Результаты применения фильтроэлементов ЭКОСТЕК для перефильтрации вин при хранении

Главная » Публикации » Результаты применения фильтроэлементов ЭКОСТЕК для перефильтрации вин при хранении

Использование фильтр-прессов до настоящего времени является технологически и экономически оправданным на этапах, связанных со снятием большой грязевой нагрузки, когда необходима большая поверхность фильтрации, например, при снятии вина с оклейки  и т.п. Однако использование  фильтр - прессов имеет свои недостатки: при пропитке картона теряется большое количество продукта; во многих случаях картоны размокают и из-за механической непрочности используются однократно, что ведет к высокой удельной стоимости фильтрации. Особенно актуально это в случаях, когда используются дорогие марки картонов для обеспложивающей фильтрации, как в случае фильтрации виноматериалов в хранилищах.

На заводах винодельческой отрасли существует проблема, связанная с хранением виноматериалов. При длительном хранении виноматериал инфицируется различными культурами дрожжевых и бактериальных клеток, что существенно ухудшает органолептические и химические показатели вин. Особенно подвержены инфицированию красные виноматериалы.  Основной способ предотвращения порчи виноматериалов, практикуемый специалистами винодельческих производств – периодическая перефильтрация. На большинстве винодельческих заводов ее производят 1-2 раза в год. В настоящее время для этой цели используются фильтр-прессы с картоном марки КФМ или его импортными аналогами. Одна загрузка 80 листов фильтрокартона размером 60 на 60 см позволяет отфильтровать приблизительно 4 тысячи дал инфицированного красного виноматериала. При этом замена фильтрокартона связана не с исчерпанием его ресурсности, а с его механической деструкцией – размоканием. Потери виноматериалов, связанные с пропиткой картонов, также очень существенны, особенно если учитывать многократную перефильтрацию в процессе хранения.

   

Рис. 1. Фотографии на сканирующем электронном микроскопе поверхности композиционного материала на основе ультратонкого (слева) и микротонкого (справа) стекловолокна

Специалистами ООО НПП «Экспресс-Эко» разработаны новые композиционные фильтрационные материалы на основе ультра- и микротонкого стекловолокна (рис. 1), которые имеют толщину 0,5-0,7 мм и легко гофрируются.  На основе этих материалов были созданы элементы марки ЭКОСТЕК, обеспечивающие качество фильтрации аналогичное тому, какое обеспечивают наиболее применяемые на финишных стадиях фильтрации напитков типы фильтровальных картонов (рис.2).

Высокая удельная поверхность композиционного фильтрующего материала на основе ультра- и микростекловолокна делает элементы ЭКОСТЕК незаменимыми при необходимости удаления из растворов коллоидных загрязнений. Практически полностью удаляя дрожжевые и бактериальные клетки, элементы ЭКОСТЕК дают гарантию качества как предфильтры при обеспложивающей и стерилизующей фильтрации, защищая и существенно увеличивая ресурс работы стерилизующих мембран. Фильтрующие элементы ЭКОСТЕК в настоящее время успешно применяются для обеспложивающей фильтрации вин, пива, минеральных и питьевых вод пред розливом в качестве предфильтров перед мембранными элементами.

Большая площадь поверхности и высокая гидрофильность элементов позволяет использовать их при минимальных перепадах давления, в том числе в системах, работающих без дополнительных источников давления, в которых жидкость на фильтр подается самотеком.

Высокая механическая прочность и термическая стойкость позволяют проводить фильтрацию при перепадах давления до 3 атм, а также подвергать промывке и регенерации горячей водой или моющими растворами. Элементы сохраняют целостность и заявленные характеристики после 20 промывок 5 % раствором щелочи при температуре до 90°С  с продолжительностью не менее 30 минут, а также выдерживают пропарку острым паром в линии при температуре до 135ºС.

Специалистами ОАО «Московский  Межреспубликанский Винодельческий Завод» были проведены производственные испытания  фильтроэлементов патронного типа марки ЭКОСТЕК для решения описываемой задачи.

При проведении работ на ОАО «ММВЗ» решалась задача фильтрации инфицированных вин, находящихся на хранении, а также профилактической перефильтрации виноматериалов для снижения вероятности инфицирования.

Работа проводилась в два этапа:

1.  Определение микробиологической чистоты и прозрачности до и после фильтации.

2.  Определение ресурса фильтрующих элементов и возможности их последующей регенерации.

Для опытной фильтрации были предоставлены виноматериалы с различной степенью инфицированности и мутности:

1.   условно инфицированный  (отдельные клетки на несколько полей зрения)

2.   инфицированный (единичные клетки в поле зрения)

3.   инфицированный мутный виноматериал

4.    купажные виноматериалы, содержащие винное сусло, дрожжи и молочнокислые бактерии.

Для определения микробиологической чистоты и прозрачности виноматериалов фильтрация производилась на фильтрующих элементах марки ЭКОСТЕК с номинальной тонкостью фильтрации 0,5; 0,8 и 1 мкм, высотой 250 мм. Было отфильтровано 4-10 дал каждого виноматериала. Давление на входе фильтрующей установки составляло 0,4 атм. Расход составлял порядка 800 л/ч.

Все отфильтрованные материалы после фильтрации были микробиологически чистыми, однако прозрачность образцов снижалась соответственно рейтингу фильтрации:

0,5 мкм – прозрачный с блеском;

0,8 мкм – прозрачный;

1,0 мкм – опал.

Для проведения ресурсных испытаний был выбран фильтрующий элемент, показавший наиболее предпочтительный результат, т.е. ЭКОСТЕК с рейтингом 0,5 мкм – микробиологическая чистота и прозрачность при использовании которого позволяла подачу виноматериала на розлив. Стоит отметить, что при профилактической перефильтрации вин, находящихся на хранении, скорее всего, стоит решать задачу исключительно микробиологической  стабильности, т.к. при многократной фильтрации замутненных вин до прозрачности может произойти снижение органолептических показателей виноматериала. В силу этого возможно использование фильтрующих элементов всех указанных выше рейтингов фильтрации в зависимости от поставленной задачи.

Для фильтрации был взят инфицированный и мутный виноматериал Каберне-Совиньон с концентрацией пленчатых дрожжей 6*10⁴ кл/см³. Ввиду больших объемов виноматериала использовался фильтрующий элемент высотой 750 мм, расход через который устанавливался в интервале 1500 – 1800 л/час. После фильтрации 230 дал перепад давления на фильтрующем увеличился на 0,2 атм.  Отмывка холодной водопроводной водой с расходом 2,5 м³/ч восстановила производительность фильтрующего элемента, после чего было отфильтровано еще 110 дал виноматериала без существенного увеличения перепада давления. Были профильтрованы 2 вида красных вин и красный виноматериал.  Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты испытаний элементов ЭКОСТЕК с рейтингом 0,5 мкм высотой 250 мм.

 Фильтрационная система с 8 элементами высотой 750 мм позволяет проводить фильтрацию с производительностью 1200 дал/час. Однократный ресурс работы фильтроэлементов ЭКОСТЕК при фильтрации Каберне-Совиньон, инфицированного пленчатыми дрожжами, составил 8 тысяч дал в расчете на систему из 8 элементов высотой 750 мм (30 дюймов). Проведенная СIP-мойка практически полностью восстановила ресурс элементов, и последующая фильтрация позволила отфильтровать такое же количество виноматериала без ухудшения качества.

Способность фильтроэлементов ЭКОСТЕК выдерживать многократную СIP-мойку позволяет оценить общий ресурс фильтрационной системы до замены комплекта фильтров ориентировочно в 100 тысяч дал. На такое количество виноматериала завод тратит около 1 тонны фильтровального картона марки КФМ, стоимость которого на сегодняшний день составляет не менее 70 тысяч рублей. Стоимость комплекта фильтроэлементов в 2,5-3 раза меньше. При этом не учитывается существенное снижение трудозатрат, а также уменьшение потерь на пропитку картона.

Стоит отметить, что при профилактической перефильтрации вин, находящихся на хранении, скорее всего, стоит решать задачу исключительно микробиологической  стабильности, т.к. при многократной фильтрации замутненных вин до прозрачности может произойти снижение органолептических показателей виноматериала. В силу этого возможно использование фильтрующих элементов всех указанных выше рейтингов фильтрации в зависимости от поставленной задачи.

Таким образом, спектр фильтрационных задач, в решении которых используются элементы марки ЭКОСТЕК, пополнился новой задачей – профилактической перефильтрацией виноматериалов в хранилищах. 

 

 

И.С.Куликова, ведущий инженер отдела химического и микробиологического контроля ОАО ММВЗ,

А.Ю.Котова, к.б.н., нач. отдела маркетинга ООО НПП “Экспресс-Эко”,

А.А. Панкратов, зам. нач. отдела маркетинга ООО НПП “Экспресс-Эко”,

П.Г. Царин, инженер-технолог ООО НПП “Экспресс-Эко”.