固液分离

固液分离用于从液体中分离分散的固体物质，或反之亦然。基本上，固液分离可分为机械分离法和热分离法两类。机械分离法利用密度、颗粒大小或过滤性的差异，而热分离法则基于液体的蒸发原理。

机械式固液分离在能源方面具有优势，因为液体的物理状态保持不变。当需要处理大量液体且残留水分含量可接受时，此方法是首选。仅靠机械方法无法实现绝对干燥的固体。因此，通常需要进行热干燥步骤，例如真空混合干燥、辊筒干燥、旋转干燥、薄层干燥或喷雾干燥。

如果固体已溶解于液体中，则只能通过热处理方法（如蒸发、结晶和干燥）来分离。这些方法也属于固液分离，因为它们旨在完全去除液相，但通过能量输入和液体的相变来实现。

典型的机械脱水设备包括滤压机、带式过滤机、酿酒机或螺旋离心机以及真空过滤机。分离装置的选择取决于污泥特性、颗粒尺寸分布、液体黏度以及目标干物质含量。

过滤过程中，流体流经过滤介质，固体颗粒被过滤介质截留。在最简单的情况下，形成滤饼的过滤过程遵循达西定律：

其中，Δp 代表压力差，η 代表液体的黏度，α 代表特定的过滤阻力，c 代表固体浓度，V 代表滤液体积，A 代表过滤面积，t 代表时间。它描述了滤液量、压力差和过滤时间之间的关系。

除了黏度之外，表面张力也会影响固液分离的机械过程。高表面张力会导致更强的毛细管作用，使液体难以从细小孔隙中流出。相反，降低表面张力（例如通过表面活性剂）则可改善脱水效果，并降低残留水分。这种关系可以用杨-拉普拉斯方程式来描述。

其中 Δp 是毛细管压力，γ 是表面张力，θ 是润湿角，r 是孔隙半径。离心分离利用离心力进行分离。有效加速度因子 a 由以下公式得出：

其中 ω = 角速度，r = 离心机半径。离心加速度越高，液体残留物就越容易被甩出。

在废水处理中，固液分离用于污水污泥的脱水，以降低运输和处理成本。在机械分离之前，悬浮液通常需要经过调质处理。调质处理包括沉淀、絮凝、浮选、结晶或化学沉淀。

在化学和制药工程技术中，许多合成反应最终都会以目标产物的沉淀或结晶结束。为此，会使用连续运作的剥离离心机、压力滤压机或真空滤压机。在随后的热处理步骤中，将对滤饼进行残留物干燥。

该制程的最后步骤是真空混合干燥。这种干燥方式称为接触式干燥。它能够以低温进行温和的最终干燥，并减少因局部过热而造成的产品损坏。

amixon® 的真空混合干燥机具有大面积的特定热传导面和温和的三维混合功能。因此，可以以最小的热和机械负荷来干燥敏感的粉末。在任何情况下，使用者都应向机器制造商进行干燥测试。