CZ292502B6

CZ292502B6 - Filtrační přísada pro techniku filtrace naplavováním

Info

Publication number: CZ292502B6
Application number: CZ19971736A
Authority: CZ
Inventors: Sophie Brocheton
Original assignee: Krontec S. A.
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1995-11-23
Publication date: 2003-10-15
Also published as: DE69520158T2; KR987000406A; DE69520158D1; GR3035893T3; CA2207394A1; AU4257796A; CN1168692A; KR100394183B1; PT820505E; AU705612B2; HUT77032A; ES2155901T3; EP0820505B1; MX9704180A; DK0820505T3; HU218877B; CA2207394C; BR9509862A; EP0820505A1; WO1996017923A1

Abstract

Filtrační přísada, vhodná pro techniku filtrace naplavováním, která je tvořena hranatými částicemi, které jsou pod tlakem nedeformovatelné, a jejichž součinitel tvaru, měřený na obrazovém snímači, definovaný jako poměr mezi jejich nejmenším a největším rozměrem, je průměrně od 0,60 do 0,85, nejvhodněji 0,70, přičemž tvar částic je homogenní a izotropní.ŕ

Description

Filtrační přísada pro techniku filtrace naplavováním

Oblast techniky

Vynález se týká filtrační přísady pro techniku filtrace naplavováním. Přísada se vyznačuje kvalitnějšími filtračními a užitnými vlastnostmi.

Filtrační přísadu podle vynálezu je možno použít při filtraci jakékoliv kapaliny, zejména piva, moštů, vína a jiných nápojů. I t

Dosavadní stav techniky

Filtrační přísady jsou rozptýlené látky, používané při oddělování pevné látky od kapaliny tím, že jsou buď samostatně vloženy na síto nebo jiný nosič, nebo jsou naplaveny do směsi obsahující částice, které mají být zachyceny, a v podstatě mechanicky zajišťují nebo zlepšují účinnost oddělování.

Kritériem účinnosti je buď kvalita získaného filtrátu, například jeho čistota či sterilita, nebo kvantita vyjádřená zvýšeným průtokem filtrátu.

Hlavními filtračními přísadami jsou:

Rozsivky, získané vypalováním diatomitů, fosilií řas, které jsou složkou planktonu. Obecně se tento materiál nazývá křemelina.

Perlity z vulkanické horniny rhyolitu. Tato drcená a rozemletá hornina zvětší svůj objem ve vypalovací peci 20 krát.

Škrob, například bramborový;

Popílek;

Celulóza;

Syntetické látky, například vlákna polymerů, skleněné kuličky nebo plastové kuličky, a podobně.

Tyto přísady tvoří v průběhu filtrace porézní prostředí, ve kterém se zachycují nečistoty, a které usnadňuje průtok kapaliny.

Filtrační přísady se mohou použít buď ve formě filtrační vrstvy položené před filtrací nebo naplavováním do suspenze.

Technika položení filtrační vrstvy spočívá v nanesení přísady do filtračního kanálu před filtrací suspenze.

Při technice naplavováním se přísada smíchá se suspenzí před její filtrací. Do suspenze se obvykle vhání dávkovacím čerpadlem. Tím se vytvoří filtrační vrstva, obsahující směs přísady / a nečistot. K získání čistého filtrátu se suspenze s naplavenou přísadou filtruje velmi často v kombinaci s předem nanesenou filtrační vrstvou. Tímto způsobem se zabrání průchodu jemných částic do filtračních cest a jejich ucpání, usnadní se odstranění kalu a čištění filtračních prostředků.

Filtrační přísady nalézají zvláštní uplatnění zejména v pivovarnictví.

/ 10 \

' 45

A

V přihlášce EP-A-0 483 099 je popsána filtrační přísada, určená především pro techniky filtrace naplavováním, užívané v pivovarnictví. Tuto přísadu tvoří kulovité částice, jejichž zrnitost je od 5 pm do 50 pm, při středním průměru 20 pm.

Takové přísady se především užívají ve formě filtračních vrstev, jejichž poréznost je od 0,3 do 0,5.

Kulovité částice jsou nestlačitelné, odolné vůči otěru a působení regeneračních činitelů, jsou málo citlivé na vliv teploty a jakosti dávkování. Jsou zpravidla provedeny ze skla nebo plastu a mohou být plné nebo duté.

Ve spisu US-A—4 326 964 je popsán způsob filtrace na hustém loži (deep bed). Podle tohoto způsobu prochází znečištěná kapalina filtračním ložem a k omezení zanesení horního povrchu filtruje filtrační lože provedeno z vrstev různé zrnitosti tak, že největší částice jsou umístěny ve vrchní části lože a zadržují nejobjemnější nečistoty, zatímco nejjemnější částice jsou umístěny ve spodní části filtru a zadržují nejjemnější nečistoty. Jakmile je lože ucpáno, provádí se jeho vypláchnutí protiproudem tak dlouho, dokud se neobnoví průtok filtrované tekutiny. Tento způsob odstraňování kalu však způsobuje smíchání filtračních vrstev různé zrnitosti. Aby se zabránilo této homogenizaci vrstev o různé zrnitosti, je zde doporučeno, používat materiály, jejichž hustoty jsou voleny tak, aby způsobovaly oddělování. Pro dosažení tohoto cíle se zejména doporučuje smíchání dutých křemenných kuliček s cementem.

Podstata vynálezu

Vynález si klade za cíl, vytvořit filtrační přísadu, vhodnou k provádění techniky filtrace naplavováním, která se proti přísadám podle dosavadního stavu techniky, zejména vzhledem k technice popsané ve spisu EP-A-0 483 099 vyznačuje lepšími filtračními a užitnými vlastnostmi.

Filtrační přísada podle vynálezu je zejména využitelná v pivovarnictví, kde se uplatní při technikách filtrace naplavováním při odkalování piva.

Filtrační přísadu tvoří hranaté částice, které jsou pod tlakem nedeformovatelné, a jejichž součinitel tvaru, který lze definovat jako poměr mezi jejich nejmenším a největším rozměrem, je 0,60 až 0,85, nejvhodněji průměrně 0,7.

Nej vhodnější granulometrické rozdělení těchto částic se vyznačuje středním průměrem (měřeno podle Malvema) od 30 do 40 pm, a tím, že 70 % těchto částic musí mít průměr od 15 do 50 pm.

Nejvhodnější měrný povrch částic, tvořících filtrační přísadu (měřeno metodou BET) a korigovaný hodnotou hustoty přísady, musí být menší než 10⁶m²/m³. To zároveň znamená, že vnitřní poréznost částic musí být malá, aby nedocházelo k příliš velké adsorpci.

Tyto částice jsou nejvhodněji použity ve formě zrnitého prostředí (filtračního koláče), jehož poréznost je od 0,5 do 0,7 a propustnost (stanovená měřením měrného odporu) je přibližně 1,5 Darcy.

Hustota přísady nesmí překročit o více než 25 % hustotu filtrované suspenze, aby se zabránilo jejím usazování a oddělování.

Přísada podle vynálezu se používá při technikách filtrace naplavováním, zejména v oblasti pivovarnictví.

Je samozřejmé, že přísadu podle vynálezu lze užít i při smíšených technikách filtrace, kdy se provádí současně filtrace s předem položenou vrstvou a filtrace s naplavováním.

-2CZ 292502 B6

Tabulky výsledků srovnávací analýzy

Vynález bude blíže objasněn pomocí údajů, získaných srovnávacími testy. Výsledky jsou uvedeny v tabulkách, ve kterých uvádí Tabulka 1 přehled parametrů filtračních přísad a Tabulka 2 údaje o měrném odporu a hustotě smíšeného prostředí (přísada + nečistoty) čtyř různých přísad.

Příklad provedení vynálezu

Zvláštní vlastnosti přísady podle vynálezu vyplynou ze srovnání s klasickými přísadami í (rozsivky) a s přísadou, popsanou ve spisu EP-A-0 483 099.

/

Klasickými přísadami jsou rozsivky, které se používají buď v technikách filtrace naplavováním (například červené diatomity získané kalcinací), nebo ve formě filtrační vrstvy (bílé diatomity, získané kalcinací nebo spékáním). Jako příklad lze uvést CBL (červená křemelina) a DIF BO (bílá křemelina), které jsou komerčně dostupné u společnosti CECA.

Ve srovnávacím testu byla k potvrzení charakteristik přísady podle vynálezu rovněž použita přísada, popsaná ve spisu EP-A-0 483 099, kterou tvoří kulovité částice.

Tabulka 1 uvádí typické velikosti různých filtračních přísad. Tyto přísady lze v podstatě charakterizovat:

- jejich měrným povrchem (S_o), měřeným metodou BET při korekci hodnoty hustotou a vyjádřeným v m²/m³;

- jejich středním průměrem (d_moy) a průměry pro 10 % průtoku (d]₀) a pro 80 % průtoku (dg₀), které byly zjištěny granulometrickými analýzami, provedenými podle Malvema (laserovým paprskem).

Čistá zrnitá prostředí (bez kvasnic) filtrační vrstvy se vyznačují:

- porézností εθ, vypočítanou z hustoty vloženého množství;

- propustností B_o, stanovenou měřením měrného odporu;

- skutečnou hustotou (p_a), stanovenou pyknometrií.

Srovnávací testy spočívaly ve filtraci koncentrované suspenze, obsahující přísadu a kvasnice při kontaktním tlaku, přičemž poměr obou složek byl stejný jako poměr piva, obsahujícího 10⁶ kvasnic na ml, smíchaného se lOg/hl přísady. Tuto koncentraci kvasnic lze považovat za maximální pro odstřeďované pivo.

Laboratorní diskontinuální zkoušky byly prováděny na vzorku 21 piva, obsahujícího 10¹¹ kvasnic, smíchaných se 10 g přísady. Filtrace se prováděla pod tlakem 200 kPa (2 bary). Filtrační vrstvy se vyznačují:

jejich měrným odporem, což je odpor vůči proudu kapaliny kilogramem pevné hmoty suspenze (měřeno v m/kg); a jejich hustotou pos (v kg/m³).

Tabulka 2 uvádí údaje o měrném odporu a hustotě smíšených prostředí (přísada + nečistoty) čtyř výše uvedených přísad.

Podle údajů v Tabulce 2 lze konstatovat, že přísada podle vynálezu vytváří za přítomnosti kvasnic filtrační vrstvy, jejichž měrný odpor je podstatně menší než odpor klasických přísad (křemeliny) a přísady popsané ve spisu EP-A-0 483 099. To znamená, že zvyšování tlaku ve filtru zvětšování filtračního koláče je výrazně menší s přísadou podle vynálezu, než s tradičními přísadami. Tyto výhody jsou významné a umožní prodloužit filtraci, aniž by se dosáhlo

-3CZ 292502 B6 maximálního přípustného tlaku na filtr a filtrační komory se zaplnily filtračním koláčem, což maximalizuje užitečnou trvanlivost průmyslového filtru.

A navíc, tvar a granulometrické rozdělení částic přísady podle vynálezu umožní vytvořit filtrační 5 koláč homogenní struktury, což zlepší účinnost přelévání kapalin. To je výhodné z hlediska regenerace přísady.

Tabulka 1: parametry filtračních přísad

	So (m²/m³)	dmoy (μ)	dio (μ)	d«o (μ)	Bo(Darcy)	εο	měrná hmotnost (kg/m³) p,
Přísada dle vynálezu	5.5 10’	34,7	16,5	46,8	1,55	0,61	1200
Přísada EP-0483099	1,3 10⁶	20	2	33	0,05	0,31	2290
CBL	6,0 10⁶	22,5	3,4	37,4	0,05	0,86	2300
DIFBO	3,5 10⁶	29,5	6,5	45,9	0,55	0,83	2300

Tabulka 2: měrný odpor a hustota smíšených prostředí

	a(m/kg)	Pgs (kg/m³)
Přísada dle vynálezu	4,0 10⁹	480
Přísada EP-0493099	4,7 10^1ϋ	1580
CBL	6,0 10^lu	293
DIFBO	7,2 10⁹	320

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

20 1. Filtrační přísada, vhodná pro techniku filtrace naplavováním, vyznačující se tím, že je tvořena hranatými částicemi, které jsou pod tlakem nedeformovatelné, a jejichž součinitel tvaru, měřený na obrazovém snímači, definovaný jako poměr mezi jejich nejmenším a největším rozměrem, je průměrně od 0,60 do 0,85, nejvhodněji 0,70, přičemž tvar částic je homogenní a izotropní.
2. Filtrační přísada podle nároku 1,vyznačující se tím, že granulometrické rozdělení částic je definováno jejich středním průměrem od 30 do 40 pm, měřeno podle Malvema, a tím, že 70 % těchto částic má průměr od 15 do 50 pm.

30
3. Filtrační přísada podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že měrný povrch částic, měřený metodou BET, při korekci hodnoty hustoty přísady, musí být menší než 10⁶m²/m³.
4. Filtrační přísada podle nároků laž3,vyznačující se tím, že tyto částice musí 35 vytvářet zrnité prostředí nebo filtrační koláč, jehož poréznost je od 0,5 do 0,7 a propustnost je vyšší než 1,5 Darcy.
5. Filtrační přísada podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že hustota přísady nepřekročí o více než 25 % hustotu filtrované suspenze.
6. Filtrační přísada podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je tvořena skleněnými nebo plastovými částicemi.
7. Použití filtrační přísady podle nároků 1 až 6 k filtrování jakékoliv kapaliny, zvláště nápojů,

45 jako je pivo, technikou naplavování, kde filtrační přísada je smíchána s filtrovanou suspenzí.

-4CZ 292502 B6
8. Použití filtrační přísady podle nároku 7, zvláště v pivovarnictví, kde je filtrační přísada tvořena jako předvrstva na filtračním médiu, před filtrováním suspenze.

5 10 Konec dokumentu 1