一、過濾原理

(一)基本概念過濾是利用某種多孔介質對懸浮液進行分離的操作。工作時，在外力作用下，懸浮液中的液體通過介質的孔道流出，固體顆粒被截留，從而實現分離。一般將待過濾的懸浮液稱為濾漿；所采用的多孔介質稱為過濾介質；通過介質孔道的液體稱為濾液；被截留的固體物稱為濾餅或濾渣。

過濾操作的推動力是過濾介質上下游兩側的壓力差，產生壓力差的方法有以下幾種：

①利用濾漿自身的壓頭；
②在濾漿表面加壓；
③在過濾介質的下游一側抽真空；
④利用慣性離心力。

過濾操作根據作用原理可分為兩類：

①篩析過濾過濾介質的孔目數小于固體顆的直徑，依靠篩析作用將固體顆粒從懸浮液中除去。

篩析過濾在過濾初期細小顆粒流出，濾液比較混濁。隨著餅層的形成和加厚，濾液逐漸變清。由于篩孔逐漸受堵，過濾速度呈降低趨勢。過濾過程當濾餅層形成，篩析作用便由餅層產生，過濾介質失去篩析作用，只起支撐餅層的作用，稱餅層過濾。

②吸附過濾(深床過濾)：過濾介質的網孔目數大于固體顆粒的直徑，固體顆粒進入過濾介質孔道后被介質表面所吸附。

實際生產中，篩析和吸附同時作用，吸附過濾介質截留較大顆粒；篩析過濾介質餅層可以吸附較小顆粒。

二、過濾介質和助濾劑

1.過濾介質 過濾介質的主要作用是支撐濾餅，須具有多孔結構，足夠的機械強度和盡可能小的流動阻力，耐腐蝕性。

常用的過濾介質有以下類型：

①織物介質，如工業濾布，金屬絲網等；

②粒狀介質，如珍珠巖粉，纖維素，硅藻土等；

③固體紙板，如脫色木質紙板，合成纖維板等；

④過濾膜，由纖維素和其它聚合物構成。粒狀介質是作為助濾劑預涂于織物介質表面使用，用于粗濾；固體紙板介質多用于半精濾及精濾；過濾膜介質用于精濾及超精濾。

2，助濾劑將某些堅硬的粒狀物預涂于過濾介質表面或添加于濾漿中，以形成較為堅硬而松散的濾餅，使濾液能夠順利通過，這種粒狀物稱為助濾劑。對助濾劑的要求：助濾劑是一種堅硬，疏松結構的粉狀或纖維狀的固體，能形助濾劑應能較好地懸浮于料液中，顆粒大小合適，不含可溶于濾液的物質。

常用的助濾劑有硅藻土，纖維素等。

使用助濾劑的目的：防止過濾介質孔道堵塞，或降低濾餅的過濾阻力。

加助濾劑和方法有預涂法和預混法。

葡萄酒生產中過濾操作使用的助濾劑主要是硅藻土和纖維素。硅藻土是水生植物硅藻的化石，由古生物積沉巖硅藻的遺骸構成。其主要成分為SiO2(占85-90%)，呈灰白色粉末，粒度一般為30-40μm，最小為2μm，最大為300-400μm，比重為0.31-0.7.

其主要特性為：

①主要成分為SiO2，化學穩定性好。不溶于除氫氟酸以外的任何強酸，能溶于苛性堿。對不同濃度及不同溫度的濾漿均可適用；

②作為助濾劑使用時，可獲得較高的過濾速度和理想的澄清度。硅藻土具有無數的小孔和復孔，其孔隙率為80-90%，這就為截留固體顆粒提供了較大的空間。加之骨架堅硬，形成的濾餅基本具有不可壓縮的特點，在壓力變化的情況下仍能基本保持疏松多孔狀態，過濾阻力小，可獲得較高的過濾速度及理想的澄清度；

三、過濾速度

1.過濾速度與過濾速率單位時間內通過單位過濾面積濾液的體積稱為過濾速度，即：?u=V/Atm3/m2式中：A——過濾面積，m2；?t——過濾時間，s；?V——時間t內流出的濾液體積，m3單位時間內獲得的濾液體積稱為過濾速率，表示過濾設備的生產能力。?過濾速率?Q=V/t=u.A?其單位m3/h及L/min表示。

2.影響過濾速度的因素

①濾漿的粘度粘度越大，過濾阻力越大，過濾速度越小；

②濾餅厚度濾餅厚度越大，阻力越大，過濾速度越小。當厚度達到一定程度會使過濾終止；

③濾餅性質不可壓縮濾餅的顆粒堅硬，濾液通過的流道不會因壓力的增大而變小，阻力基本保持不變，或隨過濾時間的持續阻力增加很慢，過濾速度基本隨壓力的升高按比例增大；小顆粒在較大壓力作用下會堵塞孔道，故過濾初期壓力不能太大，避免流道過早地堵塞。

四、過濾操作的方式

1.恒壓過濾

過濾操作是在恒定的壓差下進行，稱為恒壓過濾。恒壓過濾是最常用的過濾方式，過濾過程中，隨著餅層的不斷增厚，阻力增加大，因壓差不變，過濾速度將逐漸降低。

2.恒速過濾

過濾操作在恒定的速度下進行，稱為恒速過濾。隨著過濾時間的持續，餅層厚度增加，阻力增大，過濾壓差隨時間的持續呈直線增長。過濾設備的耐壓能力有限，壓力不能太高。對可壓縮濾餅，壓力的過度升高并不能使速度提高，相反會造成過濾終止。

3.先恒速后恒壓過濾

這種過濾方式是開始先以較低的速度進行恒速過濾，以免壓力過早升高形成流道堵塞，當壓力升高到給定值后再采用恒壓過濾。采用定量泵，過濾初期保持恒定速度，隨著時間的持續，泵出口壓力升高，若此壓力升至能使支路閥自動開啟的設定值時，支路打開，部分濾漿返回泵入口，進入壓濾機的濾漿減少，壓濾機入口壓力維持恒定，由此開始恒壓過濾。