情境2过滤介质的选取.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,啤酒过滤技术,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,学习情境二：过滤介质的选取,啤酒过滤技术,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,硅藻土的性质,主要成分：,SiO,2,，,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/m,3,表面积很大,10000-20000m,2,/Kg,能滤除,0.1-1m,的颗粒,3,硅藻土的生产加工流程图,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,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。,5,啤酒过滤助剂,粗硅藻土,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,6,啤酒过滤助剂,细硅藻土,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,7,硅藻土的自动添加装置,8,硅藻土的检验及要求,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,GB14936-94,9,过滤的原理,筛分效应 吸附效应 深度效应,10,过滤的原理,筛分效应,深度效应,吸附效应,11,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,筛分效应,流量,压力(,p),12,过滤的原理,深度效应,流量,压力(,p),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,13,过滤的原理,达到吸收能力,吸附效应,流量,压力(,p),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,14,过滤介质的通透性指标,通透性,水值,Darcy,旧,新,透水值,DFW,水值,WW,w,Seitz,Schenk,统一标准！,15,过滤介质的通透性指标,透水值,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,60,很粗土,16,过滤介质的通透性指标,水值,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。,通过水值划分的硅藻土等级,150,粗土,500,很粗土,17,过滤介质的通透性指标,Darcy,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,1cm,2,、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（,cm,3,）,H:,过滤层厚（,cm,）,A:,流通面积（,cm,2,）,P:,滤饼上压力（,bar,）,根据通透性划分的硅藻土等级,30-50,mDarcy,很细土,50-90,mDarcy,细土,90-200,mDarcy,中细土,200-450,mDarcy,中粗土,900-1500,mDarcy,粗土,18,松散硅藻土密度,SD,：,g/l,m,2,:,量杯重和硅藻土重（克）,m,1,:,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/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,一般硅藻土湿体积为3.4l/Kg,500g/l,差,20,沉降速度,：,10,Min,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。,21,硅藻土的质量标准,项目,单位,细土,中土,粗土,通透值,mDarcy,40-100,180-400,1000-1500,湿密度,g/l,280-400,280-400,280-350,干密度,g/l,140-210,160-250,160-230,铁（溶于啤酒）,mg/100g,max.10,max.10,max.10,钙（溶于啤酒）,mg/100g,max.120,max.120,max.120,铝（溶于啤酒）,mg/100g,max.40,max.40,max.40,水分,%,max.1.0,max.0.5,max.0.5,煅烧损失,%,max.1.5,max.0.5,max.0.5,重金属：砷,ppm,max.0.4,max.0.4,max.0.4,汞,ppm,max.0.01,max.0.01,max.0.01,铅,ppm,max.0.8,max.0.8,max.0.8,镉,ppm,max.0.8,max.0.8,max.0.8,22,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,啤酒过滤助剂,珍珠岩,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。,25,啤酒过滤助剂,珍珠岩,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,26,项目,单位,数值,SiO,2,%,75,Al,2,O,3,%,13,CaO,%,0.8,Fe,2,O,3,%,0.6,MgO,0.1,TiO,2,%,0.1,其它氧化物,%,9.0,湿密度,g/l,200-300,堆比重,g/l,110,水分,%,1.0,灼热损耗,%,1.0,pH,值,(,最大,),8,通透性,Darcy,0.4-1.55,筛余物,100,m,%,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,啤酒过滤助剂,活性炭,活性炭颗粒表面图片,32,啤酒过滤助剂,活性炭,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：,500-140m,2,/g,添加量：,5-30g/hl,33,啤酒过滤助剂,硅胶,34,啤酒过滤助剂,硅胶,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（,350-700m,2,/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%,）,35,啤酒过滤助剂,硅胶,使用,可在第二次预涂时添加：,50-80g/m,2,过滤添加：,15-100g/hl,36,啤酒过滤助剂,PVPP,37,啤酒过滤助剂,PVPP,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,38,啤酒过滤助剂,硅胶,使用,一次性,PVPP,：,10-30g/hl,回收式,PVPP,：最大,50g/hl,39,待过滤对象的性质,溶解状态的胶体,0.2,m,颗粒状态的胶体,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,40,过滤支撑材料的比较,金属支撑面（叶片、烛棒）,30-50,m,支撑纸板,0.5-0.8,m,41,使用举例,用于硅藻土过滤前的啤酒预澄清,后酵罐,/,大罐,无菌水,未过滤啤酒,澄清后啤酒,酵母,离心机,缓冲罐,过滤,42,