过滤知识理论

浆料如何过滤

高粘度浆料过滤器选型，应用以及注意点
自然界中大量存在浆料物料的情况，如淀粉浆，果酱，巧克力，锂电池浆料，碳酸锂浆料，硅碳负极浆料，
玉米浆料，涂料色浆，树脂浆料（PVC树脂浆料），蛋黄浆料，粉末浆料，铝粉，银粉浆料，泥浆等，碳酸钙浆料等
蜂蜜浆料，糖浆等
高分子聚合物的浓溶液和悬浮液等一般为非牛顿流体。聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯、尼龙6、PVS、赛璐珞、涤纶、
橡胶溶液、各种工程塑料、化纤的熔体、溶液等，都是非牛顿流体。石油、泥浆、水煤浆、陶瓷浆、纸浆、油漆、
油墨、牙膏、家蚕丝再生溶液、钻井用的洗井液和完井液、磁浆、某些感光材料的涂液、泡沫、液晶、高含沙水
泥石流、地幔等也都是非牛顿流体。食品工业中的番茄汁、淀粉液、蛋清、苹果浆、浓糖水、酱油、果酱、炼乳、琼脂、土豆浆、
熔化巧克力、面团、米粉团、以及鱼糜、肉糜等各种糜状食品物料也都是非牛顿流体。
这些浆料按性质可分为牛顿浆料，非牛顿型浆料
按物料粘度可分为：高粘度浆料，中粘度浆料，低粘度浆料，任何液体浆料都是有粘度，通常我们以水为参照
通常牛顿型液体以剪切力与速度关系判断，比如物料通过搅拌，物料越来越粘稠或者变稀薄现象，通常此类物料成为非流顿液体
线性关系的浆料流体可成为牛顿液体

但是水也是有粘度，通常以1Mpas表示
含蜡原油、泥浆、油漆、高分子熔体和溶液、生物流体(动物关节液、血液、植物粘液等)、
乳浊液及悬浮液等具有复杂内部结构的流体，其流动一般不服从牛顿内摩擦定律，因而称为非牛顿流体。
只有牛顿流体才具有一种可以严格地称之为粘度的概念，所有非牛顿流体都需要两个或两个以上参数来描述其粘稠特性。
但为了方便起见，引入表观粘度(或称视粘度)η来近似描述非牛顿流体的粘稠特性。

A、低粘度流体，一般小于 500 mPa*s：这类流体一般为成品油、小分子的聚合物溶液，接近于牛顿流体，
B、中等粘度流体，一般在几百到 10000 mPa*s：这类样品基本都是剪切变稀的非牛顿流体，剪切变稀的倾向十分明显，。
C、高粘度流体，一般在 10000 mPa*s 以上：

通常非流顿流体杂质来源十分复杂
1，物料中的混进去的杂质，管道输送中的杂质，人工操作的杂质，化学反应未完全的杂质
2，物料自身的团聚以及凝聚
3，浆料流变中含的杂质

按杂质含量可分为低含量杂质，高含固量杂质
通常非流顿流体浆料中，一般杂质含杂量再1%以下。较高的含杂质会破坏浆料的线性关系造成非流顿流体向
牛顿流体转换

i 按照剪切应力与变形率之间的关系，可将流体分为牛顿流体和非牛顿流体。

牛顿流体是均匀单一的流体，而非牛顿流体一般是由液相、固相组成的混合体。

ii 按照有无粘性的特点，可将流体分成粘性流体和理想流体。

粘性流体又可分为纯粘性流体和既具有粘性又具有弹性的粘弹性流体两大类

粘弹性流体可认为是纯粘性流体和达到其屈服应力之前能完全恢复其形变的纯弹性固体之间的物质。
粘弹性流体既具有部分弹性恢复效应，又具有与时间无关及与时间有关的两大类非牛顿流体的粘性效应，
它是最一般的流体。
豆荚植物胶、田菁粉及某些浓度下的聚丙烯酰胺水溶液属于粘弹性流体。

常见物料过滤
Scrubbers（洗涤器）
Metal Working（金属加工）
Parts Washing（金属零部件零件）
Vegetable Washing（蔬菜清洗）
Mining（矿业）
Chemical Processing（化学加工）
Pump Seal Protection（水泵密封水过滤API,冲洗方案）
Chilled Water（冷却水）
Fuel Oils（燃料油）
Sea Water（海水）
Plant Intake Water（工厂入口水）
Well Water（井水）
Pre-Filtration（预过滤）
Remediation（救生行业）
Wire Manufacturing（电线制造）
Food Processing（食品加工）
Water Treatment（水处理）
Bearing cooling（轴承冷却

化学工业

APPLICATION（应用）                               filtration    大致过滤概况）
Alum（明矾）                                                60 目-60 微米    自清洗用于明矾预过滤器，后端袋式或者滤芯
Brine（盐水）                                               100-400 目精密微孔过滤）
Ethyl Alcohol（乙醇）                                   5-10 微米袋式过滤器，滤芯过滤器）
Ferric Chloride（氯化铁）                           30-250 目    自清洗刮刀过滤器过滤器氯化铁浆料
Herbicides（除草剂）/Pesticides               100-700 目袋式过滤器，保温夹套
Hydrochloric Acid     （盐酸）                      100 目to 5-10 微米袋式过滤器，滤芯过滤器
Mineral Oil（矿物油）                                    400 目袋式过滤
Nitric Acid（硝酸）                                          40 目 to 5-10 微米
Phosphoric Acid（磷酸）                               100 目to 5-10 微米
Sodium Hydroxide（氢氧化钠）                   1-3 to 5-10 微米
Sodium Hypochlorite（次氯酸钠）               1-3 to 5-10 微米
Sodium Sulfate（硫化钠）                             10 微米    烛式过滤器，微孔过滤器,烧结网过滤硫化钠
Sulfuric Acid（硫磺酸）                                  250 目 to 1-3 微米

制药和化妆品行业过滤
过滤应用范围
Acetic Acid（乙酸）                                                                40 目-150 目
Aerosol    （气雾剂）                                                              60 目-200 目
Bath Oil（沐浴油）                                                                  400-700 目
Citric Acid（柠檬酸）                                                              60 目 to 1-3 μm
Glycerin（甘油）                                                                     5-10 μm
Lipstick     （口红）                                                                  60-150 目
Shampoo（洗发精）                                                               100-250 目
Soap（肥皂）                                                                           10-250 目
Suntan Lotion（防晒霜）                                                        15-20 μm
Tallow       （动物油脂）                                                           700 目 to 25-30 μm
Toothpaste（牙膏）                                                                  100 目

食品，饮料行业
Apple Juice（苹果汁）    5-10 μm
Beer（啤酒）                                                                             250 目-400 目
Brine（盐水）                                                                            400 目 to 15-20 μm
Chocolate（巧克力） 10-400 目
Corn Syrup（玉米糖浆）    80 目 to 5-10 μm
Fructose Syrup（果糖浆）    5-10 to 25-30 μm
Fruit Juices with Pulp（带果肉果汁    10-100 目
Jelly（果冻）                                                                              700 目
Lard（猪油）                                                                              500 目 to 5-10 μm
Lemon Effluent（柠檬汁） 60-150 目
Liquors（酒精饮料）    700 目 to 15-20 μm
Vegetable Oil（植物油）    150 目 to 5-10 μm
Wash Water（洗涤液） 20-250 目

造纸，纸浆行业
Calcium Carbonate（石灰水） 30-100 目
Clarified White Water（澄清白水）    30-100 目
Dye（染料）                                                                                 60-400 目
Fresh Water（清水）    30-200 目
Hot Melt Adhesives（热熔粘合剂）    40-100 目
Latex（乳胶） 40-100 目
Mill water（压榨水） 60-100 目
Paper Coating（涂布） 30-250 目
River Water（河水） 20-400 目
Starch Size（淀粉）    10-100 目
Titanium Dioxide（钛白粉） 100-200 目

非牛顿流体团聚的力学分析
非牛顿下流体下浆料团聚机制
非牛顿液体的团聚机制分析一直是流体力学研究的重点，物料的团聚不仅不利于物料输送
更关键的是影响产品品质，轻者堵塞管道，堵塞滤网，过滤器，重者产品合格率降低，导致废品率居高
过滤是解决浆料团聚的重要举措之一，正确的过滤方式，可以提高物料的合格率
但是作为专业的过滤厂家，有时候某些非牛顿流体的过滤现象困扰着我们
首先：
物料的聚合分为2种
1，物料本身的自己聚合，这种我们称之为凝聚，这种聚合通常为材料本身的力，比如比表面，范德华力等等，简单来说就是分子，原子之间的聚合，有的叫软团聚，软团聚一般可通过搅拌，分散等去除

2，另外一种是团聚，即大面积的颗粒聚合，形成团聚物，即多个颗粒形成大颗粒的现象，有的称之为硬团聚
3，此处只讨论第二种情况，团聚的产生

关于硬团聚的解释，目前为止并没有统一的解释，有的认为是物料的分子之间相互铰合，但是如果是铰合，应该出现的是软团聚，但是实际上，物料出现硬颗粒的情况很常见
上图是颗粒之间的分布图（电镜图的构成），颗粒与颗粒之间密集分布液体，液体充分分布在颗粒与颗粒之间，注意一般浆料不是单一材料制成，而是不同物料的混合物，而且是这些粉体颗粒通常在微米级别，当有外力作用与浆料中，或者是压力施加在混合物上时，物料之间的液体成分被挤压出去，被挤压出液体成分的物料，脱水成硬颗粒，原理类似于右图脚踩在沙滩上类似，脚踩在沙子上，脚踩过的地方形成干燥部，脚把沙子的水挤压出去形成干燥部
这样的解释更合理解释团聚的产生

这个力在实际应用中从哪里来，比如作用于液体表面的力不平衡，管道悠长，以及泵在输送最后一批物料的时候的压力波动，物料再与储罐壁之间的碰撞脱水
现实生活中比如振动发生，比如洗衣机脱水的时候，洗衣机产生急剧的振动

以电池浆料过滤为例，阐明如何过滤浆料流体

通常来讲如何过滤浆料流体呢，浆料流体一般具有高粘度，高含固量，由于浆料中的杂质并不一定是硬颗粒，极大情况选存在软性颗粒杂质

软性颗粒杂质具有变形，比重轻，呈现粘弹性等特征，因此要过滤浆料中的杂质，情况变得复杂

现场图 (2).jpg

旋转刮刀过滤器在国外锂电行业有非常成熟的应用，日本
国内厂家也有在使用的，有的用国产，有的用进口

相比较国内常见的丝网有不可比拟的优势
免换滤网，不需经常开盖检查滤网，自动排杂质，密闭操作避免人工接触物料，楔形网的滤元过滤效率非常高效
随着挤压涂布的普及，自动过滤器也有了极大的改进
挤压涂对模头压力要求较转移涂更为严苛

（上图是电池浆料过滤示意图）

过滤目数：150目
滤芯规格：Ф110(cooper1)
滤芯制造商：进口
整机功率：100W 减速机产自台湾/无噪音/免维护
输出转速：12r/min
3组刮刀式：PTFE（四氟）刮刀+不锈钢弹簧
卡式，整机可拆卸，清洗方便
进出口管径、清洗口管径均为1英寸、共3个接入口（下2/上1）,配φ50.5卡盘
整机材质为316L不锈钢，无死角，美观漂亮，
进口高度550mm，出口高度200mm
支腿间距180mm,固定采用3腿