CN1097350A - 珍珠岩助滤剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种以膨胀珍珠岩为原料加工制成 的珍珠岩助滤剂及其加工方法，该助滤剂具有无毒无 味、化学稳定性好，滤速快，过滤量大的特点；适用性 强，可用于正压和负压操作的各种过滤设备，可广泛 用于食品、果汁饮料、制药、制糖、粮造、化工、油脂、洗 染、水质处理等领域。生产工艺简便、其堆密度低于 硅藻土助滤剂，因此使用成本低。

Description

本发明涉及一种固液分离工业过滤的无机介质材料。

食品、饮料、医药、酿造、化工、炼油、水质处理等工业部门的生产中，过滤工序是一道非重要的工序。在生产过程中，经常涉及到固液分离操作，需把滤液中的悬浮物、胶料、纤维素等固体杂质通过过滤将其分离出去，或混浊液经过滤变成透明液。尤其是生产啤酒、果酒、果汁饮料、食用植物油，过滤工序尤为重要，关系到产品的透明、口感、品位等产品的质量问题。过滤工序通常由过滤设备及助滤材料（即助滤剂）组成。助滤材料的用途是帮助过滤物迅速而有效地通过滤层。因此对助滤剂的要求是无毒、无味、不改变过滤物的风味和性状;中性，不起化学反应;特殊的结构，既能阻止各种杂质微粒通过，又能使液体顺利穿行，保持较高的过滤速度。不同工业领域采用与之相适应的过滤设备助滤剂。如用于味精、制糖生产中常用的助滤剂是活性炭。啤酒、果汁饮料、医药、洗染等行业的过滤，多采用硅藻上作为助滤剂。硅藻土助滤剂微粒结构好，化学组成理想，但由于矿体中含有一定量的粘土和有机物，因而在加工成助滤剂的过程中，必须添加碱、氯化镁、氯化钠等通过烧结以提高其滤速和剔除粘土及有机物，其间发生的化学变化，很容易给被滤物构成不良效果。其次硅藻土具有一定的吸附性，对某些行业如食用植物油的脱色，具有明显的优点，但对啤酒、果汁等也易导致风味变化。再其次硅藻土堆密度大，使用量多，成本高。据悉国外珍珠岩助滤剂在工业过滤中多用于粗滤领域如用于啤酒生产过程中的麦芽汁的过滤。

本发明的目的，利用国内丰富的珍珠岩矿砂资源和加工隔热用膨胀珍珠岩的设备，开发出一种珍珠岩新产品-助滤剂，使其性能优于现有的硅藻土等助滤剂，为有关行业提供一种具有堆密度小，透过性好，滤速快，无毒安全中性的工业用助滤剂，从而提高有关产品的质量，尤其是提高我国丰富的食品、饮料行业产品的品级，并降低其生产成本。

天然珍珠岩矿是一种非品玻璃体无机材料，利用水遇热，气化产生气压，能使玻璃体的物质发生膨胀的作用原理，用高温加热方法，可使珍珠岩矿发生蜂窝状体积膨胀，形成蜂窝结构的复杂表面，封闭状的气孔导致材料在水中上浮;开放状气孔则使材料在水中呈悬浮状态，且粒子群体又能保护极高的孔隙率，使材料得以在过滤操作上具有优良的助滤特性，而且经高温处理玻璃化后的珍珠岩极难溶于水，且基本上不受滤液温度的影响。当PH值为5-11时有较好的化学稳定性，珍珠岩不含有机物质，经合理粒级搭配，保持不同粒子直径的一定百分比，在一次主孔和通过塔桥形成二次毛孔的共同作用下，可获得过滤所需的大量微细的毛细孔道。基于上述构思，本发明采用膨胀珍珠岩为原料加工的珍珠岩助滤剂是一种非晶玻璃体粒子组成的白色固体粉末，其比重为22～2.5g/cm³;堆密度0.22～0.25g/cm³，其中主要含有S₁O₂70～80%;AL₂O₃10～20%;Fe₂O₃≤1.5%珍珠岩助滤剂的粒并分布为120～180目占80%以上或80～140目占70%以上或70～120目占55%以上。

制备本发明的珍珠岩助滤剂的方法是首先采用纯度为90%以上的珍珠岩矿砂，加工成30～60目粒度，经300～400℃预热7～9分钟，然后在焙烧炉中以气体燃料经1000～1350℃高温膨胀，制得膨胀珍珠岩。对膨胀珍珠岩产品进行分析检测，用以加工制作珍珠岩助滤剂的膨胀珍珠岩的合格原料必须是（1）S₁O₂含量不低于72%。（2）堆密度0.040～0.075g/cm₃。（3）粒度要求大于100目。（4）白度要求：72～74度（用2BD型白度仪测定），从实验表明二氧化硅含量的高低直接影响助滤剂的使用性能，当二氧化硅含量较低时，珍珠岩助滤剂微粒的强度也较低。用助滤剂对滤液进行过滤时，特别加压过滤的情况下，预涂层很易改变原来粒子之间形成的骨架结构，微粒面组成的微孔将会大大地减少和减小，因而影响过滤速度，甚至使过滤近于截止状态。

矿砂经过焙烧形成膨胀珍珠岩时。焙烧是关键，膨胀珍珠岩的膨胀系数越大意味着膨胀珍珠岩粒子在结构上孔隙率越高，微观上分析这样的结构必然是孔壁变薄，微孔多而且大，将其粉碎后所得粒子具有理想的曲面形状，所形成的预涂层孔隙率高，而且承受压力也高。

为保证制得合格的膨胀珍珠岩，珍珠岩矿砂本身的纯度必须与之相适应，其中微晶含量最好小于5%。

为保证获得干净无污染的珍珠岩炭助滤剂，本发明的珍珠岩助滤剂所采用的膨胀珍珠岩是在焙烧炉中以气体燃料焙烧所得的膨胀珍珠岩为原料，所用的气体燃料是热煤气、冷煤气或天然气中的任一种，冷煤气是指城市净化煤气。

用合格的膨胀珍珠岩为原料加工成珍珠岩助滤剂的具本工艺步骤如下：

1）、除砂处理。处理方法是用旋振筛将膨胀珍珠岩中的砂砾、剔除，旋振筛由两台电机驱动，物料在筛网上既作往复运动，也伴以微幅上下振动，随时在作向前的闪动。密度较大的砂砾，将越来越集中在筛网表层，通过网也被剔除，而大量的轻质膨胀珍珠岩则浮集于物料最上层，最后由出料口排出，排出物料洁白而纯净。

2）、粉碎加工。由于膨胀珍珠岩具有很高磨擦性，对粉碎设备（粉碎磨机）要求抗磨性高，对物料的断裂效果显著，以及高速动转时的平稳性与自动排渣能力。如雷蒙磨基本可适用。粉碎可按要求粒度进行，控制投料速度、投料排料间隙、排料风量等参数的调节以达到要求粉碎的粒度范围。

3）、分级处理。利用与粉碎磨机相配套的分级机将部分粒度较大，不符合要求的产品（少量结晶的细砂粒和末除净的杂质）分离出来，重新送回粉碎磨机粉碎，对少量结品细砂不即时排除，将影响产品使用性能。

4）、筛选分等。用旋振筛对产品进行筛选分等，按（Ⅰ）型120-180目占80%以上;（Ⅱ）型80-140目占70%以上及（Ⅲ）型70-120目占55%以上三等进行粒级搭配，制得不同粒度分布的珍珠岩助滤剂。要求筛选设备具有密封性，以防止细微粒子随波动的气液口处飘逸对环境的污染。筛选分等完成并检验合格即按（Ⅰ）、（Ⅱ）、（Ⅲ）分别包装可提供不同应用领域使用。

除尘，在整个工艺过程中，在起尘部位设吸尘罩，或者卸料口排风口后端，设手动式布袋除尘器。

本发明的珍珠岩助滤剂，由于生产原料为珍珠岩、无毒无味、不含有机物和粘土，生产过程中不加入任何其他化学物质，只依自身形体结构能形成多孔床层，具有良好的渗透性，不可压缩性和较低的流动阻力，不与任何滤物发生化学反应和对滤液的不溶解性，适用性强可用于正压操作过滤设备（如板框式过滤机、垂直叶片罐式过滤机、回转叶片过滤机、水平叶片过滤机等）和负压操作过滤设备（如真空叶式过滤机、回转真空预涂过滤机、板框压滤机等），因此具有广泛的应用领域，可应用于食品、果汁、饮料、啤酒、制药、制糖、洗染、化工、油脂、水质处理等行业。使用证明比活性岩、硅藻土助滤剂等的滤速快，过滤量大。尤其应用在果汁饮料、啤酒生产工艺的精滤（产品的最后一道工序），可使液体清彻透明，既保存了产品的风味，又提高产品的品质，此外由于生产珍珠岩助滤剂工艺简单，其堆密度低于硅藻土20%左右，使用量大大低于硅藻土助滤剂表，从而大大降低了使用成本。（表Ⅰ、表Ⅱ）

实例1

选用经热煤气燃料焙烧的膨胀珍珠岩100kg、作为加工制作助滤剂的原料，其中S₁O₂含量73%，堆密度0.04～0.075g/cm³，粒度大于100目，白度73度，首先用旋振筛将砂砾剔除，然后将去砂处理后的膨胀珍珠岩用3R2014型悬辊磨扮机粉碎，通过控制调节磨粉机设备的各项参数控制物量的粒度和粒度分布，使大于40微米粒子占15%，小于5微米粒子占2%，再通过与磨粉机相配套的分级机（W650型），将超过70目的粒子和重质砂粒（末除净的砂粒杂质）分离排出机外。最后利用密封的旋振筛进行筛选分为三等制得珍珠岩助滤剂（Ⅰ）型、（Ⅱ）型、（Ⅲ）、它们各自的粒度分布是120～180目占85%，80～140目占78%，70～120目占55%。

实例2

小样味精中和液，22.5°Be′200ml用水浴升温到60℃加入（Ⅱ）型珍珠岩助滤剂2g，搅匀，倒入φ90mm的布氏漏头，用0.092MP_a抽滤，测滤速为37ML/分，在同样条件下，用活性炭代替珍珠岩助滤剂。测定滤速为8.7ml/分。

表1过滤中药提取液

硅藻土助滤剂        II型珍珠岩滤剂

用量        1.75kg        2kg

过滤时间        10分钟        31分钟

过滤量        100kg        2500公斤

表2珍珠岩助滤剂与硅藻土助滤剂用于啤酒的精过滤的对比（100板框滤机）

硅藻土助滤剂        珍珠岩助滤剂

用量(kg/吨啤酒)        2.2        1.68

滤速(吨/小时)        18        21

(II)型(III)型各50%

Claims (3)

1、一种膨胀珍珠岩制作的珍珠岩助滤剂，其中含SiO₂70～80%，AL₂O₃10～20%，Fe₂O₃≤1.5%，堆密度为0.22～0.25g/cm³，其特征在于所述的珍珠岩助滤剂粒度分布为120～180占80%以上或80～140目占70%以上或70～120目占55%以上。

2、一种制备权利要求1所述的珍珠岩助滤剂的方法，其特征在于以气体燃料焙烧的膨胀珍珠岩为原料，经除砂、粉碎、分级、筛选分等、除尘工艺而制成，所述珍珠岩原料必须是SiO₂含量大于10%，堆密度0.04～0.075g/cm³，粒度大于100目，白度72～44度。

3、如权利要求2所述的制备珍珠岩助滤剂的方法，其特征在于所述的气体燃料是热煤气、冷煤气、天然气中的任一种。