77 - 食品科学技术页

液体对过滤悬浮颗粒的作用力.
F = 0郾 055籽d2 自 2 , (2)
式(2) 中, F 为液体对流经孔隙的悬浮颗粒的作用
力; 籽 为被过滤液体的密度 ;当悬浮颗粒被近似为球
体时,d 为悬浮颗粒的近似直径;自 为被滤液体流速.
由式(2) 可知, 当液体流速降低时, 对悬浮颗粒
的携带作用会减弱. 这样 ,液体携带颗粒的能力将
减弱很多,液体中很多尺寸比孔隙小但质量较大的
颗粒便会在重力作用下逐渐沉积下来. 故对于同等
流体,过滤速度越小,过滤效果越好.
1郾 3郾 2摇 实验方案
1郾 3郾 2郾 1摇 实验流程
实验采取的实验流程见图 3.
图 3摇 过滤实验流程
Fig. 3摇 Flow diagram of filtrating experiments
1郾 3郾 2郾 2摇 实验过程
实验过程中, 首先对未过滤的样液进行膜片测
试( 运用 VHX-600 超景深三维显微镜对膜片进项
显微化图像处理, 然后运用 HPCA-2 便携式污染度
检测仪对膜片图像进行检测), 参照检测仪的图表
对照,得到未过滤样液的污染度等级.
对样液进行过滤 ( 取过滤器代号分别为 A1 ~
A6、B1 ~ B6、C1 ~ C6), 待过滤完成 , 对过滤后的液
体进行膜片测试, 参照检测仪的图表对照, 得到过滤
后的污染度等级.
根据过滤前后的污染度等级 ,绘制出 3 组污染
度等级折线图,并且对折线图进行横向对比和参数
分析,得出影响金属橡胶在巧克力奶过滤上的主要
影响因素.
2摇 过滤分析
通过对未滤液体与过滤后液体的污染度滤纸
膜片进行污染度等级检测 ( 主要检测 4,6,14 滋m
颗粒的污染度等级 ) ,可以发现在不同孔隙度 、 不
同丝径 、不同厚度的金属橡胶过滤试件下 , 过滤后
的污染等级有明显变化 ( 见图 4) . 图中的污染度
等级是 Pall 公司根据修订后的 ISO4406 新标准给
出的 [9] .
图 4摇 A 组 准w 0郾 3 mm 过滤后污染度等级
Fig. 4摇 Filtered pollution level of 准w 0郾 3 mm of group A
由图 4 过滤前后污染度等级的比较可以发现,
样液经 A 组金属橡胶试件过滤后,4,6,14 滋m 颗粒
的污染度等级均明显降低 .
A1 ~ A6 组金属橡胶试件是在其他参数不变的
前提下 ,孔隙度逐渐减小得到的 . 观察 A1、A2、A3
处折线 ,下降斜率明显,说明试件 A1、A2、A3 过滤效
果较好 ;在 A4 ~ A5、A5 ~ A6 处的折线明显平缓, 说
明继续减小孔隙度对过滤效果的影响变小 , 尤其是
对 4 滋m 颗粒,A4 ~ A6 处的折线斜率近似于水平状
态 ,孔隙度改变对过滤后等级的影响几乎没有改变
(4 滋m 颗粒污染物的直径小 ,对食品原料污染较小 ,
无需继续减小孔隙度以改善过滤 [10] ) .
根据式 (1) 分析可知 ,随着孔隙度的降低, 样液
中的颗粒聚集在过滤介质周围 ,形成局部滤饼过滤,
阻碍颗粒的前进 , 使得金属橡胶平均孔隙径 准
减小.
通过对 B 组进行分析,也能够得出与 A 组类似
的结论 ( 见图 5) . 相同高度、丝径, 不同孔隙度的试
件 ,随着孔隙度的降低,过滤效果总体逐步提高.
对于 4 滋m 颗粒的过滤前后污染度等级折线可
知 ,在未滤至 B1 和 B1 ~ B2 处 ,4 滋m 颗粒的污染度
等级明显降低, 斜率较大, 孔隙度的减小对过滤效果
影响大 ;在 B3、B4、B5 和 B6 处, 样液污染度等级没
47 食品科学技术学报 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2014 年 5 月