过滤介质的选取

学习情境二 过滤介质的选取 2 啤酒过滤介质的要求 要求 化学组成无害 无色 无味惰性 无菌及良好的渗透性 3 主要成分 SiO2 湖底和海底的微生物骨架产地 美国 德国 法国 意大利 西班牙 中国等大小 1 200 m形状 圆形 针形和齿形具粉尘危害性 应存放在干燥 无异味 通风良好 包装完好的条件下1913年起用于过滤密度 100 250Kg m3表面积很大10000 20000m2 Kg能滤除0 1 1 m的颗粒 硅藻土的性质 4 研磨 干燥 开采 添加 研磨 淘洗 添加 熔剂 焙烧 冷却 研磨 分选 打包 质量检测 硅藻土的生产加工流程图 5 硅藻土的生产加工流程 干土 细土首先将原土压碎 然后置于一旋转炉中于400 下干燥 在这种状态下硅藻土的天然结构及其孔径得以保留 这样形成的硅藻土为细硅藻土 煅烧硅藻土 中土将干燥过的硅藻土加热到800 便能生产出过滤速度较快的硅藻土 硅藻土颗粒的上表面在此过程中烧结在一起形成大的颗粒 而内部的孔洞结构和硅藻土的过滤活性则得以保留 和流体材料一起煅烧的硅藻土 粗土生产过滤速度更快的硅藻土时 于放置在旋转炉内的原土中加入氢氧化钠或者碳酸钠作为流体材料 以此来降低二氧化硅的熔点 然后在800 900 下煅烧 通过烧结作用形成更大的混合物 硅藻土中的氧化铁和氧化铝在此过程中转化成难溶解的混合硅酸盐 使得与流体材料一起煅烧的粗硅藻土看上去几乎呈白色 6 粗硅藻土 大约放大了1000倍 此图片由德国Schenk过滤机制造有限公司提供 啤酒过滤助剂 粗硅藻土 7 细硅藻土 大约放大了1000倍 此图片由德国Schenk过滤机制造有限公司提供 啤酒过滤助剂 细硅藻土 8 硅藻土的自动添加装置 9 硅藻土的检验 显微镜观察 结构 是否污染有砂土物理测定 沉降 密度 筛选残留物 水值 焙烧损失化学分析 水分 铁含量 二氧化硅含量硅藻土的行业标准和指标硅藻土助滤剂JC T599 1995硅藻土卫生指标GB14936 94 硅藻土的检验及要求 10 筛分效应吸附效应深度效应 过滤的原理 11 筛分效应 深度效应 吸附效应 过滤的原理 12 过滤的原理 颗粒均被截留在一个表面容易堵塞过滤质量由微孔尺寸决定典型应用膜过滤所有的硅土过滤纸板过滤 13 颗粒被截留在过滤介质的内部通径中通常不能再生典型应用 硅藻土过滤纸板过滤 过滤的原理 14 达到吸收能力 过滤的原理 颗粒由于化学或物理反应被截留可以再生过滤质量由反应决定典型应用 PVPP硅胶 石棉 纤维素活性炭 15 通透性 水值 Darcy 旧 新 透水值DFW 水值WWw Seitz Schenk 统一标准 过滤介质的通透性指标 16 透水值 DFW 在一定条件下 一定时间内穿过一定面积过滤助剂滤饼的水量 V 水量 升 l t 穿过时间分钟A 滤饼面积 过滤介质的通透性指标 透水值 17 水值 WW 2kg硅藻土涂于40 40cm有效过滤面积 20 下 进口压力0 2bar的透水量和时间之比 过滤介质的通透性指标 水值 18 通透性 Darcy 一种过滤介质的1mDarcy是指 在测试液体粘度为1mPa s 流过过滤面积为1cm2 过滤介质层厚为1cm 在1bar压差的条件下 所滤出的液体量为1ml K 换算系数1 01325v 过滤量 cm3 H 过滤层厚 cm A 流通面积 cm2 P 滤饼上压力 bar 过滤介质的通透性指标 Darcy 19 松散硅藻土密度SD g l m2 量杯重和硅藻土重 克 m1 仅量杯重 克 V 所测干硅藻土的体积数 ml 越低越好 太高在湿态加压环境下不易保持 NW 150 250g l 国产土较高 进口土略低90 120细 160 200中 200 250粗 20 湿硅藻土密度ND g l m 干硅藻土重量 g V 湿硅藻土体积 l 硅土饼高度 硅土面积 21 沉降速度 10Min 在50ml量筒中加入1g硅藻土和蒸馏水 混合搅拌后静置到清亮 然后再次摇动 开始计至重新澄清的时间 其时间的一半为 半值时间 沉降越慢 则涂层越均匀 22 硅藻土的质量标准 23 其它过滤助剂珍珠岩 企业使用较多石棉 纤维素活性炭稳定剂 24 啤酒过滤助剂 珍珠岩 25 珍珠岩是一种由火山喷发形成的火山岩物质 主要由硅酸铝组成 珍珠岩助滤剂是火山作用形成的天然珍珠岩在1100 高温下急速膨胀20 40倍经过独特的加工艺制造而成的 无毒 无味的膨胀珍珠岩 啤酒过滤助剂 珍珠岩 26 与硅藻土相比较 堆积密度比硅藻土轻通透性比硅藻土好不易沉淀吸附性强 流动性好 质轻 过滤快 过滤量大使用情况可在第二次预涂添加 与硅藻土混合添加 硅3 珍1 可在啤酒过滤精度要求不高时添加 啤酒过滤助剂 珍珠岩 27 珍珠岩的质量标准 啤酒过滤助剂 珍珠岩 28 啤酒过滤助剂 石棉纤维 29 啤酒过滤助剂 纤维素粉 30 啤酒过滤助剂 潮湿的原纤维素 31 啤酒过滤助剂 石棉 纤维素 使用在预涂时添加固定硅藻土层防止滤层断裂提高吸附作用添加量3 5 32 活性炭颗粒表面图片 啤酒过滤助剂 活性炭 33 活性炭作用原理 活性炭是一种很细小的炭粒有很大的表面积 而且炭粒中还有更细小的孔 毛细管 这种毛细管具有很强的吸附能力 由于炭粒的表面积很大 具有很强的吸附性能 它具有物理吸附和化学吸附的双重特性 可以有选择的吸附气相 液相中的各种物质以达到 脱色 颜色下降 除嗅 气味消减 去污提纯 口味改善 主要用于不良气味和口味的去除 如 酵母味 表面积 500 140m2 g添加量 5 30g hl 啤酒过滤助剂 活性炭 34 啤酒过滤助剂 硅胶 35 作用原理在pH值4 1 4 3范围内 大多数蛋白质带正电荷 而硅胶带负电荷 由于硅胶的表面积非常大 350 700m2 g 吸附蛋白质 12000 60000分子量 的能力非常强 能在2 3分钟内完成吸附过程 类型水胶 含水量 50 以上 干胶 含水量 5 啤酒过滤助剂 硅胶 36 使用可在第二次预涂时添加 50 80g m2过滤添加 15 100g hl 啤酒过滤助剂 硅胶 37 啤酒过滤助剂 PVPP 38 作用原理PVPP属于聚酰胺化合物 分子中含有大量酰胺键 能高度选择性吸附多酚物质 依靠氢键 能吸附40 以上的蛋白多酚复合物中的多酚 儿茶酸 花色素原和聚多酚 对容易引起浑浊的二聚和四聚多酚的吸附能力更强 类型一次性PVPP回收式PVPP 啤酒过滤助剂 PVPP 39 使用一次性PVPP 10 30g hl回收式PVPP 最大50g hl 啤酒过滤助剂 硅胶 40 待过滤对象的性质 粗分散体 0 1 m举例粗过滤或自然澄清