Новые схемы фильтрации вин
  • 683
  • 24.07.2017
  • 07:42

Новые схемы фильтрации вин

«Ликероводочное производство и виноделие», октябрь 2007 года

ООО НПП «Экспресс-Эко» является одним из лидеров по производству изделий и оказанию услуг в области промышленной микрофильтрации для предприятий ликероводочной и винодельческой промышленности. Сегодня более 150 ликероводочных и более 80 винодельческих заводов России и стран СНГ используют наши изделия для фильтрации водок, ликероводочных изделий, коньяков, вина и слабоалкогольной продукции.

В последнее время особую актуальность приобрело обеспечение микробиологической стабильности вина при розливе «холодным» способом, поскольку многие винодельческие предприятия начали выпуск продукции, разливаемой в «bag-in-box». ООО НПП «Экспресс-Эко» в соответствии с требованиями рынка разработало собственную технологию фильтрации таких вин, дающую высокую гарантию качества при минимальных эксплуатационных затратах.Визитной карточкой нашего предприятия являются глубинные фильтрующие элементы марки ЭКОПЛАСТ-F из фторопласта-4 и ЭКОПЛАСТ-PЕ из полиэтилена, которые, обладая высочайшей термохимической стойкостью, уже много лет эксплуатируются на десятках заводов винодельческой и ликероводочной отраслей. Эти фильтрующие элементы обеспечивают отличное качество напитков при использовании их для полирующей фильтрации водок, «горячем» розливе сухих, полусухих и полусладких вин, при контрольной фильтрации крепленых, десертных и ликерных вин, фильтрации коньяков и т.д.

ООО «Экспресс-Эко» имеет мощную производственную базу, что позволяет нам решать очень широкий спектр задач и оперативно реагировать на потребности рынка. Отличительной особенностью нашего предприятия является сильный коллектив научно-технологического отдела, в котором собраны специалисты, способные создавать уникальные фильтрующие материалы, не имеющие аналогов не только в России, но и за рубежом. Благодаря работе ученых нашего предприятия мы практически каждый год выпускаем новые изделия, которые позволяют нам успешно конкурировать с мировыми лидерами в производстве фильтрационной продукции.

Так, в течение только последних трех лет на нашем предприятии налажен выпуск гофрированных элементов марки ЭКОПОР на основе химических мембран из полиамида и фторопласта-42, а также на основе уникальных материалов собственного производства: мембраны из фторопласта-4 и композиционных материалов на основе стекловолокна с добавлением целлюлозы (рис.2).

Работа научно-технологического отдела ООО «Экспресс-Эко» совместно с ВНИИЦБП (г. Волжск) по созданию тонких, способных гофрироваться, но механически прочных фильтровальных материалов на основе стекловолокна и целлюлозы длилась более 2 лет. В результате были получены фильтровальные материалы, обладающие хорошими сорбционными свойствами и имеющие большой ресурс работы за счет способности выдерживать многократные химические регенерации и промывки горячей водой. Элементы сохраняют целостность и заявленные характеристики после 50 и более промывок 5 %-ным раствором NaOH при температуре до 90°С продолжительностью не менее 30 минут.

Невысокая стоимость элементов и хорошие эксплуатационные качества делают их весьма конкурентоспособными предфильтрами, использование которых в технологических схемах фильтрации представляется оптимальным по соотношению цена/качество.

Параллельно велась работа над мембраной из фторопласта-4, в результате чего был получен уникальный материал, сочетающий в себе положительные качества как мембранных, так и глубинных элементов. В элементах ЭКОПЛЕН-F на основе низкоселективной мембраны из фторопласта-4 большая площадь фильтрации, высокая эффективность и гарантированное качество фильтрации в течение всего периода эксплуатации сочетаются с высокой прочностью и способностью к регенерации. Эксплуатационные качества новых фильтрующих элементов обеспечивают продолжительный ресурс работы при обеспечении высокой производительности. Элементы имеют рабочую температуру до 130°С, выдерживают стерилизацию острым паром в линии при температуре до 134°С без ограничений числа циклов стерилизации.

Считаем необходимым в очередной раз подчеркнуть, что гидрофобность фторопласта-4 не является препятствием при использовании элементов для фильтрации жидкостей, в том числе воды и водных растворов. Во-первых, при создании давления в фильтродержателе более 1 атм при закрытом выходном кране и полном удалении воздуха из объема фильтродержателя, все поры фильтроэлемента заполняются жидкостью, и его начальное сопротивление не превышает 0.1 атм.

Во-вторых, повышение температуры фильтруемой среды, а также даже незначительное содержание лиофилизирующих агентов (спиртов и т.п.) уменьшает гидростатическое сопротивление фильтрующего элемента в несколько раз.

Гидравлическая характеристика    Красная кривая – без гидрофилизации при t=20°С
Линия зеленого цвета – без гидрофилизации при t=80°С
Линия синего цвета – после гидрофилизации в изопропаноле.
Рис.4 - Гидравлическая характеристика элемента ЭФП-Ф4Г-1-250

Таким образом, в спиртосодержащих жидкостях, какими являются вино, водка, цветные ликероводочные изделия, фторопласт ведет себя как гидрофильный материал. В то же время высокая химическая и термическая стойкость фильтрующих элементов и обусловленная этими свойствами инертность и нейтральность элементов в водноспиртовых смесях и растворах слабых органических кислот (что, с химической точки зрения, и представляют собой вина и ликероводочные изделия) являются неоспоримыми преимуществами данных элементов.

Все вышеперечисленные фильтрующие материалы изготавливаются в виде полотна (рулона) с последующей сборкой в фильтроэлемент на линии гофрирования элементов. В линию включена система инструментального метода выходного контроля готового фильтроэлемента, основанного на методе «bubble point» - измерение давления появления первого пузырька с помощью прибора «Sartochek-3». Выходному контролю подвергаются 100 % выпускаемых фильтроэлементов.

Новые разработки и серийное производство гофрированных фильтроэлементов позволили более гибко подходить к выбору систем фильтрации, а проведенные испытания показали перспективность применения новых типов фильтроэлементов в ликероводочной отрасли и в виноделии. На сегодняшний день мы предлагаем потребителям несколько схем фильтрации вин, предусматривающих использование новых фильтрующих элементов производства «Экспресс-Эко».

1. Для контрольной полирующей фильтрации крепленых, десертных и ликерных вин мы рекомендуем использовать двухступенчатую систему фильтрации. На первой ступени используются фильтроэлементы марки ЭКОСТЕК на основе стекловолокна и целлюлозы с рейтингом фильтрации 1 мкм, на второй ступени – глубинные элементы из полиэтилена марки ЭКОПЛАСТ-PE. Возможность проведения многократных промывок и регенераций позволяют добиться высокого ресурса работы фильтроэлементов обеих ступеней. При этом основная грязевая нагрузка ложится на элементы ЭКОСТЕК, стоимость которых в 2-2.5 раза ниже стоимости элементов из полиэтилена. Ресурс работы системы, безусловно, очень зависит от качества фильтруемого вина и может в среднем составлять до 80 тысяч дал на комплект из 5 элементов высотой 500 мм. При этом для элементов первой ступени ресурс может колебаться в диапазоне от 30 до 150 тысяч дал, а для элементов второй ступени – от 80 до 300 и более тысяч дал. Даже при самом низком ресурсе работы фильтроэлементов первой ступени, стоимость фильтрации в расчете на 1 литр вина не превышает 3 копеек, а в большинстве случаев она составляет менее одной копейки на литр.

Эта схема применяется для фильтрации не только виноградных, но и плодово-ягодных вин, а также цветных ликероводочных изделий. Естественно, что ресурс работы фильтроэлементов при фильтрации столь сложнофильтруемых напитков может быть ниже и зависит, прежде всего, от качества сырья.

2. Для фильтрации сухих, полусухих и полусладких вин, разливаемых «горячим» способом, оптимальной является схема с элементами ЭКОСТЕК с рейтингом фильтрации 0.8 или 1 мкм и элементами ЭКОПЛЕН-F или ЭКОПОР-F с мембраной из фторопласта на второй ступени. Размер пор мембранных элементов может быть от 0.65 до 1 мкм в зависимости от цвета вина. Для фильтрации белых вин желательно использовать фильтроэлементы ЭКОПОР-F на основе высокоселективной мембраны из гидрофильного фторопласта-42 с рейтингом 0.65 мкм. Для фильтрации розовых и красных вин достаточным является применение элементов ЭКОПЛЕН-F на основе низкоселективной фторопластовой мембраны с рейтингом 0,8 или 1 мкм.

Средний ресурс работы двухступенчатой системы фильтрации составляет от 80 до 100 тысяч дал.

3. Для обеспложивающей фильтрации вин при холодном розливе наилучший результат был получен на элементах марки ЭКОСТЕК с рейтингом фильтрации 0.5 мкм и мембранных элементах марки ЭКОПОР-F с размером пор 0.45 мкм. Лабораторные микробиологические исследования показали отсутствие дрожжевых клеток и бактерий уже после элементов ЭКОСТЕК с рейтингом 0.5 мкм. Гарантию качества фильтрации дает мембрана с размером пор 0,45 мкм, обладающая очень высокой эффективностью фильтрации – 99.996%. Эта схема рекомендуется как для белых, так и для красных вин. Первые порции вина желательно фильтровать в режиме рецикла. При фильтрации красных вин насыщение мембранных элементов происходит очень быстро, буквально через несколько минут после начала фильтрации, после чего изменения цветности вина не происходит. В то же время использование элементов с размером пор 0,45 мкм является гарантией стерильности вина и его розливостойкости.

Ресурс работы обеспложивающих мембранных элементов при фильтрации вина, предварительно осветленного на картонных элементах с рейтингом фильтрации 0.8 мкм и особенно 0.5 мкм, очень высок и позволяет снизить затраты на дорогостоящие мембранные элементы. Для фильтрации вин ООО «Экспресс-Эко» производит одно-, двух- или трехкаскадные установки из нержавеющей стали с ручным и автоматическим управлением производительностью до 25 м³/час (рис. 2)

В данной статье перечислены только некоторые из фильтрационных задач, для решения которых ООО «Экспресс-Эко» предлагает оборудование, хорошо зарекомендовавшее себя в ходе эксплуатации в производственных условиях. Специалисты нашего предприятия постоянно работают над усовершенствованием фильтрационных материалов и корпусного оборудования, что позволяет расширять спектр решаемых задач и существенно пополнять ассортимент выпускаемой микрофильтрационной продукции.

Е.Ю. Астахов, к.х.н., зам. директора по научной работе,
А.Ю.Котова, к.б.н., нач. отдела маркетинга.