JPH0747266A - ケイソウ土・パーライト複合濾過助剤およびその製造方法 - Google Patents
ケイソウ土・パーライト複合濾過助剤およびその製造方法Info
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Abstract
独使用、パーライト濾過助剤の単独使用、あるいはこれ
らの単なる混合使用の何れにおいても、濾過清澄性、ケ
ーク嵩密度の変化、圧縮性等の点で充分と言えなかっ
た。本発明はこれらの欠点を解決しうるケイソウ土・パ
ーライト複合濾過助剤を得ることを目的とする。 【構成】 ケイソウ土を焼成あるいは融剤焼成処理した
ものと、パーライト精石を熱発泡させ粉砕処理したもの
を混合し、これに結合材を添加し、乾燥後、200〜1
050℃で加熱して両者を一体に固着させ所要の整粒を
行う。
Description
トを複合した濾過助剤およびその製造方法に関する。
セルロース繊維、炭素粉末などが知られているが、工業
濾過において用いられる濾過助剤の大半は、ケイソウ土
とパーライトで占められている。濾過助剤の代名詞であ
るケイソウ土濾過助剤の製造方法は、米国特許第1,4
77,394号(1923年)、米国特許第1,05
2,547号(1924年)を基本として現在に至って
いる。他の濾過助剤の製造方法も同様に古い技術となっ
ている。
濾過助剤の使用方法としては、プリコート用あるいはボ
ディーフィード用として用いるが、一般にケイソウ土と
パーライトを混合使用することはまれであり従来の濾過
においては、常に単一使用とされていた。
には次の濾過特性と欠点がある。
ことにより、濾過時にケーク圧縮を受けにくく濾過抵抗
が緩和され(濾過速度が安定)、かつ濾液の清澄性を向
上させる特性をもつ反面、濾過持続性(経済性)に関わ
るケーク嵩密度が0.3 〜0.5 g/cm3 と大きく、出来
るだけケーク嵩密度の小さい助剤を製造するにはケイソ
ウ土の形状上限界がある。
急熱して発泡させた薄いガラス質多泡粒子を破砕した複
雑な形状の粉末であり、そのケーク嵩密度は0.16〜0.22
g/cm3 と非常に小さいという特徴を有する。その形
状と小さいケーク嵩密度を利用してケイソウ土についで
濾過助剤として使用される反面、圧縮性が著しく高く、
真空式ドラム型プレコートフィルターにおいてはしばし
ばプレコート層の亀裂の要因となる。又、ケイソウ土濾
過助剤に比べて濾過速度および濾液の清澄性が劣ってお
り、高い清澄性を要求される濾過には、不適とされてい
る。
ライト濾過助剤を混合した場合は、両者の物性が異なる
ためか、どうしても均一な濾過ケークを形成することが
出来ず十分なる濾過効果を引き出せない。例えば真空式
ドラム型プレコートフィルターにおいて混合使用した場
合、プリコートケークにムラが生じるため、ケイソウ土
とパーライトの圧縮性の違いによりプリコート層の亀裂
および透過性の違いにより濾過ケークの脱落がむしろ促
進される結果となる。又、通常の加圧型フィルターにお
いては、ケークムラのため濾過の清澄性が期待出来ない
場合等があった。
パーライトをそれぞれ単独で使用しても、また両者を混
合しても、何れも一長一短で、それぞれに欠点を有して
いた。
の濾過助剤がもつこれらの欠点を改善して、ケイソウ土
とパーライト濾過助剤のそれぞれの長所のみを利用でき
るようにしたケイソウ土とパーライトの複合濾過助剤お
よびその製造方法を得んとするにある。
・パーライト複合濾過助剤およびその製造方法は、上記
の課題を解決したもので、次のようなものである。
剤は、ケイソウ土濾過助剤(焼成品、融剤焼成品)とパ
ーライト濾過助剤(発泡粉砕品)を結合材でケイソウ土
粒子とパーライト粒子を接合し固着させて一体化させた
粉状濾過助剤から成る。
過助剤とパーライト濾過助剤を混合する。混合比(重量
比)は1:1が最適であるが所望の濾過特性により任意
の混合比とする。混合物を攪拌しながら結合材を噴霧
し、湿り気をわずかに呈するまで添加する。使用する結
合材としては水、水ガラス、コロイダルシリカ、リン酸
塩のうちから選択される一または二以上のものであれば
よい。結合材を添加した混合物を乾燥させ、一部塊状と
なる場合には粉砕し、分級を行う。分級では、乾燥品を
40メッシュ(Mesh)フルイ以下に粒度を整える。
この操作を省略すると最終目的物の歩留まりが低下す
る。粒度調整した乾燥品を200〜1050℃の温度で
1〜20分間程度加熱処理を行う。この加熱処理によ
り、ケイソウ土粒子とパーライト粒子との結合強度は促
進される。200℃未満の温度では強度が発現せず、ま
た、1050℃よりも高温ではパーライトの溶融を起こ
し、その複雑な形状が損なわれるので避けなければなら
ない。加熱処理したものを再度粗砕分級して60メッシ
ュ(Mesh)フルイ以下に粒度を整える。かかる製造
方法により得られたものが図7−A,B、図8−A,B
の写真に示すような本発明のケイソウ土・パーライト複
合濾過助剤である。
は、本発明によるケイソウ土・パーライト複合濾過助剤
の電子顕微鏡写真であり、倍率はそれぞれ200倍(図
7−A)、1000倍(図7−B)、2000倍(図8
−A)、2000倍(図8−B)である。これらの写真
中蜂の巣状あるいは向日葵(ひまわり)の実のような形
状をした部分がケイソウ土であり、細い孔多数があいて
いるのが分る。また複雑な形の例えばガラスの破片のよ
うに散乱しているのがパーライトである。本発明はこれ
ら両者が一体に固着しているのでその効果を発揮する。
#200)に対してパーライト濾過助剤(商品名、Topc
o #31)を100重量%、珪酸ソーダ3号と水との混
合液(混合比率1:9)を180重量%混合添加したも
のを乾燥整粒した後、小型外熱キルンで1000℃にて
5分間加熱後、整粒した試作品Aは、次のような濾過特
性を示した。 平均濾過比抵抗 0.7 ×109 〔cm/g〕 於 0.3 〔kg/cm2〕 ケーク嵩密度 0.25 〔g/cm3 〕
#200)に対してパーライト濾過助剤(商品名 Topc
o #31)を60重量%、りん酸アルミニウムと水との
混合液(混合比率2:8)を140重量%を混合添加し
実施例1と同様の処理をした試作品Bは、次のような濾
過特性を示した。 平均濾過比抵抗 1.0 ×109 〔cm/g〕 於 0.3 〔kg/cm2 〕 ケーク嵩密度 0.27 〔g/cm3 〕
ウ土・パーライト複合濾過助剤の効果の判定に用いた試
験装置及びその方法について図面を参照して以下に説明
を行う。図1は定流量濾過試験装置の略図である。試験
手順は次の如くである。 (1) 試験前、スラリータンク1に所定量の水を満た
し、全てのバルブ(3−5)を開放し、ポンプ2を起動
し、濾過装置6内の水より気泡を抜き水を循環させる。 (2) 次にバルブ(3,4)を調整し、流量計7が8
00ml/minを示すように流量を設定する。 (3) 流量設定後、所定量の濾過助剤をスラリータン
ク1に投入し、濾過器6の濾材8(30φ×300 l
目開き50μm)にプリコートを開始する。この時流
量変動があるが、バルブ(3,4)を手動で調整する。 (4) スラリータンク1内の水が透明になるまでプリ
コート及び循環を行う。プリコートが完了した時点で圧
力計9,10によって濾過器内圧(Pin)と濾過器外圧
(Pout )を記録し、水の濁度を測定する。但し、濁度
の測定にはU.V.の分光光度計を使用し、この時点の
水が除去率100%の基準となる。 (5) プリコート完了後、別に準備した所定濃度の濁
質液スラリータンク(図示せず)にポンプ吸水口11、
循環口12を切り替える。切り替え時点でストップウォ
ッチをONにし、濾過時間の測定を開始する。スラリー
タンク内の濁質液の濁度を予め測定しておく。これが濁
質除去率0%の基準となる。後は、所定の時間間隔で両
圧力計9,10の読み(差力)測定及び濾液口14から
サンプリングし、濁度(除去率)を測定する。尚、流量
変動に対しては、バルブ3,4を調整し、流量が800
ml/minになるように保持する。
置を示す略図である。濾過器本体20は、円筒型の総ア
クリル製であり、濾過状況が目視出来るようになってい
る。本装置はコンプレッサ31と空気調整弁32とによ
り濾過器20には常に一定圧が加わるようにしてある。
濾材は、ステンレス多孔板21の上に5Aの濾紙を試験
毎にセットする。試験手順は次の如くである。 (1) コック23を閉じ、圧力計30を見て所定圧力
にセットする。 (2) ポリエチレン製ビーカー25を用い、水及び濾
過助剤を所定量分散させる。コック24を開け、ロート
口26から分散液を注ぎ込む。コック24を閉めると同
時に濾液コック23を開く。 (3) 濾液コック23を開くと同時にインタバルタイ
マ27のスイッチを起動させる。後は、自動的に濾液重
量が所定時間隔でプリンタ28に出力される。 (4) 濾過終期、目視によりスラリー液面とケーク上
表面22が一致する瞬間にコック23を閉じ湿乾質量比
を測定する。 このデーターは、4サンプル×圧力5点=20テスト回
数となる。データー処理はRuth式により、平均濾過
比抵抗を算出した。
過助剤は、ケーク嵩密度を向上し、かつケーク圧縮性を
改善し、なおかつ濾過の持続性と濾過の清澄性が保たれ
る濾過特性を有しており、またケイソウ土粒子とパーラ
イト粒子が相互に接着していることによりケークの均一
性が保たれ、ケイソウ土とパーライトの混合使用におい
て十分な濾過効果が出ないという問題が解決された。こ
のように本発明は、一般工業濾過分野の効率化に資する
ところ大である。本発明による濾過助剤は特に、ビー
ル、砂糖、水飴、ブドー糖、甜菜糖、食油、寒天等の食
品の精製等に用いて効果が極めて大であり、油の精製、
プールの清澄化にもより便利に使用できる。
た各装置及び方法により次のような実証試験を行った。
尚、試験に使用した各濾過助剤の濾過特性は表1に示す
通りのものである。
て、表1に揚げる各濾過助剤をプリコートした後、下記
の濾過条件で汚濁液を定流量濾過し、濾過圧の上昇状況
を調べた。 (濾過条件) 汚濁原液 カオリン(平均粒子型5μm) 1000ppm水溶液 濾過流量 800ml/min 濾過面積 0.028 m2 濾材 MSフィルター スリット50μm(円筒型 30φ×300) プリコート量 1800g/m2 試験結果は、図3に示すようにそれぞれ試作品A,Bは
ケーク嵩密度がケイソウ土に比べ改善されたことにより
濾過の持続性が向上し、濾過圧の上昇が緩やかである。
8 μm アクリルビーズ 120ppm水溶液)だけを
変更し、濾液を一定時間毎にサンプリングし、その汚濁
質除去率を調べた。その結果は、図4に示すように試作
品Aはケイソウ土とほぼ同等の清澄性を示した。
を用い各濾過助剤について、下記の濾過条件で濾過圧力
を変化させケークの平均濾過比抵抗を調べることにより
圧縮性の改善状況を調べた。 (濾過条件) 濾過圧力 0.5 , 1.0 , 2.0 , 3.0 , 4.0 〔kg/cm2 〕 濾過面積 12.57 〔cm2 〕 助剤スラリー濃度 5%wt水溶液 濾材 5A濾紙 試験結果は、図5に示すように試作品Aにわずかの濾過
比抵抗変化が見受けられるがパーライトに較べて明らか
に圧縮性が改善されている。
試作品Aの濾過性の比較を図1の装置を用いて行った。 汚濁原液 0.8 μm アクリルビーズ50ppm水溶
液(綜研製) その結果は、図6に示すように混合品は昇圧が始まり出
す20分過ぎで目視可能な亀裂が生じて清澄性が低下し
たが、試作品Aにおいては亀裂が確認されなかった。
装置の略図である。
略図である。
示す図である。
す図である。
す図である。
製品の比較を行った結果を示す図である。
鏡による拡大写真である。(倍率200倍、1000
倍)
鏡による拡大写真である。(倍率2000倍)
Claims (3)
- 【請求項1】 ケイソウ土を焼成あるいは融剤焼成処理
したものと、パーライト精石を熱発泡させ粉砕処理した
ものを混合し、これに結合材を添加し、乾燥後、200
〜1050℃で加熱して両者を一体に固着させることを
特徴とするケイソウ土・パーライト複合濾過助剤の製造
方法。 - 【請求項2】 請求項1記載のケイソウ土・パーライト
又は、それらの複合物からなる複合濾過助剤。 - 【請求項3】 前記結合材が水、水ガラス、コロイダル
シリカ、りん酸塩のうちから選択される一または二以上
のものであることを特徴とする請求項1記載の方法。
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JP21109593A JP3331018B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ケイソウ土・パーライト複合濾過助剤およびその製造方法 |
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1993
- 1993-08-04 JP JP21109593A patent/JP3331018B2/ja not_active Expired - Fee Related
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