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硅藻土吸附性能的应用

发布人:admin 发布时间:2016-08-19 14:21 点击数:
硅藻土是天然形成的矿物质。它主要是由古代的硅藻及其他单细胞微小生物的遗骸的沉积物的硅质部分组成,经过加工成为产品,具有很强的吸附能力,有良好的过滤性和化学稳定性。
在某些使用硅藻土过滤的场合,,也同时加入活性炭,以同时吸附除去溶液中的有色物质和其他对产品质量有不良影响的物质。国内的高级饮料厂,所用的蔗糖是先溶解成50%~55%浓度,加入活性炭和加硅藻土(用量对糖比各为0.2%~0.3%),搅拌10~15分钟后进行精细的过滤,以达到完全清亮的要求,然后再将清糖液用于配制汽水和其他饮料。
硅藻土的真密度为2~2.5g/mL,堆密度为0.3~0.5g/mL。它的微孔尺寸因产品和制造方法而异。煅烧品的孔径较小,如3~8μm,助熔煅烧品的孔径较大,如11~16μm。
不同的硅藻土因为其孔径不同,对液体的渗透率有较大差别。渗透率是硅藻土性能的重要参数,单位为达西(Darcy)。煅烧品为0.03~0.35,助熔煅烧品为0.9~5.5。前一类硅藻土主要用于处理低粘度的液体,后一类则用于高粘度的物料。
硅藻土在国外的糖厂用得相当普遍,特别是糖浆等高粘度物料的过滤。将它加入于糖液中,或使过滤机在过滤糖液前先通过硅藻土与水的混合物,利用硅藻土的吸附作用,在滤布上形成硅藻土的“预涂层”,再过滤糖液,将溶液中的悬浮物阻留在硅藻土层之上。这些糖液的过滤如果不加硅藻土,常难以在过滤机中形成滤泥层。
硅藻土的首要功能是吸附除去溶液中的微细粒子,提高过滤速度和得到清晰的滤液。使用其他的土类吸附剂也有同样要求。
Bennett曾研究多种这类固体吸附剂对蔗汁中悬浮微粒的作用,包括硅藻土、皂土、酸性白土,高岭土、富勒土、蒙脱土、Lanxite等矿物土以及普通木炭和酸洗木炭等。结果表明,有几种物体能吸附蔗汁中的悬浮微粒,又能交换吸附溶液中的钙离子,这两方面的性能具有正比例关系。一些实验结果示于下图。它的纵坐标为这些吸附剂吸附微粒的能力,以每克可吸附的微粒个数表示;横坐标表示它们对溶液中钙离子的离子交换容量。
多种不同样本的试验结果说明了,这两个数值之间有很规律的比例关系。由此可知,这些吸附剂对悬浮微粒的吸附,是主要通过吸附钙离子起作用,其实质是钙离子在吸附剂与悬浮微粒之间起架桥作用,将它们连结起来。无疑,实现这种吸附作用需要形成大量的钙离子桥。根据上述实验数据算出,为吸附一个悬浮微粒,吸附剂所需的交换Ca2+ 容量为8×108个。不过,钙离子在微粒之间起架桥作用的只是其中的很小部分。
他的研究还表明,一些原来吸附能力较差的吸附剂,如果用浓NaCl溶液浸一段时间再洗净,可明显提高它们吸附Ca2+的能力 (因Na+置换了吸附剂中原来所含的一部分其他阳离子),此时它吸附蔗汁悬浮微粒的性能亦按比例提高,符合该图的规律。这种规律是应当重视的。因此,糖厂选用这类吸附剂(包括助滤剂),应选择对钙离子有较高的交换吸附性能者,或经过用盐水浸渍处理来提高它的性能。
 

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