sábado, 14 de enero de 2012

Filtro de Aluvionado para el Vino



FILTRO DE ALUVIONADO PARA EL VINO

Fuente: Tratado de Enología (Escrito por Jose Hidalgo Togores)
 

En estos filtros, el filtrador fabrica para cada operación el medio filtrante a partir de los materiales suministrados. El mosto o el vino se mezclan en continuo con tierra de infusorios o con perlita que se retienen sobre un tamiz (de acero inoxidable o de tela), el soporte, fijando las partículas del vino. En la práctica, la filtración se compone de dos fases: la formación del pre-lecho para sustituir el efecto tamizante del soporte y la filtración propiamente dicha. El caudal es teóricamente constante y la filtración sólo se detiene cuando el filtro se obtura o por una colmatación accidental.

La elección del filtro pasa por una definición previa precisa de necesidades: el tipo de producto a filtrar, volumen y caudal necesarios. Los buenos resultados dependen en gran medida de la calidad del filtrador que debe aplicar diversas reglas empíricas a adaptar a cada lote a filtrar.

- Preparar cuidadosamente el pre-lecho con una tierra ligeramente más permeable que el lecho filtrante y un vino o agua limpia, de caudal lo suficientemente  elevado. Se necesitan de 1 a 2 kg de tierra/m2 de pre-lecho. Puede ser útil elaborar dos pre-lechos.

- Aluvionar el lecho con regularidad, sin variaciones de presión, con un vino no demasiado cargado, reciclar el vino filtrado si es necesario, ajustando la cantidad y la calidad de la tierra a la evolución de la filtración. Si es necesario, filtrar en dos veces, para una eliminación de gruesos seguida de un acabado: se obtienen mejores resultados técnicos y económicos.

- Vigilar regularmente el funcionamiento del filtro: limpieza a la salida, subir de presión, bajar el caudal para intervenir lo más preventivamente posible.

- Recuperar el vino que queda en el filtro después de parar.

- Sacar la tierra de filtración cargada de partículas recuperándola para evitar la colmatación de las canalizaciones y la contaminación de los efluentes.

- Limpiar y desinfectar rigurosamente todo el aparataje y sus bombas, válvulas y accesorios.


PARTES DEL FILTRO DE ALUVIONADO Y SU FUNCIONAMIENTO

Estos filtros están generalmente instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su transporte.

- El filtro propiamente dicho, esta compuesto por una carcasa hermética, donde en su interior se coloca una superficie de filtración de mayor o menor extensión, sobre la cual se depositan las tierras de filtración. Los soportes de filtración pueden ser de diferentes tipos:

- Tejido de algodón, nylon, poliéster, cloruro de polivinilo, polietileno, fibra de vidrio, cloruro de polivinilideno (saram), politetrafluoroetileno (teflón) etc. en forma de sarga de 400 a 600 gramos / m2.

- Tejido de hilos de acero inoxidable o “reps” construidos en forma de reps unido o de reps armado, con hilo de 0,01” a 0,07” y tejidos en 60 x 60 a 80 x 80 hilos / cm.

- Soportes de cartón poroso, o mejor de porcelana o cerámica porosa.

- Soportes de arandelas acanaladas apiladas, formado una “bujía” hueca en forma de tubo poroso, o de bobinado de hilo de acero inoxidable sobre un eje.

Los soportes de filtración por tierras deben cumplir los siguientes requisitos: buena estabilidad dimensional, resistencia a la deformación durante la filtración, y porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 μm. Las bujías de arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados requisitos, aunque también se utilizan en la actualidad los tejidos de acero inoxidable, estando conformados mediante “platos” de doble cara separados entre 2 a 3 cm, donde en su parte exterior se deposita la tierra, y el líquido a filtrar penetra desde fuera y hacia el interior.

Las bujías siempre se colocan en el interior de las carcasas en posición vertical, mientras que los platos se pueden situar en posición vertical u horizontal, consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes:

Platos verticales:
- Ventajas: Filtro de técnica fiable; Filtración por las dos caras; Platos filtrantes desmontables; Fácil limpieza con agua; Excelente precio; Carcasa de diámetro reducido.
- Inconvenientes: Difícil estabilidad de la torta;  Difícil extracción en seco de la torta; Importantes pérdidas de vino; Imposibilidad de aumentar la superficie filtrante; Elevado consumo de agua de limpieza; Ciclo de filtración corto.

Platos horizontales:
- Ventajas: Buena estabilidad de la torta; Posibilidad de parar durante la filtración; Elevado ciclo de filtración; Posible aumento de la superficie de filtración; Extracción en seco de la torta; Pequeñas pérdidas de vino; Pequeño consumo de agua; Ciclo de filtración elevado.
- Inconvenientes: Filtración por un lado de los platos; Carcasa de gran diámetro y altura; Platos filtrantes poco rígidos; Dificultad para su desmontado; Precio elevado.

Bujías verticales:
- Ventajas: Elevada superficie filtrante; Rigidez de la superficie de filtración; Extracción en seco de la torta; Aumento de la superficie durante la filtración.
- Inconvenientes: Difícil estabilidad de la torta; Ciclo de filtración medio; Consumo de agua elevado; Mantenimiento delicado; Importantes pérdidas de vino.

El aforo o velocidad de filtración o cantidad de líquido que puede pasar a través de una superficie filtrante en un momento dado, depende de la superficie de filtración utilizada, oscilando según el grado de turbidez y del tipo de tierras utilizado, desde los 3 a 5 hectolitros / m2 y hora para los líquidos más cargados y de 15 a 25 hectolitros / m2 y hora para los más limpios, con un aforo medio de 10 hl / m2 y hora, que equivale a 1,5 cm3 por cm2 y por minuto. Disponiéndose filtros de aluvionado para uso enológico, con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los más pequeños, hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamaño.

El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtración, oscilando alrededor de los 150 a 250 litros por m2, debiendo de dejar un espacio suficiente entre platos o bujías, para contener las tierras y los turbios retenidos durante la filtración. La extracción de la torta de filtración puede hacerse por medios manuales en los filtros de pequeño tamaño, o bien de manera automática en los de mayor volumen, utilizándose en este caso una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo, solución de elevado poder contaminante; o mejor mediante una extracción en seco por medio de la vibración de los soportes de filtración o con un gas también a contraflujo. El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la carcasa de filtración, puede realizarse instalando junto a la carcasa principal, otra pequeña carcasa de filtración conocida como “filtro de residuos”, por donde se hace pasar el líquido una vez terminado el ciclo de filtración.

- Bomba principal de circulación de líquido, de caudal acorde con la superficie de filtración entre 5 a 20 hl / m2, y capaz de suministrar una presión suficiente, comenzando con una presión diferencial entre la entrada del líquido sucio y la salida del líquido limpio de 0,1 bar y aumentando de 0,5 a 1,0 bar por cada hora de filtración, pudiendo alcanzar al final de la filtración una presión de hasta 6 a 8 bares. Estas bombas deben suministrar un caudal y una presión constante, utilizándose las de tipo centrífugo de baja velocidad (1.800 r.p.m.), para que no degraden o rompan la estructura de la tierra en suspensión cuando se establece el circuito de precapa, debiendo estar especialmente construidas para resistir el efecto abrasivo de las tierras fósiles y sobre todo de las perlitas.

- Tanque de mezcla de tierras, provisto de un agitador para evitar la sedimentación de las mismas, y de capacidad suficiente para contener  la totalidad de las tierras de un ciclo de filtración, del orden de 50 a 100 litros por m2 de superficie de filtración.

- Bomba dosificadora de caudal regulable, para impulsar la suspensión de tierras desde el tanque de mezcla, hasta la tubería de filtración en el tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtración. Para evitar la abrasión de las tierras, se utilizan bombas aspirantes-impelentes de membrana, de caudal regulable según la carrera de desplazamiento de la membrana, con caudales regulables entre 2 a 20 litros / hora y m2 de superficie filtrante, y a una presión de inyección superior a los 8 bares, que permita superan la presión del líquido en filtración. Generalmente en el lugar de la inyección se coloca una mirilla transparente, estando debidamente iluminada, para observar desde el exterior la dosificación de la tierras durante el aluvionado. Dos manómetros colocados a la entrada y salida del filtro, permiten conocer la evolución del diferencial de la presión durante el ciclo de la filtración.


El funcionamiento de los filtros de aluvionado comprende una primera etapa o de formación de precapa, donde se depositan en circuito cerrado unas tierras limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante, estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro, utilizando para ello unas tierras con una permebilidad superior a un darcie, y agua o vino limpios como líquidos de suspensión. En ocasiones se depositan dos precapas, la primera para el cierre de los poros de la superficie de filtración, y la segunda del mismo tipo que la utilizada posteriormente en el aluvionado. Cada precapa de unos 1,5 cm de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie filtrante, en circuito cerrado a una presión no superior a los 0,1 a 0,2 bares y a un caudal de unos 15 a 20 hl / m2 y hora, superior en 1,5 a 2,0 veces la velocidad de filtración. La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depósito de mezcla se hace a razón de 1 kg de tierras por 5 litros de líquido.

Una vez establecida la precapa, se puede filtrar de dos modos: la primera a “ciclo corto” donde el líquido turbio pasa directamente sobre la precapa de tierras limpias, reteniendo ésta los turbios por la mera acción del tamizado, colmatándose el filtro con bastante rapidez; o mejor hacerlo en “ciclo largo o de aluvionado”, donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de tierras, permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los mecanismos de filtración de tamizado y de profundidad, permitiendo alargar notablemente el ciclo de filtración, hasta 5 a 10 horas, y por lo tanto también la cantidad de vino filtrado por ciclo.

La segunda etapa o de filtración por aluvionado consiste en hacer pasar el vino turbio a través de la precapa anteriormente formada, con un caudal entre 5 a 20 hl / m2 y hora, recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado, que impide la colmatación del filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una mezcla de turbios con tierras de filtración, permitiendo el paso vino de manera continua. Las dosis de tierras varían en función del tipo de filtración a realizar y por lo tanto también del tipo de tierras seleccionado, utilizando desde tierras gruesas para el desbaste de los vinos, hasta tierras finas para su abrillantado.

Dosis de tierras                       Caudal de filtración

            Filtración            gramos / hl      gramos / m2 . hora            litros / m2 . hora

            ---------------         ----------------        ------------------------           --------------------------

          

            Desbaste            150 a 200          1.500 a 2.000                       600 a 800

            Media                 100 a 150           1.000 a 1.500                   800 a 1.200

            Fina                       50 a 80                 500 a 800                  1.200 a 2.000

Para calcular una dosis más exacta de tierras es conveniente realizar previamente un ensayo de laboratorio, con objeto de seleccionar el tipo de tierra más adecuada para cada vino. La duración del ciclo de filtración es muy variable, oscilando desde las 5 hasta las 10 horas, incrementándose progresivamente la presión a razón de 0,5 a 1,0 bar por hora, debido a la dificultad de atravesar la capa de tierras y turbios cada vez más gruesa, terminando el ciclo de filtración cuando se alcanza una presión máxima situada en el entorno de los 8 bares, o bien se produce la colmatación de la carcasa de filtración. Al comienzo de la filtración es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince minutos, con objeto de evitar una posible colmatación de la precapa, bajando progresivamente la dosis de tierras, hasta lograr un incremento lineal del diferencial de presión y como máximo a razón de 1 bar por hora. Un pequeño incremento de la presión supone un excesivo consumo de tierras, acompañado de un menor volumen de vino a filtrar, por llenarse rápidamente la carcasa de filtración;  mientras que un elevado incremento de la presión, representa un bajo consumo de tierras y también un menor volumen de vino a filtrar, por llegar rápidamente a la máxima presión de trabajo.

Todas las materias filtrantes son compresibles, pudiendo producirse por lo tanto un agrietamiento de la torta de filtración a medida que se incrementa la presión de filtración, pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 % entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas, y de un 20 a 25 % entre 1 y 4 bares para las diatomeas activadas; siendo por lo tanto un momento delicado de la filtración, cuando el diferencial de presión se sitúa entre los 1,5 a 2,5 bares. Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtración por tierras pueden ser el conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante, cuestión que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha superficie, o evitando la formación de turbideces dentro la carcasa de filtración, y por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales, donde las tierras se depositan mejor que en los verticales, evitando de este modo los fenómenos de su posible desmoronamiento, así como también impedir su estratificación en vertical  según partículas de diferentes tamaños.

En los filtros de bujías se produce un incremento de la superficie de filtración, debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro, debiendo entonces tenerse en cuenta este fenómeno en el momento de definir la superficie de filtración. Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como:

Bujías desnudas
Bujías desnudas + precapa
Bujías desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujías desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado

Así una bujía desnuda puede presentar una superficie de filtración del orden de 0,136 m2, mientras que si se mide el mismo elemento con precapa y un 25 % de aluvionado, la superficie se eleva a 0,204 m2, lo que representa un incremento del 50 %.

La limpieza de los filtros debe ser realizada al menos una o dos veces al año, realizando un tratamiento químico, que desincruste los tartratos y la suciedad depositada en el circuito de filtración y especialmente en las superficies de filtración. Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado utilizando una solución de agua y sosa al 2 a 3 por 100, y mejor a una temperatura de 40º a 50º C; seguida de un enjuague con agua y una segunda limpieza ácida empleando una solución de agua y un ácido al 1 a 2 por 100 a una temperatura de 60º a 70º C, para terminar con un enjuague abundante con agua limpia.

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