摘要：高分子精密微孔過濾機(jī)是一種新型精密過濾技術(shù)，不僅可一次過濾住 1 微米左右的微粒，而且排渣與再生簡(jiǎn)單方便，使用壽命長(zhǎng)，占地面積小，動(dòng)力省，生產(chǎn)場(chǎng)地清潔。本文敘述這類過濾機(jī)的主要特點(diǎn)及其在食品工業(yè)與油脂生產(chǎn)上的成功應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：精密過濾   高分子微孔過濾管   澄清過濾   濾餅過濾   助濾劑

目前工業(yè)生產(chǎn)上，過濾裝置很多。過濾直接關(guān)系產(chǎn)品的收率、質(zhì)量、成本與勞動(dòng)生產(chǎn)率。過濾裝置目前基本可分為三大類，第一類稱為粗級(jí)過濾，其過濾介質(zhì)主要采用濾布或?yàn)V網(wǎng)，此類過濾技術(shù)對(duì)大于 10 微米的微粒有很高的過濾效率，但對(duì) 10 微米以下的微粒的過濾效率不高，容易穿濾，影響質(zhì)量或收率；第二大類稱為精密過濾，對(duì) 10 至 1 微米有很高的過濾效率。當(dāng)前生產(chǎn)上的精密過濾裝置基本采用難再生的只能一次使用的過濾介質(zhì)，因此精密過濾僅應(yīng)用于含固量很少的澄清過濾；第三類稱為超精密過濾。絕大多數(shù)的過濾膜（微孔膜與超濾膜等）均屬超精密過濾。目前的超精密過濾也只能用于含固量極少的澄清過濾，難用于含固量多的濾餅過濾。

在食品工業(yè)與油脂工業(yè)，如采用濾布或金屬濾網(wǎng)等粗級(jí)過濾，無法確保產(chǎn)品的質(zhì)量與收率。精密過濾一般可滿足，超精密過濾質(zhì)量更好。但目前的精密過濾的技術(shù)比較落后，不是過濾精度不穩(wěn)定，就是過濾介質(zhì)的消耗量大。膜過濾由于易堵塞，使用成本更高，必須有高效的精密過濾技術(shù)作為膜技術(shù)的預(yù)處理，使物料中的絕大部分的細(xì)小微粒被精密過濾去除，這樣方可使膜過濾能就較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，使成本大幅度下降。

高分子精密微孔過濾是目前先進(jìn)的精密過濾技術(shù)。它具有精密過濾所固有的高過濾效率的優(yōu)點(diǎn)，卻沒有難再生與不能用于含固量多的濾餅過濾等兩大缺點(diǎn)。它可使 1 微米左右微粒的精密澄清過濾與精密濾餅有一高效、長(zhǎng)效，簡(jiǎn)單的過濾方法。如與現(xiàn)有的粗級(jí)過濾串聯(lián)使用，作其后處理裝置，可明顯提高分離效率；如與超精密膜過濾串聯(lián)使用，作其前級(jí)預(yù)過濾，可大幅度提高膜的使用壽命。

這一技術(shù)已在食品工業(yè)與油脂生產(chǎn)獲得推廣應(yīng)用。在化工、制藥等十多個(gè)工業(yè)部門應(yīng)用領(lǐng)域更廣。

一、   主要特點(diǎn)：

1 ）   過濾效率高，一次就可濾住 1 微米左右的微粒，濾液的澄明度遠(yuǎn)超過濾布，濾紙及深層砂濾等技術(shù)；

2 ）   過濾所形成的粘性濾餅，可用壓縮氣體反吹法快速卸除，不需繁重體力，不需復(fù)雜的機(jī)械；

3 ）   被堵塞的微孔過濾管可很簡(jiǎn)單地用“氣—液”混合流反吹法進(jìn)行有效再生，使用壽命比濾布類長(zhǎng)得多；

4 ）   微孔過濾管耐酸、堿、鹽及 70 ℃以下大部分有機(jī)溶劑；

5 ）   由微孔過濾管組裝成的 PG 型精密微孔過濾機(jī)的底部可具有氣動(dòng)排渣大底蓋，大量較干的濾餅（干度 30~60% ）可很方便排到過濾機(jī)外面。

6 ）   精密微孔過濾機(jī)對(duì)濾餅的洗滌效率比板框壓濾機(jī)高得多；

7 ）精密微孔過濾機(jī)大多為立式密閉過濾，占地面積比較??；

8 ）過濾壓差一般不超過 0.2~0.25Mpa ，動(dòng)力消耗比較省。

二、   在食品與油脂生產(chǎn)上的主要應(yīng)用：

一 ) 在制糖生產(chǎn)上的應(yīng)用：在葡萄糖、果糖等生產(chǎn)，為確保液體產(chǎn)品的澄明度，或確保結(jié)晶產(chǎn)品的純度，必須對(duì)終端的糖液進(jìn)行精密過濾，去除微小的不溶性雜質(zhì)。高分子精密微孔過濾機(jī)已在液體糖生產(chǎn)大規(guī)模成功應(yīng)用多年。如某一食品廠用于出口的液體葡萄糖的精密過濾，已應(yīng)用近二十年。某一果糖廠已在十年前成功用于液體果糖的精密過濾。這些應(yīng)用均確保液體糖液的質(zhì)量在同行中居于領(lǐng)先地位。

曾進(jìn)行甘蔗糖液與甜菜糖液的精密微孔過濾的應(yīng)用試驗(yàn)，均表明可明顯提高產(chǎn)品的澄明度。此外，也可用于蜂蜜等糖液的精密過濾。

在甜菊糖生產(chǎn)，高分子精密微孔過濾已成功應(yīng)用五年以上。首先成功用于甜菊葉的水浸取液的精密過濾。水浸液去了葉渣，加絮凝劑絮凝沉淀，再用高分子精密微孔過濾機(jī)過濾，濾液澄清透明，然后進(jìn)入離子交換樹脂柱進(jìn)行吸附。這技術(shù)不僅使質(zhì)量明顯提高，也使糖液收率提高 7% 。在甜菊糖生產(chǎn)，高分子精密微孔過濾機(jī)還成功用于噴霧干燥前濃糖液的無菌精密過濾，以制取無菌干燥產(chǎn)品。

二 ) 在酒類生產(chǎn)上的應(yīng)用：高分子精密微孔過濾早已用于各類酒的精密過濾，提高酒的澄明度。高分子精密微孔過濾結(jié)合硅藻土助濾劑用于過濾啤酒，去除啤酒中酵母菌等雜物，此應(yīng)用已多年。高分子精密過濾可成功過濾低度與高度白酒，可有效去除這些酒中的懸浮物，提高透明度，此技術(shù)早在十多年前就開始應(yīng)用。高分子精密微孔過濾也可過濾葡萄酒與其他果酒，去除其中酵母菌及其它雜質(zhì)。高分子精密微孔過濾機(jī)過濾中藥藥酒可取代原來使用的石棉過濾。

三 ) 在果汁等飲料生產(chǎn)上的應(yīng)用：水果經(jīng)壓榨后的果汁經(jīng)過一定的預(yù)處理后必須進(jìn)行精密過濾。高分子精密微孔過濾已成功用于一些果汁飲料的生產(chǎn)，如沙棘汁、草莓汁與蘋果汁等。

高分子精密微孔過濾也用于茶葉飲料、菊花飲料等飲料的經(jīng)過過濾。

四 ) 在液體調(diào)味品生產(chǎn)上的應(yīng)用：

高分子精密微孔過濾用于魚露生產(chǎn)上的液固過濾，制取液體魚露。該技術(shù)用于過濾醬油的試驗(yàn)，   的醬油在冰箱內(nèi)儲(chǔ)放一年未見任何沉淀物，仍清晰透明。該技術(shù)可以過濾食醋，得到非常高的澄清度，但過濾前，必須將醋進(jìn)行預(yù)處理，使醋中蛋白質(zhì)等膠體物全部絮凝出來。

五 ) 粉末活性炭與脫色液的精密微孔過濾：

在食品生產(chǎn)，經(jīng)常需對(duì)液體進(jìn)行脫色處理，如葡萄糖、味精、檸檬酸等。目前工業(yè)生產(chǎn)上絕大多數(shù)采用粉末活性炭進(jìn)行脫色，因?yàn)榉勰┨课絻纱?，用量少，脫色速度快。脫色后?duì)粉末炭的過濾往往成為能否保持產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵操作之一。工業(yè)生產(chǎn)上多數(shù)采用濾布為過濾介質(zhì)的板框壓濾機(jī)或管式過濾機(jī)，一些細(xì)至 2 微米的炭微粒易穿漏到液體中，如不重濾，就影響產(chǎn)品質(zhì)量，如要重濾，就影響收率。高分子精密微孔過濾技術(shù)早在二十年前就成功用于葡萄糖生產(chǎn)上的活性炭脫色后糖液的過濾，后又陸續(xù)推廣到味精與檸檬酸等的脫色活性炭的液體精密過濾。由于過濾精度高于濾布，炭濾餅?zāi)芟礈?，能排出較干濾餅，操作又較簡(jiǎn)單，使用壽命又較長(zhǎng)，因此這一技術(shù)在食品工業(yè)應(yīng)用面會(huì)愈來愈廣。

六 ) 發(fā)酵液的過濾與復(fù)濾：許多食品生產(chǎn)采用生物深層發(fā)酵液，許多采用酶法。發(fā)酵液或酶處理液均必須進(jìn)行固液過濾，方可進(jìn)行后處理。目前工業(yè)生產(chǎn)上多數(shù)采用板框壓濾機(jī)或連續(xù)帶式過濾機(jī)，濾液往往仍有一些微粒。對(duì)這些濾液還需進(jìn)行精密復(fù)濾，否則影響后處理的效率或影響最終產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)在許多精密的過濾介質(zhì)是一次性使用的濾芯，使用成本高，有的濾芯的過濾精度很不穩(wěn)定。高分子精密微孔過濾已成功用于某些發(fā)酵液或酶處理液的過濾或復(fù)濾，如低聚果糖的處理液的精密過濾與檸檬酸發(fā)酵液的復(fù)濾，濾液很清，操作又很簡(jiǎn)單。

七 ) 在礦泉水、超純水、太空水與礦化水等高級(jí)飲水生產(chǎn)上的應(yīng)用：

制取礦泉水、超純水、太空水與礦化水等瓶裝或桶裝高級(jí)飲水生產(chǎn)一般需用電滲析，離子交換柱，活性炭吸附柱，微孔膜，超濾，反滲透等凈化裝置。根據(jù)水源不同，有的上述裝置全部使用，有的部分使用。不管采用何種組合流程，精密過濾是必備的裝備，它應(yīng)裝在流程的前部，作電滲析、離子交換柱，活性炭吸附柱，微孔膜，超濾，反滲透等預(yù)過濾。高分子精密微孔過濾作預(yù)過濾，可明顯延長(zhǎng)上述裝置中的介質(zhì)的使用壽命。如果系統(tǒng)中使用活性炭吸附柱，吸附水中的有機(jī)物等，則必須在吸附柱后面裝高分子精密微孔過濾，這樣可防止被水流粉碎下來的細(xì)炭微粉對(duì)后面裝置中介質(zhì)的堵塞。大量應(yīng)用證明，高分子精密微孔過濾用于這些飲用水的生產(chǎn)，操作成本明顯降低，操作簡(jiǎn)單化。微孔過濾管最長(zhǎng)已超過五年以上。

八 ) 在油脂工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用

高分子精密微孔過濾機(jī)已用于食用植物油的精密過濾。如菜籽油生產(chǎn)上用于白土精煉油的過濾與精制油的過濾?；ㄉ蜕a(chǎn)上用于精制油過濾及芝麻油生產(chǎn)上用于精制油過濾。這些應(yīng)用均是工業(yè)規(guī)模，最大的每天達(dá)幾十噸，都成功應(yīng)用多年。油過濾后的質(zhì)量明顯超過金屬濾網(wǎng)或?yàn)V布。

高分子精密微孔過濾機(jī)還用于大豆油中提取磷脂的生產(chǎn)，已用于混合磷脂，卵磷脂及氫化磷脂等的密閉過濾與洗滌，可提高收率，減化操作，降低成本。

在磷脂生產(chǎn)，為了提高固體磷脂產(chǎn)品的質(zhì)量，減少雜質(zhì)，從大豆油提粗磷脂之前，必須對(duì)大豆混合油進(jìn)行精密過濾。高分子精密微孔過濾已開始用于這一物料，使 1 微米左右的固體微粒全部濾掉，這樣可提高磷脂系列產(chǎn)品的純度。

三、   高分子精密微孔過濾技術(shù)的主要裝置：

高分子精密微孔過濾技術(shù)包括精密微孔過濾機(jī)與一些其它輔助裝置。

1 、精密微孔過濾機(jī)：這是本技術(shù)的核心裝置。精密微孔過濾機(jī)現(xiàn)有多種型號(hào)，結(jié)構(gòu)不完全相同，適宜不同性能物料的過濾。每一種結(jié)構(gòu)型號(hào)的微孔濾機(jī)有不同規(guī)格，適宜不同處理規(guī)模。

2 、   加料泵：加料泵是過濾動(dòng)力的主要裝置，根據(jù)過濾所需的壓頭與過濾處理量來選擇加料泵的揚(yáng)程與流量參數(shù)。對(duì)于食品類的加料泵應(yīng)選擇易于清洗的不銹鋼衛(wèi)生泵。

3 、   儲(chǔ)氣罐：儲(chǔ)氣罐是保證氣體反吹排渣與反吹再生的關(guān)鍵裝置。儲(chǔ)氣罐要有一定的容積，否則反吹效率無法保證。

4 、   空壓機(jī)：對(duì)于料液中液相為非有機(jī)溶劑，用空氣作反吹氣體，因此空壓機(jī)是必備的設(shè)備?？諌簷C(jī)的壓力需 0.7Mpa 。氣量為 0.6~3m3/min ，一般 1 m3/min 已夠。對(duì)于液相為易燃易爆的有機(jī)溶劑，不能使用空氣，必須用惰性氣體，如氮?dú)饣蚨趸肌?/span>

5 、   小型氣體過濾器：對(duì)于液體是所需產(chǎn)品的過濾系統(tǒng)，必須保證反吹氣體無雜質(zhì)污染，因此氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐之前應(yīng)裝小型氣體過濾器，以濾除油滴，水滴與灰塵。

6 、   小型水質(zhì)過濾器：如液體產(chǎn)品不是油類或有機(jī)溶劑，在氣體反吹排渣后，可往微孔過濾管內(nèi)加入少量干凈的水，然后再以壓縮空氣進(jìn)行氣—水反吹再生。為防止雜質(zhì)微粒留在微孔管內(nèi)而污染液體產(chǎn)品，應(yīng)預(yù)先對(duì)這再生水進(jìn)行過濾，保證水無雜質(zhì)。

四、   高分子精密微孔過濾技術(shù)選型與使用的注意事項(xiàng)：

    為使高分子精密微孔過濾技術(shù)能在生產(chǎn)上長(zhǎng)期成功應(yīng)用，從選型到使用必須堅(jiān)持嚴(yán)格與嚴(yán)密的科學(xué)作風(fēng)。

1 、   系統(tǒng)進(jìn)行小試驗(yàn)：

1)  預(yù)處理工藝試驗(yàn)：對(duì)某些食品類物料，如發(fā)酵液、調(diào)味品、果汁等組份復(fù)雜的液體，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)工藝試驗(yàn)，選擇絮凝劑與絮凝工藝，選擇降解劑與降解工藝。

2)  物料過濾試驗(yàn)：

(1)  對(duì)粘性很大的物料，可用助濾劑減少過濾阻力，應(yīng)進(jìn)行選擇助濾劑種類、投加量與投加工藝的試驗(yàn)。

(2)  選擇最佳微孔過濾管的最佳毛細(xì)孔徑。

(3)  系統(tǒng)測(cè)定濾渣層平均比阻與壓差之間的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算最佳過濾壓差。

2 、   進(jìn)行科學(xué)計(jì)算與微孔過濾機(jī)的選型：

1)  根據(jù)所需的處理量，計(jì)算所必須的過濾面積。

2)  計(jì)算最大的濾渣層厚度與每次排除的濾渣總體積。

3)  根據(jù)過濾面積，濾層厚度與排渣體積選擇最佳的精密微孔過濾機(jī)的型號(hào)與規(guī)格。

3 、   按高分子精密微孔過濾技術(shù)要求進(jìn)行過濾機(jī)及其附屬裝置的訂購(gòu)、安裝與操作。

1)  對(duì)精密微孔過濾機(jī)及各種附屬裝置與閥門等要訂購(gòu)正規(guī)產(chǎn)品，切莫選用偽劣產(chǎn)品。

2)  對(duì)微孔過濾機(jī)裝置、輔助裝置及管道閥門等嚴(yán)格進(jìn)行工程設(shè)計(jì)與安裝。

3)  按精密微孔過濾要求進(jìn)行操作。切莫按傳統(tǒng)的過濾裝置那樣開車，不然造成微孔過濾管易堵塞，使再生頻繁。

微孔過濾機(jī)

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