В процессе производства вин практически на каждой технологической стадии, начиная от обработки виноградного сусла до розлива готовой продукции в бутылки, многократно применяется процесс фильтрации. После прессования виноградной мезги и получения сусла его нужно осветлить, т.е. отделить механические взвеси. После брожения необходимо отфильтровать полученный виноматериал от дрожжевого осадка. Полученный виноматериал обрабатывают различными веществами, например, бентонитом, с целью его осветления и придания необходимых качеств. После этого процесса необходимо проводить фильтрацию. Вино охлаждают, чтобы придать ему стойкость к кристаллическим помутнениям. При этом происходит выпадение винного камня, который тоже надо отделить. В процессе приготовления купажей, во время перевозки или хранения в вине могут появляться различные помутнения. И каждый раз необходимо проводить фильтрацию. Перед розливом вина в тару делают контрольную фильтрацию. А если используется стерильный, холодный розлив, то необходимо фильтровать вино не только от механических примесей, но и от бактерий.
С уверенностью можно сказать, что фильтрационные процессы являются основными при производстве вин, и стоимость фильтрации оказывает значительное влияние на себестоимость продукта. Поэтому ученые во всем мире и фирмы-производители оборудования для виноделия ищут способы удешевления таких операций.
На отечественных предприятиях до сих пор в основном применяются традиционные пластинчатые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используется специальный картон. Многие виноделы даже не знают о других устройствах. Однако в развитых странах широко применяются разнообразные фильтрационные системы - кизельгуровые, вакуумные, мембранные, тангенциальные и др. Каждая из них разработана для использования на определенной стадии производства вина и позволяет снизить стоимость фильтрации, выполнять ее с лучшим качеством и наименьшими потерями.
В этой статье мы рассмотрим несколько типов фильтров, выпускаемых итальянской фирмой «Padovan» и поставляемых на отечественный рынок московской компанией "Милеста".
Намывные диатомитовые фильтры типа «ГРИНФИЛЬТР» (GREENFILTER)
Наиболее распространенными являются кизельгуровые, или диатомитовые фильтры с горизонтальными пластинами. Применение таких фильтров практически стало нормой и стандартом в виноделии. В этих фильтрах в качестве фильтрующего слоя используется диатомит- кизельгур, представляющий собой тонкий порошок известнякового происхождения. В зависимости от применяемой марки кизельгура можно обеспечить требуемую степень фильтрации - от грубой до полирующей. Применение диатомитовых фильтров позволяет значительно снизить расходы на фильтрацию по сравнению с пластинчатыми фильтрами и практически полностью избежать потерь продукта.
Фильтры используются для фильтрации тихих вин, сусла, сиропов и вин с содержанием СО2. Последние изготавливаются в изобарическом исполнении.
Конструкция фильтра представляет собой емкость с коническим днищем, в которой горизонтально расположены фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы сделаны в виде перфорированных круглых дисков из нержавеющей стали. На верхнюю часть диска приварена нержавеющая сетка с размером отверстий 65 мкм. На эту сетку производится намыв слоя кизельгура, через который идет фильтрация. На одной раме с фильтром установлены емкость для разведения кизельгуровой суспензии с мешалкой, дозирующий насос, подающий насос, трубопроводы, маленький фильтр для дофильтровывания остатков.
Принцип работы фильтра типа «Гринфильтр» (Greenfliter) заключается в следующем. Фильтр наполняют водой или чистым продуктом, текущим по замкнутому трубопроводу. В специальной емкости с мешалкой приготавливают суспензию кизельгурового порошка. Эту суспензию с помощью дозирующего насоса вводят в поток жидкости. Кизельгур удерживается на поверхности сетки фильтрующих пластин, образуя равномерный слой. После намыва необходимого слоя осуществляют основной процесс фильтрования. В фильтруемую жидкость дозирующим насосом постоянно добавляют кизельгуровую суспензию и подают на фильтр. Отделяемые твердые частицы вместе с частицами кизельгура задерживаются фильтрующими элементами, образуя равномерный пористый осадок. Слой осадка постепенно растет. Когда слой нарастает до предельной величины, процесс фильтрации прекращается. Отработанный кизельгур смывают водой и намывают новый, после чего фильтр снова готов к работе.
В конструкции есть еще один небольшой фильтр для дофильтровывания остатков с целью избежать потери. Применение кизельгуровой фильтрации позволяет значительно снизить расходы на эту операцию. Например, ориентировочный расход кизельгура составляет около 7 кг на 1000 дал фильтруемого виноматериала. Стоимость кизельгура составляет около 1 доллара (30 руб.) за кг. Зарядка фильтра с рабочей площадью 6 кв. м составляет около 20 кг. Производительность такого фильтра составляет 600-800 дал/час. Стоимость такой установки около 17 000 долларов США. Простой расчет показывает, что отказ от применения фильтр-картона и переход на кизельгуровый фильтр позволяет уменьшить стоимость фильтрации в 2 и более раза и окупить стоимость фильтра за полгода. Дополнительный плюс таких фильтров - почти полное отсутствие потерь, т.к. в процессе фильтрации не происходит впитывания и протекания виноматериала.
Кизельгуровые фильтры марки «Гринфильтр» установлены и с успехом эксплуатируются на таких известных предприятиях, как "Фанагория", «Массандра», "Национальный винный терминал», Детчинский завод шампанских вин, заводы «Рубин», «Коктебель», «Солнечная Долина», Тульский винодельческий завод и многих других.
Гамма кизельгуровых фильтров марки «Гринфильтр» весьма широка. От самого маленького площадью 2 кв. м до фильтров с рабочей площадью 30 кв. м и соответственно от производительности 200-300 дал/час до 3000-5000 дал/час. Наиболее распространенными моделями являются «GREEN-FILTER G5, G6, G9» площадью 5 кв. м, бкв. м, 9 кв. м.; производительность таких фильтров 500-600 дал/час, 600-800 дал/час, 900-1200 дал/час соответственно.
Вакуумные диатомитовые фильтры «ТАИЛОЛЮКС» (TAYLOLUX)
В процессе виноделия происходит накопление значительного количества различных густых осадков - сусловых, дрожжевых, клеевых. На отечественных заводах их чаще всего отжимают на сахарных пресс-фильтрах. Это очень длительный и неэффективный процесс. Специально для фильтрации таких осадков фирмой «Padovan» разработаны и выпускаются вакуумные диатомитовые фильтры барабанного типа.
В этих фильтрах в качестве фильтрующего слоя используется диатомит - перлит. Применение таких фильтров позволяет быстро перерабатывать различные осадки, не допуская их накапливания. Практически это может происходить в потоке.
Конструкция фильтра «Тайлолюкс» представляет собой барабан из нержавеющей стали, внешняя обечайка которого покрыта нержавеющей сеткой. Барабан погружен в ванну из нержавеющей стали, в которую с помощью винтового насоса подаются осадки. На поверхность сетки предварительно производится намыв слоя перлита толщиной 8-10 см. Процесс намывания слоя перлита аналогичен этой функции в кизельгуровом фильтре. В конструкции вакуумного фильтра предусмотрена специальная емкость для разведения перлитовой суспензии с мешалкой и дозирующим насосом. Внутри барабана с помощью вакуумного насоса создается разряжение, и жидкость высасывается из густых осадков. Твердые частицы налипают на барабан и срезаются специальным ножом вместе с тонким слоем перлита. Практически сухие осадки с ножа падают на ленточный конвейер и перемещаются в бункер для утилизации. Нож медленно двигается по направлению к барабану. Полностью весь слой перлита срезается за 10 часов. После этого фильтр моют и готовят к новому циклу работы.
Применение фильтров «Тайлолюкс» позволяет экономить средства.
Существует большая гамма моделей, начиная с площади фильтрующей поверхности 3 кв. м до 70 кв. м. Производительность колеблется от 25 дал/час до 800 дал/час, густых осадков. Наиболее популярными являются модели «TAYLOLUX 3, 6, 10». Их площади фильтрации и производительность соответственно: 3 кв. м - 25 дал/час, б кв. м - 60 дал/час, 10м2 - 100 дал/час. Стоимость таких фильтров составляет 16 000 - 30 000 долларов.
Мембранные тангенциальные фильтры типа «ННТОР» (NITOR).
Одним из последних достижений в технике фильтрации являются мемб-ранные тангенциальные фильтры. Другое название «кросс-флоу». Фильтрование осуществляется тангенциальным потоком через полипропиленовые мембраны с размером пор 0,2 мкм. Эти системы позволяют фильтровать жидкости с большим содержанием взвесей сразу до стерильного уровня, причем, без применения расходных фильтрующих материалов. Это стало возможным после разработки новой конструкции и специальных материалов, применяющихся для изготовления мембран.
Фильтрующие элементы (мембраны) представляют собой множество тонких полипропиленовых пористых трубочек диаметром около 2 мм, помещенных в трубчатый корпус фильтра диаметром около 150 мм. Фильтруемая жидкость из накопительной емкости с помощью насоса подается в корпус фильтра и с большой скоростью двигается вдоль мембран, Часть жидкости просачивается сквозь поры внутрь мембран. Чистая отфильтрованная жидкость собирается изо всех мембран и откачивается насосом. Вследствие того, что нет большого перепада давления между внешней и внутренней стороной мембран, не происходит их засорения. Насос, откачивающий отфильтрованную жидкость, периодически переключается на несколько секунд в реверсивное направление, создавая гидроудар в мембране. За счет этого твердые частички, осевшие на поверхности мембраны, слетают с нее и увлекаются потоком загрязненной жидкости. Таким образом мембраны самоочищаются. Концентрация взвесей в жидкости, двигающейся по замкнутому контуру, постепенно увеличивается. Когда она достигает определенного предела, ее отправляют на фильтрацию обычным способом, например, на вакуумный фильтр.
В конструкции фильтра обычно установлено несколько корпусов с мембранами. В зависимости от их количества меняется производительность фильтра. Обычно срок службы таких мембран составляет 6-7 лет, после чего их необходимо поменять.
Фирма «Padovan» производит фильтры марки «Нитор» разной производительности - от 300 дал/час и выше. Эти фильтры представляют собой полностью автоматические устройства, управляемые микропроцессором. Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с другими системами (кизельгуровые, пластинчатые, мембранные фильтры), фильтры марки «Нитор» находят все большее распространение, т.к. себестоимость процесса фильтрации на них значительно ниже. Стоимость таких установок начинается от 40-50 тыс. долларов.
Пластинчатые фильтры типа «МАСТЕР ИНОКС» (MASTER IN0X).
Фильтры марки «Мастер Инокс» - традиционные пластинчатые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используется фильтр-картон. Обычно применяются фильтры с размерами пластин 40x40 см, 60x60 см и реже 100x100 см. Количество пластин колеблется от 21 до 251 в зависимости от необходимой производительности фильтрации. В последнее время такие фильтры используются только для контрольной фильтрации вин перед розливом.
Пластины изготавливаются из специального долговечного пластика «Нурил» либо из нержавеющей стали, если необходима обработка паром.
В качестве дополнительной опции возможна установка разделительной пластины для одновременной фильтрации жидкости на двух разных фильтр-картонах или фильтрации одновременно двух разных вин на одном фильтре.
