾操作所處理的懸浮液1稱為料漿或濾漿，所用的多孔材料稱為過濾介質(zhì)3，截留于過濾介質(zhì)之上的固體物質(zhì)稱為濾餅或濾渣2，通過過濾介質(zhì)的液體稱為濾液4。（2）過濾方式：① 餅層過濾：當懸浮液中顆粒的直徑小于過濾介質(zhì)中的微細孔徑時，隨著過濾的繼續(xù)進行細小顆粒會在通道中迅速發(fā)生“架橋”現(xiàn)象，使小于過濾介質(zhì)孔徑的細小顆粒也能被截留。起分離作用的是濾餅層，適用于顆粒含量較高（固相體積分數(shù)大于1%）的懸浮液的分離。② 深層過濾：當懸浮液中的顆粒尺寸小于過濾介質(zhì)中的孔道直徑時，顆粒隨液體進入床層內(nèi)細長而彎曲的孔道時，在靜電及分子間引力的作用下，顆粒將被吸附于孔道壁面上。起過濾作用的是過濾介質(zhì)，適用于顆粒很小、含量很低（%）且處理量較大的懸浮液的分離，如渾濁藥液的澄清以及分子篩脫色等。（3）過濾基本方程式① 不可壓縮濾餅：式中，A—過濾面積；⊿p—濾液通過濾餅層的壓力降；—濾液粘度；r—濾餅比阻；v—濾餅體積與相應濾液體積之比；Ve—過濾介質(zhì)的虛擬濾液體積或當量濾液體積② 可壓縮濾餅：式中，r0—單位壓強差下濾餅的比阻；s—濾餅的壓縮性指數(shù)，其值與濾餅的可壓縮程度有關，一般情況下，s=0~1。 （4）恒壓過濾：特征是過濾過程中的推動力即過濾壓強差保持恒定。濾液體積和過濾時間的關系如下圖所示。恒壓過濾方程式為 令q（介質(zhì)常數(shù)）=V/A，qe=Ve/A則 當過濾介質(zhì)的阻力可忽略，則B. 典型過濾設備（1）分類分類標準類型舉例過濾壓強差壓濾板框壓濾機、葉濾機吸濾離心三足式離心機操作方式間歇式板框壓濾機、葉濾機、三足式連續(xù)式轉(zhuǎn)筒真空過濾機（2）典型設備特點① 板框壓濾機：優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，占地面積小而過濾而積大，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)板與框的數(shù)量，因而具有很強的適應能力。缺點是間歇操作，勞動強度大，生產(chǎn)能力低。② 加壓葉濾機：優(yōu)點是密閉操作，勞動條件較好，過濾速度快，洗滌效果好。缺點是造價較高，更換濾布比較麻煩。③ 轉(zhuǎn)筒真空過濾機：可連續(xù)自動操作，因而勞動強度較小，生產(chǎn)能力較強，特別適用于處理量較大且容易過濾的料漿。缺點是附屬設備較多，投資費用較高，過濾面積較小，且由于是真空操作，因而過濾推動力有限，導致濾餅中的液體含量較高，濾餅的洗滌也不夠充分。此外，轉(zhuǎn)筒真空過濾機不能過濾溫度較高(飽和蒸氣壓高)的濾漿。④ 三足過濾式離心機：分離因數(shù)一般為500～1000，～5mm的懸浮液。缺點是間歇操作，勞動強度較大，生產(chǎn)能力較低。4. 膜過濾原理與膜組件，典型膜過濾的類型和技術(shù)要求 ■（1）基本原理：膜可以看作是一個具有選擇透過性的屏障，它允許一些物質(zhì)透過而阻止另一些物質(zhì)透過，從而起到分離作用。（2） 膜組件：將膜按一定的技術(shù)要求組裝在一起即成為膜組件，它是所有膜分離裝置的核心部件，其基本要素包括膜、膜的支撐體或連接物、流體通道、密封件、殼體及外接口等。常見的膜組件有板框式、卷繞式、管式和中空纖維膜組件等。（3）膜過濾的類型① 微濾：～。② 超濾：推動力是膜兩側(cè)的壓力差，屬于壓力驅(qū)動型?？捎行コ械奈⒘?、膠體、細菌、熱原質(zhì)和各種有機物，但幾乎不能截留無機離子。由于超濾過程無相變、不需加熱、不會引起產(chǎn)品變性或失活，常用于生物制品的分級分離和脫鹽濃縮。③ 納濾：能截留小分子有機物，并同時透析出無機離子。④ 反滲透：所用的膜為半透膜，該膜是一種只能透過水而不能透過溶質(zhì)的膜。若將濃度不同的兩種鹽溶液分別置于半透膜的兩側(cè)，并在高濃度側(cè)的液面上方施加一個大于滲透壓的壓力，則水將由高濃度側(cè)向低濃度側(cè)流動，從而使?jié)舛容^高的鹽溶液被進一步濃縮。主要用于制備注射用水。⑤ 電滲析：在外加直流電場的作用下，以電位差為推動力，使溶液中的離子作定向遷移，并利用離子交換膜的選擇透過性，使帶電離子從水溶液中分離出來。電滲析所用的離子交換膜可分為陽離子交換膜和陰離子交換膜，其中陽膜只允許水中的陽離子通過而阻擋陰離子，陰膜只允許水中的陰離子通過而阻檔陽離子。主要用于注射用水的脫鹽。5. 典型除塵方法的類型、原理和技術(shù)要求，潔凈空氣凈化流程及專用過濾器的要求 ■（1）除塵方法除塵方法原理技術(shù)要求機械除塵① 重力：密度不同② 慣性力：慣性力不同③ 離心力：離心力、易于制造、阻力小、運轉(zhuǎn)費用低；，可采用多級串聯(lián)形式以提高分離效率。洗滌除塵水洗滌，且除塵效率高（80～95%）；水塵充分接觸可降溫增濕和凈化有毒廢氣；，需凈化處理；除塵器氣流阻力大，運轉(zhuǎn)費用高。過濾除塵多孔材料截留、使用靈活方便，可以處理不同類型顆粒污染物，～20um細粉捕集效果好；，不適于高溫、濕、強腐蝕性廢氣處理。（2）潔凈空氣凈化流程送入潔凈室的空氣要與潔凈室的登記、溫度、濕度相適應，流程如下：初效（一級）過濾器 → 冷卻器 → 加熱器 → 增濕器 → 中效（二級）過濾器 → 高效（三級）過濾器（3）專用過濾器的要求專用過濾器要求、介質(zhì)特點、適用初效過濾器、容塵量大、壓強降小、滌綸無紡布、金屬絲網(wǎng)；用于凈化系統(tǒng)的一級過濾器，以濾除粒徑10um塵粒，并保護中、高效過濾器中效過濾器；b. 中細孔泡沫塑料、玻璃纖維、滌綸無紡布；用作二級過濾器及新風和回風過濾，以濾除粒徑110um塵粒亞高效效過濾器；、過氯乙烯纖維濾布、聚丙烯纖維濾布；運行壓降低、噪聲小、能耗低，常用于10萬級潔凈室終端過濾器，高效過濾器；、超細過氯乙烯纖維濾布；效率高、壓降大、不能再生，能完全濾除細菌。五．結(jié)晶1. 溶解度、過飽和度概念及要求 ★（1）溶解度：在一定溫度下，溶質(zhì)在溶劑中的最大溶解能力稱為該物質(zhì)在溶劑中的溶解度。單位為kg溶質(zhì)/kg溶劑，簡寫為kg/kg。①溶解度是一個相平衡參數(shù)。當溶質(zhì)的溶解與析出速率相等時，固液相溶體系才會達到動態(tài)平衡，此時溶液的濃