过滤介质的选取

1、.,1,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：1-200m 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0.1-1m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

2、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

3、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/T 599-1995 硅藻土卫生指标 GB14936-94,硅藻土的检验及要求,.,10,筛分效应

4、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 WW w,Seitz,Schenk,统一标准！,过滤介质的通透性指标,.,1

5、6,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4040cm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1.01325 v: 过滤量（cm3） H: 过滤层厚（cm） A: 流通面积（cm

6、2） 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：150250g/l，国产土较高，进口土略低 90120 细，160200 中，200250 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”，

7、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2040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

8、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

9、） 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：0.1m 举例 粗过滤或自然澄清