Filtracja na włóknach celulozy: zasada działania i zastosowanie
- Szczegóły
Filtracja jest techniką separacji, stosowaną do wychwytywania cząstek stałych w winie.
Celem jest oddzielenie wszystkich cząstek, w taki sposób by nie doszło do modyfikacji cech organoleptycznych wina, czy też jego składu chemicznego, co gwarantuje, że filtracja nie wpłynie negatywnie na jakość wina.
Podstawowym materiałem z którego są wykonane płyty filtracyjne jest celuloza pozyskiwana z drewna, zawartość celulozy w płytach wynosi od 50 do 70%.
Bardzo ważną zaletą jest to, że płyty te w minimalnym stopniu wpływają na walory smakowe wina.
Płyty można porównać do labiryntowego, gęsto utkanego sita przestrzennego z wąskimi, licznie rozgałęzionymi kanalikami.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Pusta przestrzeń wynosi 70 do 80%.
Wino filtrowane przepływa przez te kanały stosunkowo wolno.
Podczas wkładania płyt do filtra bardzo ważne jest zwrócenie uwagi na prawidłowy ich układ.
Zaczynamy zawsze od chropowatej strony ustawionej w kierunku wlotu, a następnie kontynuujemy, układając płyty, tak aby sąsiadowały ze sobą stroną o takie samej strukturze, aż do końca filtra.
Nie zachowanie tej kolejności ma znaczący wpływ na jakość filtracji.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
Kluczem jest wiedzieć, jak mętne jest wino i jak silnie chcemy je oczyścić.
Uwaga, należy rozwiać mit, że białko można usunąć poprzez filtrację.
Rodzaje filtracji
- Filtracja zgrubna: umożliwia wychwytywanie gruboziarnistego osadu, silnie zanieczyszczonego wina, drożdży i tym podobnych. W zależności od siły zmętnienia zakres filtracji zgrubnej wynosi od 8 do 3,5 mikrona.
- Filtracja średnia: Stosowana podczas normalnego ściągania wina znad osadu, pozwala usunąć lekkie zmętnienia, po filtracji wino jest w zasadzie optycznie czyste. Z biegiem czasu na dnie pojemnika pojawia się jednak osad, co świadczy o tym, że jest to nadal wino nie do końca przefiltrowane. Do tej filtracji zastosujemy płyty z zakresu od 3 do 1 mikrona.
- Filtracja dokładna lub sterylna: przeprowadzana przed butelkowaniem. Wykorzystamy do tego tzw. płyty sterylne, czyli płyty filtracyjne o przepuszczalności od 0,8 do 0,2 mikrona.
Jeśli chodzi o płyty filtracyjne dla małych winiarzy, to najpopularniejsze, ze względu na stosunek jakości do ceny, są płyty Rover (pochodzące od producenta filtrów i pomp o tej samej nazwie).
Są to solidne płyty filtracyjne, za pomocą których z łatwością przeprowadzisz filtrację w zakresie od kilkudziesięciu do kilkuset litrów wina i innych napojów.
Dla najbardziej wymagających użytkowników oferujemy płyty Becopad.
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
Płyty te w odróżnieniu od płyt innych producentów nie zawierają żadnych klejów ani materiałów spajających.
Produkowane są wyłącznie z czystej celulozy.
Ich zaletą jest to, że nie trzeba ich moczyć w ogromnej ilości wody.
Są pozbawione zapachu celulozy.
Dzięki tym zaletom potrafią przefiltrować znacznie większą ilość wina (nawet dwukrotnie więcej) niż klasyczne płyty filtracyjne.
Choć są droższe, to ostatecznie są nie tylko bardziej ekonomiczne, także dzięki temu, że można je przepłukać bezpośrednio w filtrze i dalej używać, ale przede wszystkim przefiltrowane przez te płyty wino można wypić od razu.
W ostatnich 10 latach filtracja oleju napędowego w motoryzacji stawiana była przed ciągle zmieniającymi się wyzwaniami.
Dzisiaj diesel niskosiarkowy ULSD z wysoką zawartością biopaliw stosowany jest powszechnie na rynku paliw.
Wysoka zawartość biodiesla wymaga wysokiej dokładności filtracji oraz wysokiego stopnia usuwania wody z paliwa.
Aby sprostać tym wyzwaniom, filtry diesla przechodzą znaczące zmiany w zakresie budowy i właściwości filtracyjnych.
Kluczowe atrybuty współczesnych filtrów oraz systemów wtrysku:
- Wysokie ciśnienia wtrysku paliwa,
- Podwyższona wrażliwość na coraz drobniejsze zanieczyszczenia,
- Wydłużone okresy między wymianami filtra,
- Wyższe moce silników,
- Downsizing,
- Ostrzejsze normy emisji,
- Wyższa zawartość biodiesla w paliwie.
Szczególnie jeśli chodzi o domieszkę biodiesla, układ filtracji paliwa staje przed następującymi wyzwaniami:
- zwiększona korozja przez mikroorganizmy - stosuje się mniej elementów metalowych,
- wysoki odczyn kwasowy - brak elementów wykonanych ze stopów z domieszką cynku (Zn) lub ołowiu (Pb),
- stabilna zawartość wody w emulsji - niższa wydajność separacji wody,
- niska stabilność oksydacyjna powoduje tworzenie makrocząstek - przyspieszone zatykanie filtrów,
- nagromadzenie kryształów parafin w niskich temperaturach - trudne warunki „zimnego rozruchu”,
- lepsze właściwości rozpuszczające - szybsze zapychanie się filtrów złogami z układów paliwowych.
Zanieczyszczenia oleju napędowego
Istnieje szereg zanieczyszczeń obecnych zwykle w paliwie diesla, z których każde stanowi wyzwanie filtracyjne.
Są to zanieczyszczenia:
- płynne (np. emulsje),
- organiczne:
- woski i parafiny,
- mikroorganizmy,
- ścier metalowy,
- wióry metalowe,
- sadza.
Woda obecna w paliwie może spowodować poważne uszkodzenia silnika wynikające z korozji i nagromadzenia rdzy.
Biodiesel dzięki swym właściwościom hydrofilowym (łączenia się z wodą) ma tendencję do wiązania wody.
Woda może również powodować niestabilność paliwa oraz zmniejszenie jego właściwości smarnych, co prowadzi do uszkodzenia wtryskiwaczy.
Co więcej, w przypadku wody nierozpuszczonej w paliwie, wraz ze spadkiem napięcia międzyfazowego emulsja staje się bardziej stabilna, a krople wody w niej zawarte mniejsze, co oznacza, że właściwości separacji wody maleją.
Starzenie się paliwa powoduje tworzenie się w nim złogów organicznych, takich jak woski i żywice powstające na skutek utleniania.
Wyżej wymienione osady, które stanowią główne zanieczyszczenia paliwa diesla, mogą osadzać się na powierzchni materiału filtracyjnego i zapychać go w bardzo krótkim czasie.
Ze względu na słabe właściwości oksydacyjne, w biodieslu powstaje znacznie więcej osadów organicznych niż w standardowych olejach napędowych, co powoduje szybsze zapychanie się filtrów.
Drobne zanieczyszczenia pochodzenia mineralnego pochodzą z atmosfery i z biegiem czasu osadzają się zarówno w zbiornikach paliwa, jak i zbiornikach stacji paliw.
Cząstki te krystalizują się na włóknach filtracyjnych.
W paliwie obecne są również zanieczyszczenia metaliczne pochodzące z fazy produkcji układów paliwowych.
Typowe zanieczyszczenia mineralne i metaliczne są wielkości od ok. 0,1 do 200 µm, jednak największa ilość zanieczyszczeń waha się w przedziale od 0,5 do 15 µm.
Biodiesel ma tendencję do samoczynnego zwiększania nagromadzenia osadów mineralnych ze względu na swe właściwości rozpuszczające i „czyszczące” oraz do przenoszenia tych zanieczyszczeń do filtra paliwa.
W większości przypadków producent OEM dyktuje określony poziom czystości podczas wytwarzania i montażu filtrów i modułów filtracyjnych paliwa.
Sadza powstaje na skutek degradacji paliwa związanej ze starzeniem temperaturowym.
Cząsteczki sadzy są bardzo małe i mają zwykle od 30 do 500 Nm, jednak mają tendencję do gwałtownego zatykania filtra.
W przypadku braku kontroli poziomu sadzy w paliwie, może ona powodować dalszą jego degradację oraz zmniejszenie jego właściwości smarnych.
Zrozumienie właściwości diesla w niskich temperaturach jest niezwykle istotne dla ustalenia odpowiedniego przepływu i związanego z nim momentu zatykania filtra.
W niskich temperaturach kluczowe są dwie cechy oleju napędowego: punkt mętnienia i punkt krzepnięcia.
Punkt mętnienia oznacza temperaturę paliwa, przy której stałe cząstki parafin zaczynają zagęszczać paliwo, powodując jego mętnienie.
W przypadku dłuższego utrzymywania się wystarczająco niskiej temperatury parafiny zatykają system i uniemożliwiają uruchomienie silnika.
Dowolny dodatek do paliwa powoduje powstanie większej ilości ośrodków, a co za tym idzie - szybsze mętnienie.
Punkt krzepnięcia oznacza temperaturę paliwa diesla, przy której gęstnieje ono na tyle, że przestaje być płynne.
Punkt krzepnięcia to także najniższa temperatura, przy której paliwo będzie przepływać.
tags: #filtracja #na #włóknach #celulozy #zasada #działania
