Trong tất cả các ngành công nghiệp, vấn đề thiết bị kỹ thuật sản xuất bao giờ cũng là vấn đề quan trọng nhất. Việc nghiên cứu tìm ra một quy trình sản xuất mới đã là khó khăn nhưng nghiên cứu-thiết kế-chế tạo các thiết bị công nghệ phù hợp để tiến hành một cách có hiệu quả nhất các quá trình công nghệ sản xuất đó trong công nghiệp lại càng khó khăn hơn. Chính vì vậy, nghiên cứu phát triển trong thiết kế-chế tạo thiết bị công nghệ bao giờ cũng là vấn đề then chốt trong công tác triển khai công nghệ.

Trong thực tiễn công nghiệp nói chung cũng như trong công nghiệp hoá chất nói riêng, thường gặp các hệ không đồng nhất bao gồm:

- Hệ rắn-khí: trong đó các hạt rắn lơ lửng trong môi trường khí.

- Hệ huyền phù: trong đó các hạt rắn lơ lửng trong pha lỏng.

- Hệ nhũ tương: gồm các phần tử chất lỏng phân tán trong chất lỏng khác.

Như vậy hệ không đồng nhất tối thiểu phải có hai pha: một pha gọi là pha phân tán hay pha trong (pha nội) pha này gồm các hạt rắn (hay lỏng) phân tán trong môi trường khí (hoặc lỏng). Pha thứ hai gọi là pha liên tục hay pha ngoài (pha ngoại) pha này bao quanh các phần tử nhỏ của pha thứ nhất là môi trường để pha thứ nhất phân tán vào.

Trong khuôn khổ đồ án tốt nghiệp này, em chỉ xin đề cập đến các hệ trong đó pha phân tán là các hạt rắn và pha liên tục là chất lỏng. Đó chính là hệ huyền phù. Vấn đề được đặt ra là: các phần tử rắn của pha phân tán trong các huyền phù là một tập hợp hạt đa phân tán, làm thế nào để có thể tách hoàn toàn các phần tử rắn đó ra khỏi hệ huyền phù hoặc chỉ tách các phần tử theo một yêu cầu kích thước nào đó khỏi hệ huyền phù?

Để giải quyết bài toán này có nhiều phương pháp, cụ thể là:

+ Phương pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của trọng lực (phương pháp lắng trọng lực). Các thiết bị tương ứng là: phòng lắng, đường lắng (đối với hệ khí) các thiết bị lắng làm việc gián đoạn, bán liên tục và liên tục (đối với hệ lỏng không đồng nhất). Đây là một trong những phương pháp đơn giản nhất để làm sạch sơ bộ các hệ đó. Trong phương pháp này, năng suất và hiệu suất làm sạch phụ thuộc chủ yếu vào vận tốc lắng của hạt rắn và vào cấu tạo của thiết bị. Đối với huyền phù mịn hoặc huyền phù khó lắng thì sử dụng phương pháp này sẽ cho năng suất và hiệu suất rất thấp.

+ Phương pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng nhất nhờ vật ngăn (thường gọi là phương pháp lọc). Các máy và thiết bị tương ứng là: tháp đệm, lọc tay áo, lọc bằng ống sứ xốp (đối với hệ khí không đồng nhất). Lọc ép khung bản, lọc tấm, lọc bằng ống sứ xốp, các loại máy lọc chân không kiểu thùng quay, kiểu đĩa và kiểu băng...(đối với hệ lỏng không đồng nhất). Ở đây, lọc là quá trình cho huyền phù đi qua vách ngăn xốp, các hạt rắn được giữ lại trên bề mặt vách ngăn tạo thành lớp bã ẩm, nước lọc (nước trong) đi qua vách ngăn. Phân riêng hệ không đồng nhất theo phương pháp này được áp dụng rất rộng rãi trong công nghiệp hoá chất, thực phẩm, luyện kim và một số ngành công nghiệp khác. Phương pháp này cho khả năng phân riêng rất cao. Thiết bị có thể làm việc được ở áp suất thường, áp suất dư hay áp suất chân không. Ngoài ra nó còn làm sạch được ở môi trường nhiệt độ cao và có tính ăn mòn hoá học, có khả năng tự động hoá quá trình làm sạch. Hơn nữa, quá trình làm việc ổn định ít phụ thuộc vào sự thay đổi các tính chất lý-hoá của các pha, vận hành thiết bị đơn giản.

+ Phương pháp phân riêng hệ rắn-lỏng không đồng nhất dưới tác dụng của lực ly tâm (phương pháp lắng ly tâm). Các máy và thiết bị tương ứng là: các loại xyclon thuỷ lực, các loại máy ly tâm thường và ly tâm siêu tốc (đối với hệ lỏng không đồng nhất).

Phân riêng dưới tác dụng của lực ly tâm là một phương pháp phân riêng rất có hiệu quả, năng suất cao vì vậy nó được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp hoá chất và các ngành khác.

Kết cấu đề tài:

Phần I Tổng quan về công nghệ sản xuất gốm sứ

Phần II Tóm tắt lý thuyết lọc

Phần III Tính toán thiết kế máy lọc ép kiểu phòng