主固-液分离操作（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）●主に固-液分離操作として、沈降濃縮，ろ過，遠心分離，湿式ふるい分け，液体サイクロン，デカンタ，さらに、脱水（Dewatering），圧搾（Expression）操作などがある。6.1沈降濃縮（thickeningシックナー）・液体中に懸濁している粒子を重力場または、遠心力場における沈降現象を利用して、固-液（より濃厚な懸濁液と、より清澄な液体）に分離する操作を沈降分離（沈降濃縮）という。・一般的には、沈降濃縮操作によって、大部分の液体を除去した後に、濾過して、必要に応じて乾燥するのが、経済的である。①１個の粒子の沈降速度（自由沈降）粒子の終末速度Um＝Dp2･(ρP－ρ)･g／18･μ：ストークスの式第３章基礎②粒子群の沈降速度（干渉沈降）例えば空間率関数③さらに固体粒子濃度が大きいと集合沈降の理論で、回分沈降実験から種々の濃度における沈降速度が、推算できる。・回分操作実験から―――→連続沈降濃縮装置（回分沈降曲線batch-settlingcurve）(シックナーの設計)第6章応用（例題1）沈降濃縮に関して、次の問いに答えよ。eq\o\ac(○,a)回分沈降濃縮過程（プロセス）について、沈降曲線によって説明せよ。・凝集性懸濁液を1ｌの透明なメスシリンダーに入れ、よく撹拌した後、静置して観察すると、上図のような経過をたどり、懸濁液の固体濃度と試料の性質によって、その傾向は異なる。（A層，B層，C層，D層の簡潔な説明が重要であり、テキストp.146参照のこと。）・B層が存在する間は、時間に対し、ほぼ直線的にAB界面が沈下するので、等速沈降区間という。B層が消失し、臨界点(Criticalsedimentationpoint)に達すると、沈下速度は、しだいに遅くなる。回分沈降曲線は、シックナー設計の基礎データとなる。eq\o\ac(○,ｂ)回分沈降データから任意時刻θLにおける、その界面濃度CL，沈降速度ｖＬ，層自身の上方への速度Uを求める方法を図示し、その手順を述べよ。但し、初期スラリー濃度をC0,初期スラリー高さをZ0とする。θLUを①清澄界面まで到着する任意の時刻θLにおける、沈降曲線のA点で接線を引き、θ＝0でのZ=Ziを求める。CL=C0・Z0／Ziより、任意の時刻での界面濃度CLが求まる。②点Aにおける勾配から、任意時刻θLの沈降速度ｖLが求まる。③任意の時刻の等濃度層上昇速度Uは、図中の原点とA点を直線で結ぶことにより示される。したがって、U=ZL／θLで求まる。＊テキスト（例題6.1,p.149）,（例題6.2,p.151）のシックナーの設計は、講義中に説明し、その後、宿題（レポート提出）とする!!!（期限は指定する。）6.1沈降濃縮（thickening）6.1.1凝集性懸濁液の沈降過程－回分沈降曲線6.1.2回分沈降に関するキンチの理論や考え方以上については、資料No.1を参照せよ。6.1.3連続沈降濃縮装置（thickenerシックナー）シックナーの所要面積・フィード（粒子＋液）QO[m3（粒子＋液）／h]・フィードの粒子濃度CO[kg-粒子／m3（粒子＋液）]・フィード密度ρO[kg（粒子＋液）／m3（粒子＋液）]・（ρO－CO）[kg－液／m3（粒子＋液）]面積Sシックナーオーバーフロー・Cv＝0（粒子なし）・ρv[kg(液)／m3]・V[m3(液)／h]アンダーフロー・Qu[m3（粒子＋液）／h]・Cu[kg－粒子／m3（粒子＋液）]・ρu[kg(粒子＋液)／m3]（アンダーフロー密度）・（ρu－Cu）[kg－液／m3（粒子＋液）]・マテリアルバランス（materialbalance）固体粒子につき：液体につき：（上式からQuを消去）よって、よって、両辺を断面積Sで割ると一方、次の関係が成り立つ。但し、固体粒子の密度：，液体粒子の密度：例えば⑤式において、⑥式も同様である。⑤，⑥式を④式に代入するとよって、は、溢流清澄液の上向線速度であって、清澄液が濁らないためには、粒子の沈降速度vと次の関係が成立する必要がある。Sは断面積。は、前述のキンチのCapacitylimitinglayerについても書くことができ、とおいて次式が得られる。この場合、シックナー内部の沈降層の固体粒子