Фильтрование водно-спиртовых смесей и водок

В водно-спиртовых растворах всегда содержится небольшое ко­личество тонкодисперсных взвешенных частиц. Это взвеси, вноси­мые с умягченной водой, минеральные соли остаточной жесткости, выделяющиеся при смешивании воды со спиртом. В процессе об­работки смеси активным углем вследствие гидродинамического воздействия потока уголь постепенно разрушается, образуя мель­чайшие частички коллоидных размеров, переходящие в раствор. Учитывая, что взвешенные примеси, содержащиеся в исходной сортировке, забивают поры угля и снижают его активность, а об­работанная углем водно-спиртовая смесь (водка) должна быть совершенно прозрачна, фильтрование проводят дважды: до и пос­ле обработки смеси углем.

Фильтрование — это процесс осветления жидкостей при про­хождении их через пористую перегородку, задерживающую твер­дую и пропускающую жидкую фазы.

Различают два основных вида фильтрования суспензий: фильтрование с образованием осадка и без образования осадка. В пер­вом случае основная масса частиц извлекается из суспензии, со­держащей твердую фазу, которая задерживается на поверхности фильтрующей перегородки, образуя постепенно уплотняющийся слой осадка. Во втором случае частицы твердой фазы задержива­ются в самой толще фильтрующей массы фильтра, например в ' слое кварцевого песка, дробленого антрацита, мрамора.

Процесс фильтрования с образованием осадка характерен для концентрированных суспензий с содержанием твердой фазы 10—· 15 % и более. Процесс фильтрования без образования осадка ха­рактерен для малоконцентрированных суспензий. Этот вид филь­трования наиболее приемлем для водно-спиртовых смесей, содер­жащих твердую фазу в очень незначительном количестве (сотые или тысячные доли процента).

Фильтрование является гидродинамическим процессом, ско­рость которого прямо пропорциональна разности давлений, созда­ваемой по обе стороны фильтрующей перегородки, и обратно про­порциональна сопротивлению, испытываемому жидкостью при ее движении через поры перегородки и слой образовавшегося

осадка.

осадка.

Фильтрование сортировок и водок осуществляется на песоч­ных фильтрах периодического и непрерывного действия. В каче­стве фильтрующего материала применяют кварцевый песок раз­личной степени зернения, располагаемый в фильтре слоями, и в редких случаях (для фильтрования водок) используют высокопо­ристые керамические плитки.

Поступающий на завод кварцевый песок сортируют по величи­не зерен, тщательно промывают водой и обрабатывают 2— 3 %-ным раствором соляной кислоты.

Размер пор, образуемых зернами песка, меньше размера ос­новной массы взвешенных частиц, поэтому последние, накапли­ваясь на поверхности слоя песка, образуют тонкопористую пленку осадка. Вначале фильтрования, пока пленка еще не образовалась, через фильтр проходят мелкие частички осадка и первые порции фильтрата получаются мутными. Затем на фильтрующем материа­ле образуется слой взвешенных частиц, проходя через который, •водно-спиртовой раствор осветляется до полной прозрачности. Периодический способ. Водно-спиртовую смесь фильтруют на типовых песочных фильтрах. Схема устройства фильтра приведена

на рис. 19.

Фильтры-песочники представляют собой закрытые цилиндри­ческие сосуды с выпуклым дном и съемной крышкой. Изготовлены •они из меди, внутри луженые. С помощью двух луженых перфори­рованных дисков фильтр разделен на три камеры. Верхняя и ниж­няя полые, а средняя (фильтрационная) заполнена кварцевым песком в два слоя (в нижнем зерна размером 1—3,5 мм, в верхнем 3,5—5 мм). Поверх нижнего дырчатого диска до загрузки песка укладывают металлический луженый или деревянный обруч, обтянутый фильтровальной тканью — фланелью или шинельным

сукном. Такой же обруч укладывают между слоями песка над верхним металлическим диском. Зазоры между обручами и кор­пусом фильтра плотно закладывают ватным жгутом.

Жидкость поступает в фильтр сверху, заполняет приемную, а затем фильтрационную камеру и собирается в нижней сборной камере, откуда направляется или в нижнюю часть угольной колон­ны, если это форфильтр, или в сбор­ник готовой продукции, если это фильтр окончательной очистки.

Конструкция фильтров-песочников для предварительной и окончатель­ной фильтрации одинакова, разница лишь в том, что фильтры для оконча­тельной фильтрации снабжены рота­метром и специальным стеклянным фонарем, установленным на выходной трубе, по которой профильтрованная водка поступает в сборник. Стеклян­ный фонарь служит для постоянного наблюдения за чистотой и прозрачно­стью продукта, а ротаметр — за скоро­стью ее фильтрования.

Первые мутные фракции фильтра­та возвращают в чан-смеситель для переработки. После того, как фильтрующая пленка осадка сформировалась, фильтрование проводят со скоростью 0,77 м/ч (30 дал/ч). Регулируют скорость плавным поворотом наполнительного крана.

Фильтрование водно-спиртовых растворов происходит под дав­лением столба жидкости, поступающей на фильтр самотеком из напорного чана, расположенного в самом верхнем этаже завода.

По мере увеличения количества профильтрованной сортировки высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается; пропорционально высоте слоя возрастает сопротивление потоку жидкости, и скорость фильтрования постепенно замедляется, про­пускная способность фильтра снижается, и работу на нем прекра­щают. Из фильтра выгружают песок, промывают его водой в спе­циальной емкости, а затем снова загружают в фильтр. После образования фильтрующей пленки осадка и получения прозрач­ной водно-спиртовой жидкости фильтр вновь включают в работу. Продолжительность работы фильтра-песочника без перегрузки не превышает одного месяца.

Рассмотренный способ фильтрования малопроизводителен, так как осадок быстро закупоривает поры матерчатой прокладки и фильтры приходится часто останавливать для промывки песка. Перезарядка фильтра, мойка песка и ткани осуществляются вруч­ную, весьма трудоемки и продолжительны.

Непрерывный способ. В. Ф. Комаровым и П. Я. Бачурпным разработан способ непрерывного фильтрования на песочных фильтрах без матерчатых прокладок. Фильтры оборудованы кол­лекторами для равномерного поступления исходной сортировки в один или два потока. В соответствии с этим изготовляют одно- · или двухпоточные фильтры.

В отличие от типового в однопоточном фильтре (рис. 20) по­ступающая сверху сортировка равномерно распределяется по всему поперечному сечению с помощью коллектора, представляющего собой центральную трубу с отходящими в обе стороны перфориро­ванными трубками. При промывке песка обратным потоком воды через эту систему удаляется промывная вода. В днище фильтра укреплена коническая перфорированная вставка (конус) для рав­номерного распределения воды во время промывки. Стержень на конусе поддерживает решетку, на которую укладывают в три слоя кварцевый песок по фракциям: верхний — высотой 350 мм с зернами размером 1 —1,5 мм, средний — высотой 100 мм с зернами размером 1,5—2 мм и нижний — высотой 50 мм с зернами разме­ром 2—3 мм.

Двухпоточный песочный фильтр (рис. 21) дополнительно снаб­жен трубчатым дренажным устройством, обернутым мелкой сет­кой с отверстиями в 0,2—0,3 мм. Нижний слой песка с зернами размером 2—3 мм имеет высоту 50 мм; средний с зернами раз­мером 1,5—2 мм — ту же высоту и верхний с зернами размером

0,5—1 мм — высоту 400—600 мм. Дренажное устройство находится посредине этого слоя песка. Сортировка поступает в фильтр снизу и сверху и выводится через центральное дренажное устройство. Поток сортировки, поступающей снизу, фильтруется сначала через крупные, затем через средние и в конце через мелкие зерна песка, верхний поток фильтруется только через мелкие зерна.

Изъятие из фильтров тканевой прокладки и применение песоч­ной загрузки, состоящей из различных фракций кварцевого песка, позволило повысить скорость фильтрования и соответственно уве­личить производительность фильтров при подаче жидкости одним потоком в 3 раза, двумя потоками в 7 раз при хорошем качестве фильтрата.

Регенерация песочной загрузки без выгрузки из фильтров про­изводится обратным током водно-спиртовой смеси в форфильтре и водки в фильтре для окончательного фильтрования в течение 10— 12 мин.

Профильтрованная водка поступает в доводные чаны (чаны готовой продукции), где ее перемешивают и проверяют крепость. Если крепость отклоняется от пределов, установленных стандар­том, ее доводят до требуемой добавлением спирта или воды, после чего содержимое чана вновь перемешивают. Из доводных чанов водку направляют на розлив.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Изложите кратко технологическую схему водочного производства.

2. Каковы способы приготовления водно-спиртовых смесей (сортировок)? В чем преимущества непрерывного способа их приготовления?

3. В чем сущность процесса обработки водно-спиртовых растворов актив­ным углем?

4. Охарактеризуйте свойства активного угля.

5. Какие Вы знаете способы обработки водно-спиртовых растворов углем?

6. С какой целью фильтруют сортировку перед обработкой ее углем и

после?

7. За счет чего интенсифицируется процесс фильтрования в двухпогочном

фильтре?

8. В чем сущность регенерации отработанного угля?

9. Какими показателями характеризуется качество водки?

Глава V. ТЕХНОЛОГИЯ ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИИ

Дата добавления: 2014-10-31