在食品工业,许多产品的生产过程中有液体参与,因此不可避免地需要液固两相过滤操作。加工过程中需要过滤,最终产品需要过滤,废水吃力需要过滤,甚至某些液体原料与水也需要过滤净化。因此过滤分离是食品工业不可缺少的环节。
食品工业是与人体健康密切相关的工业,对过滤的首要要求是过滤效率高,滤液清澈透明,不仅内在质量好,而且外观要吸引人,这就意味着食品生产应该选用先进的过滤介质,使之能适应生产发展的需要。
最近十多年,我们研制成功一类新型过滤介质,即以高分子聚合物为原料,通过烧结而成型,如微孔PVC,PE和PA过滤管等等。这些过滤介质均成功地在国内工业生产上获得了应用。本文特对适合食品工业过滤的多孔PE,PA过滤管的性能,过滤机的结构及其在食品中应用的效果作一些简单介绍。
一、微孔PE、PA这两类过滤管具有以下共同特性
(1)过滤介质的毛细孔细而均匀,既可作为 表面过滤介质,又可作为深层过滤介质。过滤精度很高,滤液澄清。
(2)耐化学腐蚀性能优良,对酸碱盐的作用很稳定,能耐醇醛与脂肪烃等有机溶剂。
(3)无味、无嗅、无毒,非常适宜于医药、食品等与人体健康有关的部门。
(4)具有一定的刚性与机械强度,可承受较高的内压力,可利用“压缩气体反吹法”脱渣,不仅可以卸湿渣,也可以卸较干的渣,因此工人劳动强度大大减轻。
(5)可利用“压缩气体反吹法”或者“气—液混合流反吹法”进行再生,也可以使用化学溶解再生,操作方便,使用寿命长。
(6)比重很轻,只有0.4—0.6克/公分3左右,又可以车、刨、锯、削,因此安装与拆修很方便。
两种过滤介质的主要区别是多孔PE管的最高使用温度为80℃,微孔PA过滤介质的最高使用温度为120℃,可以承受高温蒸气消毒。
二、这两种过滤管具有高的过滤精度
PE微孔过滤管主要以玻璃粉与水组成的悬浮液来测定其过滤精度;微孔PA过滤管以大肠杆菌来测定其除菌效率。
以微孔PE-7型过滤管为例,平均孔径为10.38微米,孔隙率34.18%,壁厚6.2毫米测试结果,溶液平均过滤速度达0.694米/时,精度达1.28微米。再如多孔PA-7型,平均孔径为10.1微米,壁厚15毫米,过滤前细菌数为4700个/毫升,过滤后即除净,除菌率达100%。可见过滤的效率是相当高的。这样的性能使得这类材料非常适宜于食品工业生产中作精细过滤的介质。
三、几种主要过滤机的型式
澄清过滤用的过滤机的结构较简单。滤渣过滤由于过滤介质外面要形成一层滤渣,过滤以后一般还需对滤渣进行洗涤,脱水等操作,最后进行卸渣与过滤介质的清洗与再生,因此滤渣过滤用的过滤机结构要比澄清过滤机复杂得多。移动式管板式真空过滤机由若干块过滤管板组成,每块管板由微孔PE管或微孔PA管排列而成,所有管板固定在一个保护架上,每一管板上部都有滤液汇总管,所有汇总管再集中到一个总的滤液管。所有管板利用电动葫芦作上下与左右移动。过滤时,将所有管板放到下面的料浆槽内进行真空吸滤,当管板上形成一定厚度的滤渣以后,将所有管板上升,然后移至另一个洗涤槽内,进行抽吸洗涤。洗涤结束,将管板上升,继续抽吸,以此进行滤渣脱水,然后移至另一处,利用压缩空气进行反吹卸渣。立式加压过滤机,管板式湿出渣压滤机,管板式干出渣过滤机,大量用于废水过滤。
四、在食品生产上的主要应用
经过生产上连续五年多的实践,这些过滤机已在以下几种产品获得成功的应用
(1)鱼露利用微孔PE管真空过滤机过滤鱼露料浆。过滤出来的鱼露澄清透明,质量好。不须再精制;且出渣方便,设备耐腐蚀,实现了机械化操作,改变了原来作坊式手工操作状况,改善了劳动条件,提高了生产效率。
(2)葡萄糖。立式微孔PE管板形压滤机25m2湿出渣压滤机,和15m2立式管束形微孔PE管干出渣过滤机等几种机型用于葡萄糖生产上过滤脱色活性炭,其中立式微孔PE管板形压滤机立式管束形微孔PE干出渣过滤机用于活性炭滤渣成干渣出渣的过滤,25m2是湿出渣压滤机用于活性炭滤渣成湿渣的过滤。
这些新型过滤机代替使用滤布的板框压滤机或叶片式过滤机后,滤液很清,产品质量显著提高,同时隔除原来即繁重又肮脏的卸渣体力劳动,生产面貌明显改观。
(3)药酒。利用澄清过滤机,过滤药酒,滤除酒中的细菌,代替原来石棉为过滤介质的过滤操作,产品质量明显提高。
此外,目前正在进行其他试验,如沙棘汁过滤等等。
五、如何正确选用
微孔PE管过滤机或微孔PA过滤机是一类过滤效率很高的过滤设备,但欲使用得当,还须注意几事项:
(一)需要先进行过滤试验,试验内容包括:(1)测定料浆中固体颗粒的大小,浓度液体的粘度;(2)测定滤渣的比阻与压缩指数;(3)选顶最佳的过滤管型号。
(二)根据工艺多需要的过滤时间与处理量,计算过滤机的过滤面积,过滤管的根数,管间距离等,由这些数据及工艺对过滤的要求,选定过滤的型号。
(三)为了提高食品工业过滤效率,对许多物料,需要加一定量助滤剂。尤其对那些滤渣又粘由细的料浆,过滤时阻力很大,过滤效率很低,助滤剂可明显改善过滤性能。
对于食品工业,作者认为一般以粉末纤维素为宜,因为过滤粉末纤维素可作饲料,能废物利用,又不污染环境。
(四)加压过滤机一般利用离心泵将料浆压进过滤机进行过滤。作者认为不宜选用一般离心泵,因为这类泵轴封易泄漏,损失较大,而宜选用耐腐蚀的磁力泵,因为这类泵没有轴封,绝对密闭不漏。
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