Фильтрующие перегородки

В качестве фильтрующих перегородок могут служить:

· Сита всех видов, например, металлические и щелевые сита или сита в виде нави той профильной проволоки, как в свечных фильтрах.

· Металлическая или текстильная ткань, металлическая ткань лучше моется и дезинфицируется, хотя современные тек стильные ткани, например, на основе полипропилена (см. заторный фильтр-пресс) по многим позициям не уступают металлическим, но они не применяются для фильтрования пива, так как хуже стерилизуются

· Фильтрующие слои из целлюлозы, хлопка, кизельгура, перлита, стеклянных нитей и других материалов (асбест запрещено при менять из-за его вреда для здоровья). Сегодня предлагаются и широко применяются фильтрующие слои различного спектра действия, вплоть до стерилизующего фильтрования.

· Насыпные материалы, например, гравий для фильтрования воды, намывные слои из вспомогательных фильтрующих средств.

· Пористые материалы, такие как металло-керамические сплавы или спеченные металлы, используемые для подачи воздуха в жидкость

Мембраны, применяемые во все большей степени, они изготовляются из полиуретана, полиакрила, полиамидов, полиэтилена, поликарбоната, ацетатцеллюлозы и других материалов. Мембраны очень тонки (0,02-1 мкм) и во избежание разрыва их накладывают на подложку с крупными порами

Мембраны изготавливают путем пропитки, орошения или намывания. Поры образуются путем

· плавления порообразующих солей с их последующим растворением;

· протравливания.

Применяя различные материалы, можно изготавливать мембраны с любым желаемым размером пор (рис. 4.60), позволяющим отфильтровывать вещества с любым размером молекул.

Так как при таком фильтровании работают с очень мелкими порами, то различают

· микрофильтрацию, происходящую в области мкм (10^-1 до 10 мкм) и

· ультра- или нанофильтрацию, происходящую в области нм (10³ - 10* мкм).

На рис. 4.61 показаны размер частиц и пор, с которыми мы имеем дело при фильтровании.

Следует обратить внимание, что каждое деление шкалы справа налево в 10 раз меньше предыдущего. Итак, мы имеем дело с мембранами, обладающими чрезвычайно мелкими порами.

Нельзя пустить пиво поперек тонкой мембраны, как при статическом фильтровании, иначе

· мембрана немедленно забьется;

· разница давлений разорвет тонкую мембрану.

Поэтому пиво подается вдоль мембраны и ее постоянно промывает, так что может образоваться только ограниченный слой осадка, микроорганизмы и загрязнения в виде:

· нефильтрата или концентрата (ратентата) остаются;

· фильтрат или пермеат проходит сквозь мембрану.

Этот способ фильтрования называется тангенциально-поточным фильтрованием или фильтрацией в поперечных потоках (Cross-Flow-Fill ration).

Так как только часть жидкости проникает через поры, а большая часть протекает вдоль мембраны, необходима большая мембранная поверхность. Чтобы уменьшить габариты фильтра, мембраны зачастую сворачивают в рулон. Две мембраны, закрепленные на пористой подложке толщиной около 0,7 мм, заклеивают с трех сторон, накладывают сверху и снизу дистанционные прокладки (0,5 мм) и сворачивают в рулон. Такая комбинация из мембран, подложки и прокладок называется рулонным фильтрующим спиральным модулем (рис. 4.62).

Для повышения производительности установки параллельно включают несколько (иногда довольно много) таких фильтровальных модулей. Установка тангенциально-поточного фильтрования (рис. 4.63) всегда состоит из ряда таких модулей, делающих ее легко узнаваемой.

Особый вид мембран - полые волокна с толщиной стенок 10-25 мкм, диаметром 50-200 мкм и длиной 2-3 м. Полые волокна могут применяться только для абсолютно прозрачных жидкостей, так как они легко забиваются. Мы встретимся с такими мембранами, когда будем рассматривать метод диализа при производстве безалкогольного пива. Модули из полых волокон, которые могут иметь U-образную форму или быть вытянутыми, позволяют разместить 20 000 м² мембранной поверхности в 1 м³ помещения.

Вместо мембран для микрофильтрации сегодня все больше применяются керамические материалы с очень тонкими каналами. В мультиканальном элементе каждый канал окружен мелкопористым керамическим материалом, от структуры которого зависит тонкость фильтрации. Благодаря параллельному подключению многих элементов и модулей можно достичь большей производительности установки (см. раздел 4.5.2.8).

Следует четко представлять себе, что при тангенциально-поточном фильтровании через мембраны проходит лишь небольшая часть фильтрата. Чтобы просочилось достаточное количество фильтрата, нефильтрат, обогащающийся взвешенными частицами осадка, должен циркулировать многократно (см. раздел 4.5.2.6).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: