Перлит – вулканическое стекло, которое раскалывается на мелкие шарики с жемчужным блеском. Раздробленный перлит при нагревании до 1000-1200°С вспучивается, увеличиваясь в объеме в 10-20 раз (рис. 9.2). Он может быть получен также из двухстворчатых пресноводных моллюсков Перловиц, которых находят в Евразии и Африке.
Рис. 9,2.
Перлиты представляют собой гидрат силиката алюминия (Е559). Их используют в основном при фильтровании жидкостей с большим количеством взвесей. Самые эффективные перлиты обычно имеют очень низкую насыпную массу, что обеспечивает максимальные расстояния между частицами перлита. Качество перлитов оценивается по тем же показателям, что и кизельгуры, а именно, по внешнему виду, цвету, запаху и физико-химическим показателям.
Внешний вид, цвет, запах
Перлиты представляют собой тонкий, легкий порошок белого, серого, желтого или розового цвета без запаха.
Влажность перлитов
Содержание воды в перлитах связано со способом обработки. Обычно перлиты содержат от 2 до 4%молекулярно связанной воды.
Плотность перлитов
Плотность перлитов колеблется в пределах от 100 до 295 кг/м3.
Объемно-насыпная масса
Объемно-насыпная масса перлитов определяется в целях установления однородности поставляемой партии перлита. Значение этого показателя ниже, чем у кизельгуров, и колеблется между 80 и 100 кг/м3. Увеличение этого показателя свидетельствует о наличии в фильтровальном материале большого количества тяжелых частиц. Обычно содержание тяжелых частиц менее 2%.
У некоторых перлитов, особенно легких, может иметь место обратный случай, т. е. наличие плавающих частиц (> 15%). Такие перлиты не пригодны для процесса фильтрования, так как их нельзя размешать в воде, кроме того, они увеличивают расход фильтровального материала. Причиной наличия плавающих частиц является слишком грубое измельчение. Однако это достаточно редко встречающееся явление. Плавающие частицы обнаруживаются главным образом у борованского перлита F501 (торговое название Colofrig).
Объем во влажном состоянии (намывной объем)
Объем во влажном состоянии VM или намывной объем показывает, какой объем займет перлит во влажном слое. По этим данным можно рассчитать действительную толщину фильтрующего слоя при намыве основного слоя. Благодаря тому, что многие перлиты имеют более высокое значение этого показателя по сравнению с кизельгурами, их расходуется меньше для получения фильтрующего слоя достаточной толщины. Величина VM у перлитов колеблется от 4,5 до 7,5 л/кг. Показано, что нет определенной зависимости между качеством фильтрации и объемом перлита во влажном состоянии. Плотность перлитов во влажном состоянии в зависимости от проницаемости колеблется в пределах 180-230 кг/м3.
Массовая доля водорастворимых веществ
Важным свойством фильтровального материала является его инертность к фильтруемому пиву, так как растворимые вещества могут повлиять на его вкус. Допускается содержание экстрагируемых водой веществ не более 1%. Однако следует иметь в виду, что даже в этом случае у пива может появиться нежелательный запах и привкус. Как правило, это связано с неправильными условиями хранения и грубыми нарушениями технологии производства перлитов (загрязнение нефтью или маслом). Растворимость тяжелых металлов при использовании перлитов значительно ниже, чем у кизельгуров (табл. 9.4) и составляет Fe – 20-30 мг/кг; Са – 40-60 мг/кг.
Гранулометрический состав
Гранулометрический состав характеризует процентное содержание частиц, разделенных на фракции по их величине. Он определяется также как и для диатомитов (см. раздел 9.4.1.5).
Таблица 9.10
Гранулометрический состав перлитов
Марка перлита |
Пропускная способность, л/(мин • м2) |
Массовая доля частиц (в %) при эквивалентном диаметре, мкм | ||||||
<2 | 6 | 6-10 | 10-20 | 20-40 | 40-60 | >60 | ||
Decalite 438 | 620 | 0 | 0 | 21 | 29 | 30 | 12 | 8 |
Colofrig F 502 | 475 | 1 | 11 | 36 | 27 | 12 | 6 | 7 |
PF 2H | 300 | 20 | 58 | 8 | 2 | 2 | 1,5 | 8,5 |
Турецкий перлит Persa | 500 | - | - | 6,5 | 8 | 56 | 8 | 21.5 |
В табл. 9.10 приведен гранулометрический состав и пропускная способность турецких перлитов Persa (компании «Сезар»), перлитов Decalite 438 (США) и Colofrig f 502 (Чешская республика). Для сравнения даны сведения для мелкодисперсного (мелкозернистого) словацкого перлита PF 2Н. На основании этих данных можно сделать вывод, что турецкие перлиты и перлиты Decalite имеют высокую пропускную способность – более 500 л/(мин • м2) – и предназначены для грубого фильтрования.
Пропускная способность (водопроницаемость)
Одним из важнейших показателей, характеризующих перлиты как фильтровальные материалы, являются такие свойства, как их пропускная способность, величина которой колеблется от 300 л/(мин • м2) (для перлита марки PF 2Н) до 1920 (для перлита Декалайт 4108). Проницаемость перлитов также колеблется в широких пределах: от 1,5 Дарси (перлит марки Зейтц – Перлит С) до 3,2 Дарси (перлит Schenk – 10V20F).
Пропускная способность перлитов, определяемая в лабораторных условиях, не всегда соответствует пропускной способности, достигаемой при фильтровании пива. Это объясняется тем, что форма частиц перлита значительно отличается от формы частиц диатомита: это преимущественно плоские, слегка закругленные обломки разной величины, а при расчете размера частиц в лаборатории предполагается измерение частиц круглой формы (см. рис. 9.1 и 9.2).
Химический состав
Перлиты по своему химическому составу близки к кизельгурам (сравнить табл. 9.3 и табл. 9.11). Для сравнения даны показатели американских перлитов марок Celite, Decalite и Versa. Основное отличие заключается в том, что перлиты содержат больше оксида алюминия, чем кизельгур. Обычно в состав перлитов входит от 13 до 15% оксида алюминия, который химически связан в силикате алюминия, что не снижает их фильтрационных свойств. В кизельгурах оксид алюминия является балластом и ухудшает их фильтрационные свойства.
Кроме силиката алюминия перлиты содержат железо, кальций, натрий, калий, магний, а также в зависимости от месторождения небольшое количество титана и фосфора (табл. 9.11).
Таблица 9.11
Основные физико-химические показатели перлитов
Наименование показателей |
Турецкие перлиты (компания «Сезар») |
Перлиты | |
Decalite* 438 | Decalite 4108 | ||
1 | 2 | 3 | 4 |
Влажность, %, не более | Данных нет | 4 | |
Плотность, кг/м3 | 100-150 | 184-295 | 200-243 |
рН водной вытяжки | 6-8 | 5-9 | |
Массовая доля водорастворимых веществ, %, не более | 1 | ||
Дисперсность (гранулометрический состав) | См. табл. 9.10 | ||
Всплываемый материал, дм3/20 г, не более | - | 6,0 | 12,0 |
Пропускная способность по потоку жидкости (PFRV), кг/м3 | 500-700 | 800-1120 | 1120-1920 |
Химический состав, %: | |||
SiO2 | 72-74 | 72,0 | |
А12O3 | 12-15 | 14,0 | |
F2O3 | 0,4 | 0,7 | |
СаО | 0,2-1.0 | 0,3 | |
MgO | 1.5 | 0.1 | |
Na2O + К2O | 4,2 | 12,8 | |
TiO2 | - | 0,1 |
* Перлит для фильтрования сусла и пива фирмы Decalite ТУ 9184-005-23063799-98.
По своим физико-химическим свойствам перлиты пригодны для грубого фильтрования пива.