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濾紙。原圖鏈接

濾紙 濾紙(Filter Paper)是以纖維製成、質地疏鬆多孔、具有良好過濾功能的紙,可用來將固體與水或空氣分開。

概述

大部分濾紙由棉質纖維組成,按不同的用途而使用不同的方法製作。由於其材質是纖維製成品,因此它的表面有無數小孔可供液體粒子通過,而體積較大的固體粒子則不能通過。這種性質容許混合在一起的液態及固態物質分離。

過濾機制

濾紙為因應不同用途而有各種差異,如:濕強度、孔隙率、顆粒殘留量、流速、適用性、效率和容量。過濾有兩種機制:表面過濾與深度過濾。表面過濾直接攔截比濾紙孔洞還大的顆粒;深度過濾不僅攔截比濾紙孔洞還大的粒子,同時還利用分子間的作用力吸收微粒。表面過濾濾紙初期使用時流速快、阻力小,但在長時間或在高雜質的環境下使用後會比深度過濾濾紙效果差。濾紙不能過濾氯化鋅,否則濾紙將被氯化鋅腐蝕破損。

性質

選擇合適的濾紙可透過考慮四種因素而作決定。

  1. 硬度:濾紙在過濾時會變濕,一些長時間過濾的實驗步驟應考慮使用濕水後較堅韌的濾紙。
  2. 過濾效率:濾紙上滲水小孔的疏密程度及大小,影響著它的過濾效率。高效率的濾紙過濾速度既快,而且解析度也高。
  3. 容量:過濾時積存的固體顆粒或會阻塞濾紙上的小孔,因此滲水小孔愈密集,也就表示其容量愈高,容許過濾的濾汶愈多。
  4. 適用性:有些濾紙是採用特殊的製作步驟而完成的,例如在檢驗醫藥中用於測定血液中的氮含量,必須使用無氮濾紙等。

種類

濾紙一般可分為定性及定量兩種。在分析化學的應用中,當無機化合物經過過濾分隔出沈澱物後,收集在濾紙上的殘餘物可用來計算實驗過程中的流失率。定性濾紙經過過濾後有較多的棉質纖維生成,因此只適用於作定性分析;定量濾紙,特別是無灰級的濾紙,經過特別的處理程序,能夠較有效地抵抗化學反應,因此所生成的雜質較少,可用作定量分析。

除了一般實驗室應用的濾紙外,生活上及工業上濾紙的應用也很多。咖啡濾紙就是其中一種被廣泛應用的濾紙。其他如過濾懸浮粒子的空氣濾紙,及不同工業應用上的纖維濾紙等。

空氣濾紙

空氣濾清器的引擎濾紙是空氣濾紙常見的應用,通常會做成濾筒安裝使用。空氣濾紙大多要求其構造要能支撐自己。紙的種類要多孔,單位面積重量100-200 克/每平方公尺,通常纖維特別長的紙漿經過鹼化處理後能滿足這樣的條件。紙張通常要浸漬,以改善抗濕性能。一些濾紙可經由沖洗以增加使用壽命。

燃油濾紙

燃料濾紙使用的是一種特別控制孔隙的皺紋紙,經過折疊、捲折後裝在容器裡使用。燃料濾紙的原料是硬木和軟木纖維的混合物。單位面積重量為50-80克/每平方公尺。

機油濾紙

機油濾紙用來過濾機油裡的雜質,避免雜質磨損發動機內部。通常為深層過濾。過濾潤滑油的濾紙經過處理能抵抗高溫。

茶包

茶包由蕉麻纖維製成,是馬尼拉麻的細長纖維。通常會有少部分的合成纖維作支撐。茶包非常多孔且薄,單位面積重量為12-20克/每平方厘米,並具有高的濕強度。

咖啡濾紙

咖啡濾紙是由約100克/每平方公尺的皺紋紙製成。起皺可以使咖啡在濾紙和過濾漏斗(濾杯)間順利流過。濾紙的原料(紙漿)擁有粗長的纖維,往往是從快速增長的樹木取得。咖啡濾紙視情況有各種不同的形狀和尺寸。重要的參數有強度、適用性、效率和容量。

錐形咖啡濾紙

錐形濾杯為單孔濾杯,有效利用內部肋骨的導流模式加上重力與水壓來達成一定的流速,也可使用手沖水柱翻滾或是器材攪拌的方式增加擾動的手法,輔助強化手沖的層次;然而,因不同款式濾杯與濾紙材質所搭配的流速不同,須注意水流和水量的控制,達成理想的萃取。因梯型濾杯內部紋理明顯,構造上就可直接避免濾紙與濾杯完全貼和,創造更多對流空間!然因濾杯孔洞較小,故整體流速也較慢、萃取所需時間變長,咖啡口感則較為厚實飽滿。

波浪形咖啡濾紙

外型像是杯子蛋糕,擁有如波浪般的特殊摺痕,可避免濾紙與濾杯沖煮後過於貼合,有效提供更多透氣管道,有效地讓水流順利下降,同時底部較寬廣,讓咖啡粉的沈降比較平均,維持穩定的萃取,整體的咖啡風味也會較為均勻。 市面上各式的咖啡濾紙,皆可以形狀為主要區分,配合所選用的濾杯來使用。而濾紙的顏色經過漂白與否則可作為選擇的依據,絕大多數的咖啡濾紙都以來自木材的處女紙漿製作,目的在保持咖啡的純淨度;因此,濾紙出廠的顏色偏向褐色,漂白後才以白色呈現。

漂白濾紙與未漂白濾紙

咖啡過濾紙多為木材製作,木材蒸煮後的紙漿顏色大多為褐色,要經過數段漂白工序才能變成白色。咖啡過濾紙漂白和無漂白的區別如下:

  • 漂白:指咖啡過濾紙進過漂白處理,過濾紙看起來更加潔白。
  • 無漂白:指咖啡過濾紙未經過漂白處理,過濾紙看起來接近淺褐色。[1]

濾紙扮演著過濾和控制流速的重要角色。消費者到底該買漂白的還是無漂白的呢?有兩點需要思考:

  1. 漂白濾紙到底是用甚麼東西漂白?過去許多人選擇使用無漂白濾紙的原因,是害怕漂白的製程中殘留下來的漂白水(次氯酸鈉)會隨著沖煮的過程流進咖啡中,導致慢性中毒或致癌…等,對健康造成不利的影響,但實質上,目前大品牌的濾紙,都已經不再用傳統的次氯酸鈉漂白,而是改用酸素漂白&酵素漂白兩種方式,減少健康疑慮。[2]
  2. 有無漂白濾紙的紙味問題:只要是紙漿作的濾紙,若未經漂白,必定會有或多或少的紙漿味,必須用水沖洗濾紙以去除紙味,然而有些較厚的無漂白濾紙,要用超多水量才能把紙味沖乾淨較為耗時。

影片

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參考資料