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滤纸 滤纸(Filter Paper)是以纤维制成、质地疏松多孔、具有良好过滤功能的纸,可用来将固体与水或空气分开。
概述
大部分滤纸由棉质纤维组成,按不同的用途而使用不同的方法制作。由于其材质是纤维制成品,因此它的表面有无数小孔可供液体粒子通过,而体积较大的固体粒子则不能通过。这种性质容许混合在一起的液态及固态物质分离。
过滤机制
滤纸为因应不同用途而有各种差异,如:湿强度、孔隙率、颗粒残留量、流速、适用性、效率和容量。过滤有两种机制:表面过滤与深度过滤。表面过滤直接拦截比滤纸孔洞还大的颗粒;深度过滤不仅拦截比滤纸孔洞还大的粒子,同时还利用分子间的作用力吸收微粒。表面过滤滤纸初期使用时流速快、阻力小,但在长时间或在高杂质的环境下使用后会比深度过滤滤纸效果差。滤纸不能过滤氯化锌,否则滤纸将被氯化锌腐蚀破损。
性质
选择合适的滤纸可透过考虑四种因素而作决定。
- 硬度:滤纸在过滤时会变湿,一些长时间过滤的实验步骤应考虑使用湿水后较坚韧的滤纸。
- 过滤效率:滤纸上渗水小孔的疏密程度及大小,影响著它的过滤效率。高效率的滤纸过滤速度既快,而且解析度也高。
- 容量:过滤时积存的固体颗粒或会阻塞滤纸上的小孔,因此渗水小孔愈密集,也就表示其容量愈高,容许过滤的滤汶愈多。
- 适用性:有些滤纸是采用特殊的制作步骤而完成的,例如在检验医药中用于测定血液中的氮含量,必须使用无氮滤纸等。
种类
滤纸一般可分为定性及定量两种。在分析化学的应用中,当无机化合物经过过滤分隔出沉淀物后,收集在滤纸上的残馀物可用来计算实验过程中的流失率。定性滤纸经过过滤后有较多的棉质纤维生成,因此只适用于作定性分析;定量滤纸,特别是无灰级的滤纸,经过特别的处理程序,能够较有效地抵抗化学反应,因此所生成的杂质较少,可用作定量分析。
除了一般实验室应用的滤纸外,生活上及工业上滤纸的应用也很多。咖啡滤纸就是其中一种被广泛应用的滤纸。其他如过滤悬浮粒子的空气滤纸,及不同工业应用上的纤维滤纸等。
空气滤纸
空气滤清器的引擎滤纸是空气滤纸常见的应用,通常会做成滤筒安装使用。空气滤纸大多要求其构造要能支撑自己。纸的种类要多孔,单位面积重量100-200 克/每平方公尺,通常纤维特别长的纸浆经过碱化处理后能满足这样的条件。纸张通常要浸渍,以改善抗湿性能。一些滤纸可经由冲洗以增加使用寿命。
燃油滤纸
燃料滤纸使用的是一种特别控制孔隙的皱纹纸,经过折叠、卷折后装在容器里使用。燃料滤纸的原料是硬木和软木纤维的混合物。单位面积重量为50-80克/每平方公尺。
机油滤纸
机油滤纸用来过滤机油里的杂质,避免杂质磨损发动机内部。通常为深层过滤。过滤润滑油的滤纸经过处理能抵抗高温。
茶包
茶包由蕉麻纤维制成,是马尼拉麻的细长纤维。通常会有少部分的合成纤维作支撑。茶包非常多孔且薄,单位面积重量为12-20克/每平方厘米,并具有高的湿强度。
咖啡滤纸
咖啡滤纸是由约100克/每平方公尺的皱纹纸制成。起皱可以使咖啡在滤纸和过滤漏斗(滤杯)间顺利流过。滤纸的原料(纸浆)拥有粗长的纤维,往往是从快速增长的树木取得。咖啡滤纸视情况有各种不同的形状和尺寸。重要的参数有强度、适用性、效率和容量。
锥形咖啡滤纸
锥形滤杯为单孔滤杯,有效利用内部肋骨的导流模式加上重力与水压来达成一定的流速,也可使用手冲水柱翻滚或是器材搅拌的方式增加扰动的手法,辅助强化手冲的层次;然而,因不同款式滤杯与滤纸材质所搭配的流速不同,须注意水流和水量的控制,达成理想的萃取。因梯型滤杯内部纹理明显,构造上就可直接避免滤纸与滤杯完全贴和,创造更多对流空间!然因滤杯孔洞较小,故整体流速也较慢、萃取所需时间变长,咖啡口感则较为厚实饱满。
波浪形咖啡滤纸
外型像是杯子蛋糕,拥有如波浪般的特殊折痕,可避免滤纸与滤杯冲煮后过于贴合,有效提供更多透气管道,有效地让水流顺利下降,同时底部较宽广,让咖啡粉的沈降比较平均,维持稳定的萃取,整体的咖啡风味也会较为均匀。 市面上各式的咖啡滤纸,皆可以形状为主要区分,配合所选用的滤杯来使用。而滤纸的颜色经过漂白与否则可作为选择的依据,绝大多数的咖啡滤纸都以来自木材的处女纸浆制作,目的在保持咖啡的纯净度;因此,滤纸出厂的颜色偏向褐色,漂白后才以白色呈现。
漂白滤纸与未漂白滤纸
咖啡过滤纸多为木材制作,木材蒸煮后的纸浆颜色大多为褐色,要经过数段漂白工序才能变成白色。咖啡过滤纸漂白和无漂白的区别如下:
- 漂白:指咖啡过滤纸进过漂白处理,过滤纸看起来更加洁白。
- 无漂白:指咖啡过滤纸未经过漂白处理,过滤纸看起来接近浅褐色。[1]
滤纸扮演著过滤和控制流速的重要角色。消费者到底该买漂白的还是无漂白的呢?有两点需要思考:
- 漂白滤纸到底是用甚么东西漂白?过去许多人选择使用无漂白滤纸的原因,是害怕漂白的制程中残留下来的漂白水(次氯酸钠)会随著冲煮的过程流进咖啡中,导致慢性中毒或致癌…等,对健康造成不利的影响,但实质上,目前大品牌的滤纸,都已经不再用传统的次氯酸钠漂白,而是改用酸素漂白&酵素漂白两种方式,减少健康疑虑。[2]
- 有无漂白滤纸的纸味问题:只要是纸浆作的滤纸,若未经漂白,必定会有或多或少的纸浆味,必须用水冲洗滤纸以去除纸味,然而有些较厚的无漂白滤纸,要用超多水量才能把纸味冲干净较为耗时。