НПО "Альтернатива" - 9.4.1. Критерии оценки качества кизельгура

Опубликовано: 02.09.2018

 

Качество кизельгура (диатомита) оценивается по внешнему виду, цвету, запаху, хи­мическим и физическим показателям.

При оценке физических показателей их информационная значимость располагает­ся в следующей последовательности:

♦    пропускная способность (водопроницаемость);

♦    объемная масса во влажном состоянии;

♦    объемно-насыпная масса;

♦    гранулометрический состав;

♦    величина рН водной вытяжки;

♦    массовая доля водорастворимых веществ.

По внешнему виду кизельгуры представляют собой тонкий, легкий порошок бело­го, серого, кремового или розового цвета без запаха.

9.4.1.1. Химический состав

Химический состав кизельгуров определяется качеством исходного материала и спосо­бом его обработки. Главным компонентом кизельгуров является диоксид кремния, мас­совая доля которого превышает 80%. Основные отличия касаются содержания в них окисей железа, алюминия, титана, кальция, магния и щелочных металлов. Диоксид же­леза влияет на цвет продукта. Превышение массовой доли диоксида железа в кизельгуре более 2% отрицательно сказывается на вкусе и цвете пива. Наличие магния также может быть причиной окрашивания фильтрующего материала. Силикаты алюминия – неже­лательный балласт, который снижает фильтрационные свойства материала. Их содер­жание в пересчете на диоксид алюминия не должно превышать 7,5%. Щелочные метал­лы (ионы натрия и калия) попадают в кизельгур при обработке. В водных растворах в присутствии этих ионов рН смещается в щелочную сторону. В табл. 9.3 приведены данные по химическому составу различных марок кизельгуров фирмы Celíte и показа­тели, регламентируемые отечественным стандартом (ТУ 10-05031531-378-94).

Таблица 9.3

Химический состав одной из партий диатомитов (массовая доля, %)

Показатель Celite Кизельгуры марок А, Б и В
FC (тонкий) SSC (средне/тонкий) HSC (грубый)
Si02 86,2 90,6 88,9 Не менее 80
Fe2О3 1,5 1,6 1,4 Не более 4
А12О3 3,7 4,2 4,0 Не более 7,5
MgO 0,6 0,6 0,6 Не более 2,0
CaO 0,5 0,4 0,5 Не более 2,0
Na2О+K2О 1.2 1,0 3,4 Не более 4,0
TiО3 0,2 0,2 0,2 -

Важное свойство фильтровального материала – его инертность к фильтруемому пиву, так как растворимые вещества могут повлиять на его вкус. Допускается содер­жание экстрагируемых водой веществ не более 1%. В табл. 9.4 даны сведения о допу­стимых границах растворения тяжелых металлов при фильтровании пива через ки­зельгур. Для сравнения даны результаты по растворимости железа и кальция для нескольких образцов кизельгура.

Таблица 9.4

Растворимость тяжелых металлов (мг/кг)

Катионы Мирки кизельгура
НSC SSC FCE Seitz-super Seitz-media Seitz-extra
Fe 162 99 62 80 50 50
Са 110 200 200 150 160 160

9.4.1.2. Пропускная способность (водопроницаемость)

Одним из важнейших показателей, характеризующих фильтрационные свойства ки­зельгуров, является их пропускная способность. Значение показателя «Пропускная способность» зависит от метода, используемого для его определения (табл. 9.5), и тем­пературы, с повышением которой возрастает водопроницаемость материалов. Так, уве­личение температуры с 15 до 20°С способствует повышению пропускной способности на 10%.

Таблица 9.5

Пропускная способность кизельгуров (л/(мин•м2), определенная различными методами

Марка кизельгура Методы фирмы
Filtrox Celite* Decalite
FC 35 100 32
HSC 600 500 600
Speеdflow 310 200 235

*Пропускная способность относительно пропускной способности диатомита марки FС.

От пропускной способности следует отличать проницаемость фильтровального ма­териала, которая определяется в единицах Дарси. Фильтровальный материал будет иметь проницаемость в 1 Дарси, если слой из этого материала толщиной 1 см и площа­дью 1 см2 при давлении 0,098 МПа за 1 с пропускает 1 мл жидкости вязкостью 10 Па•с. В табл. 9.6 приведены сведения по значению показателя проницаемости для некоторых марок кизельгуров.

Таблица 9.6

Проницаемость различных марок кизельгуров (ед. Дарси)

Марка Проницаемость Характеристика
1 2 3
Célate:    
Хайфло Супер Сел (HSC), Франция 0,9 Грубый
Хайфло Супер Сел (HSC), Исландии 1.3 Грубый
Силайт 512, Франция 0,32 Средний
Силайт 512, Исландия 0,4 Средний
Стандарт Супер Сел (SSC), Франция 0,14 Средне/тонкий
Стандарт Супер Сел (SSC), Исландия 0,2 Средне/тонкий
Силайт577 0,043 Тонкий
Фильтер Сел Е (FCЕ) 0,030 Тонкий
Decalite:    
Speed plus 1,0 Грубый
Speedflow 0,22 Средний
Superaid 0,044 Тонкий
Pall Seitz Schenk:    
super 1,3 Грубый
media 0,18 Средне-тонкий
extra 0,11 Тонкий
Ceca:    
CBL 0,072 Тонкий
CBR/3 0,313 Средний
DIC 2,0 Грубый

9.4.1.3. Объем во влажном состоянии (намывной объем)

Намывной объем (л/кг) показывает, какой объем займет кизельгур во влажном слое. Это позволяет определить толщину фильтрационного слоя при намыве основного слоя. На основании намывного объема можно рассчитать обратную величину – объемную массу или плотность во влажном состоянии (кг/м3) (табл. 9.7). Существует опреде­ленная зависимость между объемной массой и расходом кизельгура: чем меньше объемная масса влажного кизельгура, тем меньше расход кизельгура. В то же время не обнаружено зависимости между относительной проницаемостью и плотностью ки­зельгуров во влажном состоянии (табл. 9.7).

Таблица 9.7

Относительная проницаемость и объемная масса кизельгуров во влажном состоянии кг/м3)

Относительная проницаемость, N* Фирма-производитель
Celite Decalite Pall Seitz Schenk
Марка Wd Марка Wd Марка Wd
100 FC 250 Diafilter 390 Super 430
200 SSC 275 Speedflow 310 Media 400
500 HSC 270 Speedplus 300 Extra 430

* Пропускная способность кизельгуров дана в относительных величинах по сравнению с пропускной способностью диатомита Filter Cel, принятой за 100.

9.4.1.4. Объемно-насыпная масса

Объемно-насыпная масса кизельгуров определяется с целью установления однородно­сти поставляемой партии. Различие между образцами из одной партии и между раз­ными партиями не должна превышать 10%.

Объемно-насыпная масса кизельгуров должна быть ниже 200 кг/м3. Увеличение этого показателя свидетельствует о наличии в фильтровальном материале большого количества тяжелых частиц, которые оседают на дно дозатора или в нижних частях фильтра; в процессе фильтрования они не участвуют, но повышают расход материала Содержание тяжелых частиц в качественных диатомитах не превышает 10%.

9.4.1.5. Гранулометрический состав

Гранулометрический состав характеризует массовую долю частиц, разделенных на фракции по их величине (табл. 9.8). Размер частиц выражают эквивалентным диамет­ром, который соответствовал бы шару с таким объемом, какой имеет частица. Размер частиц по фракциям и их процентный состав вычисляется по суммарной кривой зер­нистости. Имеется определенная зависимость между гранулометрическим составом и пропускной способностью. Чем больше кривая смещена в сторону грубых частиц, тем выше пропускная способность.

Таблица 9.8

Гранулометрический состав кизельгуров

Марка Массовая доля частиц (%) при эквивалентном диаметре, мкм
0-2 2-6 6-10 10-20 20-40 40-60 >60
FС(1) 22,0 42,0 17,5 11,0 4,5 3,0 -
SSС (I) 10,0 41,0 25.0 15,0 4,5 4.5 -
HSC (I) 4.0 25,0 26,0 30.0 11,0 4.0 -
DС/В-Меdia 15,0 34,5 15.5 13.0 7,5 2,0 12,5
DIC-В-Super 1.0 19.0 17,0 27,0 18,0 5,5 12,5

 (– ) Сведений нет.

9.4.1.6. Сравнение физико-химических показателей кизельгуров

В табл. 9.9 приведены значения показателей отечественных и зарубежных марок ки­зельгура (на примере кизельгуров фирмы Декалайт).

Таблица 9.9

Физико-химические показатели кизельгуров

Показатели Декалайт (ТУ 9184-004-23063799-98) Кизельгур (по ТУ 10-05031531-378-94)
Спид плюс (грубый) Спндфло (средний) Суперэйд (тонкий) Марка А Марка Б Марка В
1 2 3 4 5 6 7
Влажность, %, не более 1.0 4,0 4,0 1.0 4,0 4,0
Пористость, %, не менее - - - 75 81 81
рН водной вытяжки 9,0-10,0 5.5-7.5 5,5-7.5 6.0-8.0 6,0-8,0 6,0-8.0

Массовая доля

водорастворимых веществ. %, не более

1.0

Дисперсность

остаток на сите № 0,1*, %, не более

6.0 4,0 4.0 8,0 4,0 4.0
Содержание частиц с размером не более 5 мкм, %, не более 10 50 50 20 58 58
Плотность, кг/м3 344-346 368-400 384-448 Не более 2300.0
Водопроницаемость, л/м2 мин (пропускная способность)* 700 430 140 170-500 50-100 30-50

*Определена но методу фирмы Decalite.

© 2013 mexpola.ru
rss