硅藻土吸附性能的應用
發布人:admin 發布時間:2016-08-19 14:21 點擊數:
硅藻土是天然形成的礦物質。它主要是由古代的硅藻及其他單細胞微小生物的遺骸的沉積物的硅質部分組成,經過加工成為產品,具有很強的吸附能力,有良好的過濾性和化學穩定性。
在某些使用硅藻土過濾的場合,,也同時加入活性炭,以同時吸附除去溶液中的有色物質和其他對產品質量有不良影響的物質。國內的高級飲料廠,所用的蔗糖是先溶解成50%~55%濃度,加入活性炭和加硅藻土(用量對糖比各為0.2%~0.3%),攪拌10~15分鐘后進行精細的過濾,以達到完全清亮的要求,然后再將清糖液用于配制汽水和其他飲料。
硅藻土的真密度為2~2.5g/mL,堆密度為0.3~0.5g/mL。它的微孔尺寸因產品和制造方法而異。煅燒品的孔徑較小,如3~8μm,助熔煅燒品的孔徑較大,如11~16μm。
不同的硅藻土因為其孔徑不同,對液體的滲透率有較大差別。滲透率是硅藻土性能的重要參數,單位為達西(Darcy)。煅燒品為0.03~0.35,助熔煅燒品為0.9~5.5。前一類硅藻土主要用于處理低粘度的液體,后一類則用于高粘度的物料。
硅藻土在國外的糖廠用得相當普遍,特別是糖漿等高粘度物料的過濾。將它加入于糖液中,或使過濾機在過濾糖液前先通過硅藻土與水的混合物,利用硅藻土的吸附作用,在濾布上形成硅藻土的“預涂層”,再過濾糖液,將溶液中的懸浮物阻留在硅藻土層之上。這些糖液的過濾如果不加硅藻土,常難以在過濾機中形成濾泥層。
硅藻土的 要功能是吸附除去溶液中的微細粒子,提高過濾速度和得到清晰的濾液。使用其他的土類吸附劑也有同樣要求。
Bennett曾研究多種這類固體吸附劑對蔗汁中懸浮微粒的作用,包括硅藻土、皂土、酸性白土,高嶺土、富勒土、蒙脫土、Lanxite等礦物土以及普通木炭和酸洗木炭等。結果表明,有幾種物體能吸附蔗汁中的懸浮微粒,又能交換吸附溶液中的鈣離子,這兩方面的性能具有正比例關系。一些實驗結果示于下圖。它的縱坐標為這些吸附劑吸附微粒的能力,以每克可吸附的微粒個數表示;橫坐標表示它們對溶液中鈣離子的離子交換容量。
多種不同樣本的試驗結果說明了,這兩個數值之間有很規律的比例關系。由此可知,這些吸附劑對懸浮微粒的吸附,是主要通過吸附鈣離子起作用,其實質是鈣離子在吸附劑與懸浮微粒之間起架橋作用,將它們連結起來。無疑,實現這種吸附作用需要形成大量的鈣離子橋。根據上述實驗數據算出,為吸附一個懸浮微粒,吸附劑所需的交換Ca2+ 容量為8×108個。不過,鈣離子在微粒之間起架橋作用的只是其中的很小部分。
他的研究還表明,一些原來吸附能力較差的吸附劑,如果用濃NaCl溶液浸一段時間再洗凈,可明顯提高它們吸附Ca2+的能力 (因Na+置換了吸附劑中原來所含的一部分其他陽離子),此時它吸附蔗汁懸浮微粒的性能亦按比例提高,符合該圖的規律。這種規律是應當重視的。因此,糖廠選用這類吸附劑(包括助濾劑),應選擇對鈣離子有較高的交換吸附性能者,或經過用鹽水浸漬處理來提高它的性能。
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