CN1017778B - 用硅藻土制备助滤剂的方法 - Google Patents

Abstract

利用一种含SiO₂在75～85%的硅藻土。制备啤酒助滤剂的方法。把硅藻土经过粉碎、酸化处理提纯、洗涤、烘干、加入助熔剂混合、煅烧、粉碎、活性表面处理、低温活化，便得到适用于啤酒生产过滤用的烧成品和熔剂烧成品二种助滤剂。具有含Fe₂O₃小于0.7%、质量稳定。与国内外同类产品相比，具有过滤速度快，产品消耗量低，澄清度高，价格便宜，满足啤酒生产过滤工艺的需要。

Description

本发明是关于利用含SiO₂75～85%硅藻土制备啤酒助滤剂的方法。

众所周知生产啤酒所用的助滤剂含铁量的高低。对啤酒的颜色会发生变化。使啤酒带上铁腥味，还会造成啤酒喷涌现象。因此，国内生产啤酒助滤剂一般采用含SiO₂90%以上，含Fe₂O₃在1.5%以下的硅藻土精土。但由于精土藏量有限，使成本升高。况且把精土不通过提纯处理而直接用于生产助滤剂。其质量难以保证，因而不能满足啤酒生产的需要。目前国内外采用硅藻土生产助滤剂的方法是：如法国阿尔代什省圣·保芝厂和康塔尔省里翁·艾斯蒙达厂均采用硅藻土原土的提取→破碎→烘干→研碎→提纯→配料→焙烧→冷却→研碎→筛选→成品包装等工艺。但该法生产的助滤剂含铁量高。且用于啤酒生产消耗助滤剂量大，过滤速度慢。《轻工科技通讯》（1983～1984年）合订本P14～15报道：甘肃省轻工研究所研制硅藻土助滤剂的生产工艺为：烘粉、压碎、旋风分离、加助溶剂、混合、煅烧、压碎、分级过筛。但该法采用含SiO₂90%以上，铁含量在1.3%以下的硅藻土精土，因而生产成本高，由于没有除杂，助滤剂质量不稳定。而用于啤酒生产，消耗助滤剂量大，过滤速度慢，不能满足啤酒过滤工艺要求。因此啤酒生产厂家都迫切希望生产一种价格低廉，质量稳定，含铁量低，过滤速度快，消耗量低的助滤剂。

本发明所提出的方法，就是为了克服上述不足，而生产一种新的用低品位硅藻土制备啤酒助滤剂的方法。

本发明所提出的方法是：利用低品位的硅藻土其化学成份为SiO₂75～85%、Al₂O₃≤7.0%、Fe₂O₃≤4.0%、灼失≤7.0%。经过粉碎、酸化处理、洗涤、烘干、加熔剂配料、煅烧、表面活性处理、低温活化即得到采用本发明方法制备出的啤酒助滤剂。

根据本发明所提出的方法：这里所讲的粉碎是指把含上面所述组分的硅藻土原土进行粉碎，以利后面的制备进行。这里所说的酸化处理。是把原土进行提纯。由于传统的提纯一般采用水簸法、煅烧法和风选法。但这些方法都不可能从根本上把硅藻土微孔中的杂质除去。尤其对杂质含量高的硅藻土更是不适用的。因此，本发明所提出的酸化处理就能有效的除去Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO等杂质。这里所说的酸化剂是指盐酸、硫酸，其浓度为4～30%。浓度低影响了杂质的除去。浓度高会使 制备成本升高。最好采用5～15%的盐酸。经酸化后的原土泥浆用压滤机进行洗涤，洗涤剂为30～60℃的热水，以洗去泥浆中可溶性氯化物及游离酸，洗至滤液的pH值为6～7为止，再把经洗涤后的泥浆滤饼放入干燥房内进行干燥，采用干燥温度为90～150℃，经干燥后的硅藻土由于颗粒太细，大部分小于20μ，用于过滤啤酒会使过滤速度慢。因此，必须进行加工处理以改变粒度分布、粒子结构及表面性质，来适应啤酒过滤的需要，为达到这一目的。本发明者提出了加入助溶剂，通过煅烧后改变粒子结构的方法。作为这类助溶剂的有：K₂CO₃、KOH、NaOH、Na₂CO₃、NaCl及碱性金属盐。由于Fe离子易与Cl离子化合生成FeCl₃而挥发出来，并使助滤剂变得疏松。本发明者提出加入氯化物来改变粒子结构和去掉杂质铁，加入量3～20%。将助溶剂混合到经提纯干燥后的硅藻土中，混合均匀后，置于高温炉中焙烧，焙烧温度为800～1100℃。焙烧时间为1～3小时，然后冷却到室温，经粉碎过150目，即为烧成品助滤剂，根据啤酒过的要求，本发明者提出了烧成品助滤剂再经活化的制备方法，即把烧成品助滤剂再经过活性表面处理，由于经焙烧粉碎后的助滤剂表面结构不能满足啤酒生产的需要，影响了过滤啤酒的过滤速度，所以必须进行表面活化处理，作为这类活化剂的有：醋酸、柠檬酸、磷酸等。其使用浓度为1～10%，最好为1～5%，还可用水进行活化，在搅拌的情况下，把溶剂烧成品放入含表面活性剂的溶液中，待搅拌分散后，将其溶液过滤，由于经表面活化后的助滤剂结构尚不稳定，把滤饼放入烘箱中进行低温活化，温度低了，活化速度慢;高了易结块，所以一般采用活化温度为80～140℃，活化时间为10～26小时，便得到本发明所说的溶剂烧成品。

根据本发明所提出的制备方法，制备出的硅藻土助滤剂含铁量低，产品质量稳定，用于啤酒过滤，能加快啤酒过滤速度，助滤剂消耗量低，降低了啤酒生产成本。同时也能利用低品位的硅藻土作为原料，开发了低品位硅藻土的新用途，降低了助滤剂的生产成本，满足了啤酒生产的需要。还可用于糖浆、白酒、饮料、化工、石油等行业。

实施例1·精土的制备

A.取硅藻土原土1公斤（含SiO₂82.91%.Fe₂O₃2.22%.Al₂O₃5.4%，MgO0.97%，CaO0.66%，灼失7.55%）。放入烧杯中，加入浓度为8%的HCl2.4升，边搅拌，边加热，当温度上升到90℃时，恒温3小时，并同时不断补充水，其补充水量与水份蒸发量相一致，然后用布氏漏斗进行真空洗涤，用温度为50℃的热水进行洗涤。使洗涤液的pH值达到6.5时即可，再将滤饼倒入干燥盘。放入烘箱于100℃下干燥24小时，即得到经提纯的硅藻土精土（下称精土）。

B.其它方法和用量与A相同。除所用HCl浓度为3%。

用化学法进行分析。其结果如表1。

实施例2，熔剂烧成品的制备

A.取K₂CO₃70g，NaCl40g放入烧杯中，加入250ml水，溶化后放入精土1kg。搅拌混合均匀后，放入到蒸发皿中，置于马沸炉内进行煅烧，当温度升至980℃时，恒温1.5小时冷却至室温，取出后粉碎。过150目筛，再放入烧杯中，加含5%的柠檬酸水溶液4升。搅拌分散均匀后，倒入漏斗中真空过滤，再将滤饼放入烘箱。在140℃下活化24小时，即得到样品1。

B.其它制备方法和用量与A相同。除加入的KOH为40g和KCL为20g外，便得到样品2。

C.除不进行表面活化处理和低温活化外。其余方法及组成与A相同，便得到样品3。

实施例3.烧成品的制备

A.取精土1kg，放入烧杯内，把Na₂CO₃20g放入另一烧杯。加水200毫升深化后，倒入精土烧杯中搅拌混合均匀后，然后装入蒸发皿中，放入马沸炉内进行煅烧，升温到900℃后，恒温3小时，冷却至室温。过500目筛便得到样品4。

B.其它与A相同，但未加Na₂CO₃，便得到样品5。

用化学分析及物理测定的方法对样品1～4进行成份和物化性质测定。并与美国和法国生产的同类型产品进行比较，其结果列于表Ⅱ。

注：S为西德产品，J为美国产品，CBL为法国产品。A为粗产品与样品1、2相似;B和CBL为细产品与样品4相似。

由表Ⅱ可见，采用本发明方法制备的助滤剂，含SiO₂高，Fe₂O₃的含量明显低于国内外同类产 品的含量。

应用例1

过滤速度的检测方法为：在实验室内，用真空度为400mm汞柱。过滤有效面积为446.7mm²，室温、助滤剂装置为10g。过滤介质为蒸馏水。在此条件下，每过滤完100毫升蒸馏水所需的时间，即为助滤剂的过滤速度·秒。把样品1～4放入过滤器内进行测定，其结果列于表Ⅲ。

由表Ⅲ可见，采用本发明所提出的方法所制备的助滤剂。助滤剂中助溶剂的含量与过滤速度成正比，经活化的助滤剂过滤速度快于未经活化的助滤剂过滤速度。

比较例1

在实验室条件下，即在真空度为400mm汞柱，过滤面积446.7mm²的条件下，用样品1与美国琼斯·曼维尔公司的Hyfto Super-Cel产品进行对比测定，共过滤500毫升蒸馏水或啤酒，分5次过滤，每次100毫升。其结果列于表Ⅵ。

由表Ⅵ可知，本发明所提出的方法制备出的助滤剂与美国同类型产品相比，具有过滤速度快、浊度低，从而降低了啤酒生产中助滤剂的消耗量，提高了啤酒的透明度。

表1

成份% SiO₂Fe₂O₃Al₂O₃CaO MgO 灼失

名称

精土A    88.87    0.46    3.93    0.21    0.49    5.2

精土B    85.1    1.078    4.8    0.48    0.62    7.8

表Ⅱ

样品 SiO₂Fe₂O₃Al₂O₃CaO MgO 灼失 水份 堆密度 真比重

名称    （g/ml）    （g/ml）

样品1    94.40    0.40    1.67    0.32    0.43    0.56    0.21    0.36    2.27

样品2    87.13    0.61    5.28    0.31    0.91    0.60    0.05    0.34    2.77

样品4    94.39    0.53    1.84    0.73    0.53    1.16    0.83    0.33    2.08

广A-S    87.15    1.22    4.05    1.37    1.46    0.88    0.11    0.366    -

广A-J    85.73    1.46    3.77    1.47    0.58    0.25    0.12    0.316    2.27

广B-J    92.65    0.83    2.56    1.10    0.43    0.14    0.35    0.30    2.38

CBL    88.93    2.90    4.67    1.31    0.88    0.65    0.21    0.26    2.27

表Ⅲ

样品    加入助熔剂量    过滤速度

样品1    11    20～29

样品2    0    68～92

样品3    11    41～50

样品4    2    165～178

样品5    0    710～785

表Ⅵ

体积    样品1    美国Hyfto  Super-Ca

序次    蒸馏水    啤酒    蒸馏水    啤酒

时间    时间    浊度    时间    时间    浊度

第一个    100    26″3    1′43″1    -    45″4    3′12″6    -

第二个    100    26″9    2′17″6    -    44″7    4′0″    -

第三个    100    26″0    2′48″0    0.5    44″1    5′3″0    1.0

第四个    100    27″0    3′33″5    <10    43″7    5′43″    2

第五个    100    26″9    4′14″1    0.5    6′17″    2.0

Claims (3)

1、一种用硅藻土制备助滤剂的方法，其特征是把含SiO₂量为75～85%的硅藻土经过粉碎、酸化、洗涤、烘干后，再加入助溶剂混合，然后焙烧、粉碎、活性表面处理、低温活化便得到本发明所说的助滤剂，其技术特征在于：

硅藻土粉碎是把含SiO₂量为75～85%的硅藻土经过粉碎后全通过80目筛；

酸化是把经过粉碎后的硅藻土与含量为5～15%的盐酸溶液按固液比为1～3投入到搪瓷反应釜中，加热到80～120℃，恒温1～4小时；

洗涤和烘干是把经过酸化处理后的硅藻土用离心机或板框边滤机分离，去掉溶液，再用30～60℃的温水进行洗涤，洗涤到洗涤液pH值为6～7为止。然后用离心机分离，将洗涤后的硅藻土在90～120℃温度下干燥，恒温5～10小时，使其水分含量小于5%为止；

助熔剂混合是把助熔剂加入到经干燥后的硅藻土中进行混合，其加入量为3～20%(以干燥后的硅藻土计)；

焙烧是把加入助熔剂混合均匀后的硅藻土投入到焙烧炉中焙烧，其温度为800～1100℃，焙烧时间为1～3小时；

粉碎和活性表面处理是把经过焙烧后的硅藻土(半成品)进行粉碎，要求95%通过150目筛，然后投入到混合器中，加入表面活性剂，其加入量为与焙烧粉碎后的硅藻土的重量比为1∶0.5；

低温活化是把经过活化处理后的硅藻土用离心机分离掉多余的活性剂，然后投入到干燥器内，在80～140℃温度下，活化时间为10～26小时，便得到本发明所提出的助滤剂；

2、根据权利要求1所说的方法，其特征是作为助剂的有K₂CO₃、KOH、NaCl、NaOH、Na₂CO₃及碱金属盐。

3、根据权利要求1所说的方法，其特征是需加入表面活性剂，作为表面活性剂的有醋酸、柠檬酸、磷酸、其浓度为1～10%还可用水。