Под кизельгуром понимают ископаемые одноклеточные инфузорные водоросли (диатомиты), состоящие из диоксида кремния (SiО2). Таких водорослей насчитывается более 15 000 видов. Миллионы лет назад они покрывали дно морей и океанов в таком количестве, что с течением времени образовался их толстый слой.
В некоторых местах толщина слоя кизельгура достигает нескольких сотен метров (например, в Ломпоке (Lompoc), штат Калифорния, США), однако во многих месторождениях добыча невыгодна по экономическим причинам. Кизельгур добывают:
· в уже названном Ломпоке, Калифорния;
· в Халиско (Jalisko), Мексика;
· в Мювате (Myvatli), Исландия;
· в Мюрате (Murat), Франция;
· в Аликанте (Alicante), Испания;
· в Арике (Arica), Чили;
· в двух областях в Китае.
Разработка месторождения обычно происходит открытым способом. Кизельгур выкапывают мощными экскаваторами, сортируют по качеству и вывозят на гигантских грузовиках в хранилища под открытым небом. Обработка кизельгура возможна тремя способами.
Высушенный кизельгур
Материал размельчается и высушивается при 400°С в роторных трубчатых печах. При такой обработке сохраняется естественная форма оболочки диатомитов и ее пористость, позволяющая изготовить кизельгур для самого тонкого фильтрования (рис. 4.65).
Кальцинированный (прокаленный) кизельгур
Чтобы можно было изготовить более быстро фильтрующий кизельгур, высушенный материал нагревают до 800°С. Внешние поверхности кизельгура спекаются, образуя крупные частицы. Внутренняя пористая структура и се фильтрационная активность остается без изменений.
Кальцинированный под флюсом кизельгур
Для приготовления еще более быстро фильтрующего кизельгура к сырому диатомиту в печь добавляют в качестве флюса хлорид или карбонат натрия. Температура плавления диоксида кремния (из которого состоят диатомиты) увеличивается, и кизельгур накаляется до 800-900°С. Из-за спекания возникают крупные конгломераты. Неорганические включения (например, оксиды железа или алюминия) переходят в трудно растворимую смесь силикатов и придают крупному, кальцинированному под флюсом кизельгуру почти безупречно белый цвет. Грубый кизельгур используется преимущественно для нанесения предварительного слоя.
Скорость фильтрования в основном зависит от крупности кизельгура.
Чем мельче кизельгур, тем прозрачнее фильтрат, но тем ниже скорость фильтрования. И наоборот, крупные кизельгуры фильтруют быстро, но не так хорошо.
Следовательно, проницаемость и мутность на выходе находятся друг с другом в приблизительной зависимости, о чем свидетельствуют следующие данные:
| Сорт кизельгура | Относительный расход | Относительная прозрачность | Для фильтрования пива |
| Filter-Cel | Тонкий кизельгур | ||
| Celite 577 и 505 | |||
| Standard Super-Cel | |||
| Celite 512 | Средний кизельгур | ||
| Hyflo | |||
| Super-Cel | |||
| Celite 503 | |||
| Celite 535 | |||
| Celite 545 | |||
| Celite 560 | Грубый кизельгур |
Важнейшее качество кизельгура - высокая пористость. Вследствие пористости и особой структуры панциря, фильтрующие слои из кизельгура образуют очень мелкопористую систему, которая может задерживать частички мути размером от 0,1 мкм.
Площадь поверхности кизельгура может доходить до 20 м2/г, но это значительно меньше поверхности (400-700 м2/г) и, следовательно, адсорбционной способности силикагелей. Поэтому, по сравнению с ними, адсорбционная способность кизельгура также очень низка.
Важно то, что кизельгур не содержит никаких примесей. Кроме того, важнейшая характеристика кизельгура, влияющая на экономичность фильтрования, - плотность во влажном состоянии. Этот параметр обозначает объем, который кизельгур принимает под давлением. Плотность во влажном состоянии выражается в г/л, для фильтрования лучше всего подходят кизельгуры с плотностью ниже 300 г/л. При равном осветляющем эффекте и производительности, но при более высокой плотности кизельгура придется мириться с большим расходом его при фильтровании и с ускоренным ростом давления на фильтре.
Расход кизельгура может колебаться от 80 до 200 г/гл, составляя в среднем 150-180 г/ гл. Кизельгур - не только очень дорогой вспомогательный материал, его утилизация после использования также требует определенных затрат.
Перлит
Перлит - материал вулканического происхождения, состоящий в основном из силиката алюминия. «Сырой» перлит нагревают до 800°С, при этом содержащаяся в нем вода расширяется и приводит к вспучиванию и растрескиванию перлита. Так образуется стекловидная структура, которую затем измельчают (рис. 4.67).
Возникает легкий и рыхлый порошок, который весит на 20-40% меньше, чем кизельгур. При низких величинах pH перлит выделяет известь и железо, и поэтому его можно применять только для фильтрования сусла, у которого величина pH еще достаточно высокая - 5,4-5,5.
Скорость фильтрования у перлитов также зависит от сорта.
