过滤介质的选取

学习情境二：

过滤介质的选取1.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2.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，应存放在枯燥、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外表积很大10000-20000m2/Kg能滤除0.1-1m的颗粒硅藻土的性质3.研磨枯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4.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℃下枯燥。在这种状态下硅藻土的天然结构及其孔径得以保存，这样形成的硅藻土为细硅藻土。煅烧硅藻土：中土将枯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。硅藻土颗粒的上外表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那么得以保存。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参加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。5.粗硅藻土〔大约放大了1000倍〕此图片由德国Schenk过滤机制造提供啤酒过滤助剂——粗硅藻土6.细硅藻土〔大约放大了1000倍〕此图片由德国Schenk过滤机制造提供啤酒过滤助剂——细硅藻土7.硅藻土的自动添加装置8.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9.

筛分效应吸附效应深度效应过滤的原理10.筛分效应深度效应吸附效应过滤的原理11.筛分效应流量压力(Δp)过滤的原理颗粒均被截留在一个外表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12.深度效应流量压力(Δp)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13.到达吸收能力吸附效应流量压力(Δp)过滤的原理颗粒由于化学或物理反响被截留可以再生过滤质量由反响决定典型应用：PVPP硅胶、石棉、α－纤维素活性炭14.通透性水值Darcy

旧

新透水值DFW水值WWwSeitzSchenk统一标准！过滤介质的通透性指标15.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:滤饼面积通过透水值划分的硅藻土等级<10细土10-20中细土20-40中土40-60粗土>60很粗土过滤介质的通透性指标—透水值16.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。通过水值划分的硅藻土等级<15很细土10-25细土20-80中细土70-150中粗土>150粗土>500很粗土过滤介质的通透性指标—水值17.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〕根据通透性划分的硅藻土等级30-50mDarcy很细土50-90mDarcy细土90-200mDarcy中细土200-450mDarcy中粗土900-1500mDarcy粗土过滤介质的通透性指标—Darcy18.松散硅藻土密度SD：g/lm2: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19.湿硅藻土密度ND：g/lm:干硅藻土重量〔g〕V:湿硅藻土体积〔l〕=硅土饼高度×硅土面积一般硅藻土湿体积为3.4l/Kg<300g/l很好300-400g/l好400-500g/l一般>500g/l差20.沉降速度： ＞10Min在50ml量筒中参加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，那么涂层越均匀。21.项目单位细土中土粗土通透值mDarcy40-100180-4001000-1500湿密度g/l280-400280-400280-350干密度g/l140-210160-250160-230铁（溶于啤酒）mg/100gmax.10max.10max.10钙（溶于啤酒）mg/100gmax.120max.120max.120铝（溶于啤酒）mg/100gmax.40max.40max.40水分%max.1.0max.0.5max.0.5煅烧损失%max.1.5max.0.5max.0.5重金属：砷ppmmax.0.4max.0.4max.0.4汞ppmmax.0.01max.0.01max.0.01铅ppmmax.0.8max.0.8max.0.8镉ppmmax.0.8max.0.8max.0.8硅藻土的质量标准22.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23.啤酒过滤助剂—珍珠岩24.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25.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26.项目单位数值SiO2%75Al2O3%13CaO%0.8Fe2O3%0.6MgO%0.1TiO2%0.1其它氧化物%9.0湿密度g/l200-300堆比重g/l110水分%1.0灼热损耗%1.0pH值(最大)8通透性Darcy0.4-1.55筛余物100m%2.5-18珍珠岩的质量标准啤酒过滤助剂—珍珠岩27.啤酒过滤助剂—石棉纤维28.啤酒过滤助剂—纤维素粉29.啤酒过滤助剂—潮湿的原纤维素30.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%31.活性炭颗粒外表图片啤酒过滤助剂—活性炭32.活性炭作用原理：活性炭是一种很细小的炭粒有很大的外表积，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，由于炭粒的外表积很大，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到达：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〕外表积：500-140m2/g添加量：5-30g/hl啤酒过滤助剂—活性炭33.啤酒过滤助剂—硅胶34.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。由于硅胶的外表积非常大〔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35.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36.啤酒过滤助剂—PVPP37.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—PVPP38.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39.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胶体：0.1-0.001

m举例光学显微镜分子分散体：<0.1

m举例电子显微镜溶解状态的胶体<0.2