Намивні фільтри

Па пивоварних заводах експлуатуються намивні фільтри, які розрізняються але конструкції і компонуванні фільтрувальних елементів, дозуючих пристроїв, арматурі, способам очищення і видалення осаду. Особливістю намивних фільтрів є створення фільтрувальної перегородки з допоміжної речовини , яким найчастіше є кизельгур шляхом намивання його на опорну поверхню елементів фільтра.

Кизельгур ( діатоміт ) являє собою легку гірську породу светлосерого, жовтуватого або білого кольору. Складається він переважно з кремнієвих панцирів одноклітинних діатомових водоростей. Фільтрувальні порошки з сирого діятимуть отримують таким чином: грубо роздроблений діатоміт обпалюють при 800 - 1100 °С , потім розмелюють і сортують на фракції за величиною частинок. Щільність фільтрувального порошку становить 0,2-0,3кг/л. Порошок має велику пористість , завдяки чому площа поверхні частинок досягає величезної величини - 10 - 20м2 на 1г маси порошку. Розмір часток коливається від 2 до 100 мкм. Діатомітовий порошок хімічно стійкий внаслідок високого вмісту кремнезему (SiO2) (85-90 %).

Намивання шару необхідно, так як частки допоміжного засобу , що застосовується для поточного дозування, занадто малі, щоб утримуватися на фільтрує опорі ( підкладці). Тому ми повинні розрізняти два етапи процесу :

нанесення фільтруючого шару;

фільтрування з поточним дозуванням .

Намивання фільтруючих шарів. дозатори

Кізельгурових фільтрування відбувається через мелкоячеистую тканина з розміром отворів 70-100 мкм або через іншу фільтруючу перегородку з дрібними отворами , розмір яких більше дрібного діятимуть (2-4 мкм). Якщо наносити тільки тонкий кизельгур , то він проникав би крізь підкладку не затримуючись , і пиво ставало б ще мутніше , ніж було раніше.

Для досягнення бездоганного фільтраційного ефекту фільтруючий шар наноситься в три прийоми :

■ 1 -й основний ( первинний або попередній) шар; Деаерірованная вода або фильтруемое пиво циркулює через фільтр разом з концентрованою суспензією грубого кизельгуру при надмірному тиску 2-3 бара. При цьому утворюється стабільний проти зміни тиску первинний шар , який повинен перешкоджати попаданню дрібного допоміжного фільтруючого кошти в фільтрат . Цей первинний шар є найважливішим елементом для подальшого нанесення кизельгуру і фільтрування взагалі. Частинки цього первинного шару спираються один на одного і взаємно перешкоджають своєму подальшому пересуванню. Для первинного шару витрачають 700-800 г/м2 кизельгуру, що становить 70 % від усього кизельгуру, використовуваного для нанесення попередніх шарів.

2-ий основної або запобіжний шар ; він призначений для того , щоб після попередніх шарів вже перший фільтрат був прозорим. Цей шар знову намивається за допомогою деаерірованной води або фильтруемого пива , але для нього використовують більш дрібні фільтраційно -активні суміші Кизельгур . Вони затримують каламуть і знижують закупорювання фільтра. Велике значення має повністю рівномірне нанесення попередніх шарів на всю фільтрувальну поверхню. Стоншення поверхні в середині або з краю призводять до нерівномірності проходження фільтрату і можуть бути причиною підвищеної каламутності. Всього на основні шари із загальною товщиною 1,5-3мм витрачається близько 1000 г/м2 кизельгуру. Процес триває 10-15 хвилин.

Поточне дозування служить насамперед для того , щоб підтримувати проникність кизельгуру, а значить і продуктивність фільтра після початку фільтрування на постійному рівні. Постійна продуктивність необхідна, так як скачки тиску або нерівномірність стікання пива руйнують нанесення на сита або свічки шари, і пиво йде з підвищеною мутностью, чого не повинно відбуватися ні за яких обставин. Постійна продуктивність, однак, означає незмінне збільшення різниці тисків на вході і виході з фільтру. необхідно докласти

всі зусилля, щоб підвищення різниці тисків відбувалося повільно і рівномірно до досягнення граничного надлишкового тиску:

• для намивних рамних фільтрів ця величина складає 2-5 бар;

• для намивних циліндричних фільтрів - 6-8 бар .

У середньому різниця тисків повинна зростати на 0,2-0,3 бару на годину ( нормально фильтруемое пиво). Склад суміші Кизельгур підбирається на підприємстві дослідним шляхом. Зазвичай використовувана для поточного дозування суміш складається :

• на 2/ 3 з середнього і

• на 1 / 3 з тонкого кизельгуру .

Витрата кизельгуру для поточного дозування становить від 60 до 120г/гл пива.

Змішування кизельгуру з деаерірованной водою (для нанесення попередніх шарів) або з пивом (для поточного дозування) відбувається в дозаторі ( ріс.4.70) .

Використання пива передбачає його змішування з кізельгуром в ємності під тиском : пиво має подаватися до дозуючому насосу під надлишковим тиском , щоб не відбулося вивільнення СО2.

Рис. 4.70. Дозатор (принцип дії):

1 - бак; 2 - мішалка з приводом; 3 - високошвидкісний насос для нанесення попередніх шарів; 4 - дозуючий насос; 5 - регулювання дозування; 6 - дозуюча суміш; 7 - оглядове скло з датчиком об'ємної витрати

Дозатор складається з бака (1) мішалкою (2) для гомогенного перемішування суспензії. Так як для нанесення попередніх шарів необхідний високий об'ємний витрата рідини, то для цього передбачено окремий відцентровий насос (3) . Поточне дозування здійснюється мембранним насосом (4). Дозуючий бачок повинен бути забезпечений штангою для подачі СО2 з метою дегазації суспензії. Вміст бака має перебувати під невеликим надлишковим тиском СО2 (кілька мм водяного стовпа) .

Мембранний насос дозволяє дуже точно регулювати подачу суміші під час поточного дозування. Точне регулювання необхідна, щоб проводити фільтрацію з можливо більш низькою витратою кизельгуру. Головний елемент мембранно -поршневого насоса ( рис. 4.71) - гумова мембрана (1), яка рухається завдяки поршню (2).

Рис. 4.71. Дозуючий насос (мембранно-поршневий насос):

1 - мембрана; 2 - поршень; 3 - кульки клапана (найчастіше використовують подвійний кульовий клапан); 4 - силіконове масло

Проміжне простір заповнений нестисливим силіконовим маслом (4). Кожен рух поршня надає дію на гумову мембрану. Коли поршень йде направо , то і гумова мембрана вдавлюється вправо. Виник тиск притискає нижній кулька до вхідного отвору , яке тим самим закривається , в той час як верхня кулька підводиться і відкриває шлях для виходу порції рідини. При русі поршня і мембрани наліво верхня кулька закриває прохід , в той час як нижній підводиться і впускає нову порцію рідини. Залежно від довжини ходу поршня змінюється амплітуда коливань гумової мембрани і витрата суспензії пиво - кизельгур. Довжина ходу поршня встановлюється за допомогою регулювального гвинта) .

Регулювальний гвинт при обертанні зсувається по валу вперед і назад, тому в точці дотику гвинта і вала можна безпосередньо зчитувати об'ємна витрата при поточному дозуванні .

Дозатор ( рис. 4.73 ) є невід'ємною складовою кожного намивного фільтра незалежно від того, чи йде мова про рамному фільтр-пресі, свічковому або дисковому фільтрі.

Рис. 4.73. Дозатор кизельгуру (розріз):

1 - бак дозатора; 2 - мішалка з електродвигуном; 3 - насос нанесення попередніх шарів; 4 - дозуючий насос; 5 - оглядове скло з вимірювачем об'ємної витрати