Патент на изобретение №2225874

(54) ПОРИСТЫЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству пористых материалов, в частности пористых материалов на основе целлюлозы, и может быть использовано в производстве фильтров для очистки жидкостей, например пищевых. Пористый материал на основе целлюлозного волокнистого материала содержит наполнитель – 20-50 мас.% диатомита с содержанием кремнезема не менее 80%, например кизельгур, полимерное связующее – полиамидную смолу в количестве 0,5-3,0 мас.%. В качестве целлюлозного волокнистого материала используется целлюлоза размолотая и целлюлоза распущенная в количестве, мас.%: целлюлоза размолотая 10-15, целлюлоза распущенная 35-65. Пористый материал не требует дополнительной термообработки. Полученная структура пористого материала повышает его сорбционную активность к примесям, что обеспечивает высокую эффективность фильтрования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству пористых материалов, в частности пористых материалов на основе целлюлозы, и может быть использовано в производстве фильтров для очистки жидкостей, например пищевых.

В производстве фильтров для очистки пищевых жидкостей традиционно используются пористые материалы на основе волокнистого целлюлозного материала, содержащие в качестве наполнителя асбест, благодаря его универсальной сорбционной активности (ГОСТ 12290-89 Картон фильтровальный для пищевых жидкостей).

Однако использование в производстве асбеста не обеспечивает экологическую безопасность в процессе производства пористых материалов и экологическую чистоту в процессе их использования для очистки пищевых жидкостей, т. к. возможно вымывание волокон целлюлозы и асбеста в фильтрат.

В связи с этим появились пористые материалы, содержащие заменители асбеста, из которых изготавливают так называемые безасбестовые фильтры. Известен пористый материал, содержащий в качестве волокнистого целлюлозного материала целлюлозу сульфитную и/или сульфатную, очищенный диатомит (кизельгур), каолин и оксид алюминия (патент Великобритании №1506814).

Однако низкая сорбционная активность по отношению к примесям, характерным для виноматериалов, ограничивает его использование.

Наиболее близким из известных является пористый материал, содержащий волокнистый целлюлозный материал (распущенную или размолотую целлюлозу), полимерное связующее – полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид, и диатомит (патент РФ №2109767).

Однако известный пористый материал имеет достаточно сложную технологию приготовления.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение технологичности пористого материала и улучшение его фильтрующих свойств по отношению к виноматериалам, а также расширение ассортимента безасбестовых пористых материалов.

Поставленную техническую задачу решает пористый материал на основе волокнистого целлюлозного материала, содержащий полимерное связующее и наполнитель – диатомит с содержанием кремнезема не менее 80%, который в качестве волокнистого целлюлозного материала содержит смесь размолотой и распущенной целлюлозы, в качестве полимерного связующего – полиамидную смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Целлюлоза размолотая 10-15

Целлюлоза распущенная 35-65

Диатомит 20-50

Полиамидная смола 0,5-3,0

Материал содержит очищенный диатомит – кизельгур. На одной из сторон дополнительно содержит латексное покрытием количестве 2-3 мас.%.

Пористый материал не требует дополнительной термообработки, т.к. при сушке водной суспензии образуется пористая структура волокон целлюлозы различного размера, скрепленных полиамидной смолой с частицами минерала диатомита. При этом размеры пор регулируются как размерами частичек природного минерала и его концентрацией, так и концентрацией и структурой целлюлозных волокон. Полученная структура пористого материала повышает его сорбционную активность к латексным частицам и примесям, что обеспечивает высокую эффективность фильтрования, например виноматериалов.

Пористый материал изготавливают следующим образом. Исходные компоненты берут в соотношении, мас.%:

Целлюлоза размолотая 10-15

Целлюлоза распущенная 35-65

Диатомит 20-50

Полиамидная смола 0,5-3,0

Целлюлозу, например хлопковую, подвергают размолу с добавлением воды при концентрации суспензии не более 3% до достижения степени помола целлюлозных волокон 25-27ШР. Целлюлозу, например сульфитную вискозную и/или сульфатную беленую древесную, распускают при концентрации массы 3,5-4% до равномерного волокнистого состояния. Диатомит с содержанием кремнезема не менее 80%, например очищенный диатомит – кизельгур, разбавляют водой, смешивают с полиамидной смолой. Подготовленные компоненты смешивают при непрерывном перемешивании и получают суспензию с концентрацией массы 3,8-5%. Для повышения равномерности суспензии добавляют сернокислый алюминий в количестве 2-3,5% к массе абсолютно сухого материала. Приготовленную суспензию направляют на листоотливную машину, где происходит формование и обезвоживание полотна до сухости 38-40%, поверхностная обработка одной стороны полотна латексом с концентрацией 8-10% в количестве 2-3,0 мас.% от массы абсолютно сухого покрываемого материала и последующей сушки при температуре 60-120С.

Полученный пористый материал экологически безопасен при изготовлении, безвреден при использовании, не изменяет органолептических свойств пищевых жидкостей и не влияет на их биологическую активность, характеризуется повышенной прочностью и высокой эффективностью фильтрования. Благодаря наличию пор различного размера пористый материал может использоваться как для грубой, так и для тонкой осветляющей очистки жидкостей, в частности пищевых, например, алкогольных и безалкогольных напитков и компонентов, используемых при их производстве.

Пример. Для изготовления пористого материала марки КФБ-1П берут исходные компоненты в количестве, мас.%:

Целлюлоза хлопковая 14

Целлюлоза сульфатная беленая древесная 35

Диатомит 48

Полиамидная смола 3

Целлюлозу хлопковую по ГОСТ-595 подвергают размолу в ролле с добавлением воды при концентрации суспензии не более 3% до достижения степени помола целлюлозных волокон 25-27 ШР. Целлюлозу сульфитную вискозную распускают в гидроразбивателях при концентрации массы 3,5-4% до равномерного волокнистого состояния. Диатомит, например кизельгур по ТУ 10-05031531-378-94, разбавляют водой, смешивают с раствором полиамидной смолы, модифицированной эпихлоргидрином, марки Водамин-115. Подготовленные таким образом компоненты смешивают при непрерывном перемешивании и получают суспензию с концентрацией массы 3,8-5%. Для повышения равномерности в суспензию добавляют сернокислый алюминий в количестве 3% к массе абсолютно сухого материала. Приготовленную суспензию направляют на листоотливную машину, где происходит формование и обезвоживание полотна до сухости 38-40%, поверхностная обработка одной стороны полотна 8-10% латексом, например ВХВД-65 согласно ТУ 6-01-1170-87, с последующей сушкой при постепенном повышении температуры от 60 до 120С.

Согласно описанной технологии изготавливают другие марки пористого материала при следующем соотношении исходных компонентов, мас.%:

Марка КФБ-1:

Целлюлоза хлопковая 12

Целлюлоза сульфатная беленая древесная 40

Кизельгур 45

Полиамидная смола 3,0

Марка КФБ-2:

Целлюлоза хлопковая 12

Целлюлоза сульфитная вискозная 56

Диатомит 30

Полиамидная смола 2,0

Марка КФБ-3:

Целлюлоза хлопковая 10

Целлюлоза сульфитная вискозная 65

Диатомит 23,5

Полиамидная смола 1,5

В таблице приведены результаты испытаний полученных марок пористого материала. Из таблицы видно, что пористый материал обладает необходимым уровнем прочностных и гидродинамических показателей для осветляющей фильтрации алкогольных и безалкогольных напитков, в частности виноматериалов, коньяков, ликероводочных изделий, пива, соков, сиропов и других компонентов, используемых при производстве безалкогольных напитков. При этом материал марки КФБ-3 предназначен для грубой фильтрации, материал марки КФБ-2 – для средней фильтрации, а материалы марок КФБ-1 и КФБ-1П – для тонкой фильтрации. Пористый материал экологически безопасен в процессе производства и безвреден при использовании, не изменяет органолептических свойств пищевых жидкостей и не влияет на их биологическую активность.

Формула изобретения

1. Пористый материал на основе целлюлозного волокнистого материала, содержащий полимерное связующее и наполнитель – диатомит с содержанием кремнезема не менее 80%, отличающийся тем, что в качестве целлюлозного волокнистого материала он содержит смесь распущенной и размолотой целлюлозы, в качестве полимерного связующего – полиамидную смолу, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Целлюлоза распущенная 35-65

Целлюлоза размолотая 10-15

Полиамидная смола 0,5-3,0

Диатомит 20-50

2. Пористый материал по п.1, отличающийся тем, что материал содержит очищенный диатомит – кизельгур.

3. Пористый материал по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на одной из сторон материал дополнительно содержит латексное покрытие в количестве 2-3%.