Фильтрация и центрифугирование вин

Явление фильтрации, т. е. прохождение жидкости по капиллярным каналам фильтрующего слоя, подчиняется закону Ж. Л. М. Пуазейля, описывается уравнением:

,

где V – объем жидкости (м³), отфильтрованной за время t (с);

P – разность давлений на концах капилляра (кг/м²);

d – диаметр капилляра (м);

h – динамическая вязкость (кг×с/м²);

l – длина капилляров (м).

Если число капилляров на 1 м² фильтра равно n при общей поверхности фильтрующего слоя F (м²), а действительная длина капилляров

l = a× h,

где h – толщина фильтрующего слоя (м),

a – поправочный коэффициент, учитывающий криволинейность капилляров (причем, если a > 1), то объем жидкости, прошедшей через фильтр будет:

.

Тогда скорость фильтрации, отнесенная на 1 м² фильтрующей поверхности фильтра, может быть выражена формулой:

,

где С – скорость фильтрации [м³/(м²×с) = м/с].

Целлюлозная фильтрующая масса, белого цвета, без запаха и вкуса ( ρ₂₀ = 1520-1540 кг/м³ ) представляет собой волокна хвойной или хлопковой целлюлозы размером 0,02...0,03 мм, беспорядочно переплетенные между собой. Они образуют довольно большие поры с большой пропускной способностью; действие фильтрующей массы преимущественно адгезионно-адсорбционное. Целлюлозу применяют различных видов и марок. Это древесная сульфитная беленая (мерсеризованная и немерсеризованная); целлюлоза хлопковая – тонковолокнистая масса, содержит целлюлозы не менее 89 %, влажность не менее 12 %. Мерсеризованную целлюлозу получают путем обработки раствором NaOH с концентрацией более 12 % для увеличения степени набухания, разрыхления волокон, увеличения адсорбционной способности, уменьшения прочности.

Асбестовая масса плотнее целлюлозной, ее волокна значительно тоньше 0,001...0,003 мм, поры фильтрующего слоя достаточно малы. Пропускная способность асбестового слоя значительно меньше целлюлозного; действие его отсеивающее и адсорбирующее.

Асбест хризотиловый (ГОСТ 12871-93 Общие технические условия) – минеральные волокна, прошедшие специальную очистку, имеют вид белой (сероватой) волокнистой ваты. Главная составляющая 3 MgO×2 SiO₂×2 H₂O.

Из смеси асбеста, целлюлозы и диатомита Лапландского обожженного изготавливают картон фильтровальный для пищевых жидкостей (ГОСТ 12290-89) – белые прямоугольные пластины различных форматов: 400´800; 610´620; 810´820 мм. Марки картона, отличающиеся соотношением компонентов, следующие:

Т – для грубой фильтрации вин и ликеро-водочных изделий; толщина пластины b = 2,0...2,4 мм;

КТФ-1П и КФО-1 – для среднего осветления виноматериалов, коньяков; толщина пластины соответственно b = 2,0...2,8 мм и 2,2...2,7 мм;

КТФ-2П и КФ – тонкая фильтрация; b = 2,6...3,2 мм;

КФШ-П, КФО-2 – для стерилизующей фильтрации; b = 1,8...2,2 мм, 2,6...3,2 мм.

Состав картона фильтровального марок:

· Т – целлюлоза мерсеризованная не менее 25 %, целлюлоза немерсеризованная 68 %, асбест 7 %;

· КТФ-1П – целлюлоза мерсеризованная до 70 %, целлюлоза немерсеризованная не более 9 %, асбест 15...20 %, диатомит 10...15 %;

· КТФ-2П – целлюлоза мерсеризованная не более 60 %, асбест 20...25 %, диатомит 15...20 %;

· КФО-2 – целлюлоза мерсеризованная не более 45 %, целлюлоза немерсеризованная 15 %, асбест 20...25 %, диатомит 15...20 %;

КФШ-П – целлюлоза мерсеризованная не более 68 %, целлюлоза немерсеризованная 15 %, асбест 15...20 %, диатомит 10...15 %.

Влажность фильтр-картона не более 10 %.

Фильтровальные порошки. Инзенский завод фильтровальных порошков из диатомита Забалуйского месторождения (Ульяновская обл.) выпускает фильтровальные порошки марок А, Б, Ас, НК; Кировоградский з-д “Кизельгур” из трепела Первозвановского месторождения (Украина) выпускает фильтровальный порошок К-700; Зикеевский з-д из трепела Зикеевского месторождения (Калужская обл.) выпускает трепел: дробленый, М-200, М-30; опытно-экспериментальный з-д АН Армении выпускает из перлита Арагацкого месторождения фильтровальный порошок “Арагац”; в Армении выпускают также из диатомита фильтровальные порошки Д-24, Харбердский и др.

Для намыва основного слоя рекомендуют 0,5...1,5 кг фильтровального порошка на 1 м² фильтрующей поверхности (у ФПО-6 поверхность фильтрования 12 м²) и для дозирования в вино 0,25...2,0 г/л в зависимости от его мутности и фильтруемости.

Лучшие результаты получены при использовании Лапландского и Инзенского (А и Б) диатомитов и фильтроперлита.

Органолептические свойства вина не ухудшились. Диатомиты Ас, Нк, К-700 тяжелые, быстро оседают и плохо намываются на сетки фильтра. Лапландский диатомит не классифицирован по гранулометрическому составу и требует перед употреблением просеивания через сито 0,5...1,0 мм.

Для более быстрого намыва Инзенских диатомитов рекомендуют добавлять до 5 % фильтроперлита и просеянного Лапландского диатомита, либо предварительно намывать на сетку фильтрмассу ЯК-1 и ЯК-2 или целлюлозу (измельченный фильтр-картон) в количестве 0,05 кг/м²

Перлит – минеральный порошок белого цвета иногда с сероватым оттенком. Получают путём специальной термической обработки стекловидных вулканических пород.

Химический состав:

SiO₂ – 71...76 %;

Al₂O₃ – 12...14 %;

Fe₂O₃ – 0,7...1,5 %:

CaO – 0,82...1 %;

MgO – 0,1...0,25 %.

Перлит используют для создания намывного слоя в фильтрах. Обычный расход на одну загрузку фильтра 0,1...0,2 кг/м².

Коллективом НИВиВ “Магарач”, Крымского ПКТИ Главплодвинпрома УССР и Симферопольского з-да винодельческого машиностроения создан диатомитовый дисковый фильтр Т1-ФПО-6, предназначенный для грубого фильтрования вин. Серийный выпуск начат в 1975 г.

Фильтр Т1-ФПО-6 – намывной, периодического действия, установлен на четырех колесах, состоит из каркаса, смесителя, бака, дисков, воздушника, фонаря, привода, коллектора, запорного механизма, панели дозатора, мешалки, вала и электрошкафа.

На каркасе размещены фильтровальный бак, смеситель с пропеллерной мешалкой для приготовления винной суспензии диатомита, полый вал с фильтровальными дисками, продуктовый насос, насос-дозатор суспензии, элементы арматуры, управления и контроля.

Основные операции – намыв фильтрующего слоя (зарядка фильтра), фильтрование, удаление остатков виноматериалов после фильтрования и мойка фильтровальных дисков.

При намыве первоначального фильтрующего слоя диатомитовая разводка продуктовым насосом из бачка перекачивается в фильтровальный бак.

При этом виноматериал через боковые сетчатые поверхности дисков попадает в их внутренние полости и далее через полый вал, служащий одновременно коллектором, и смотровой фонарь возвращается в бачок. Диатомит осаждается на боковых поверхностях дисков, образуя фильтрующий слой. При достижении необходимой прозрачности виноматериала в фонаре зарядку фильтра прекращают. Виноматериал продуктовым насосом подается в фильтровальный бак, через диски, полый вал и смотровой фонарь уже готовый фильтрат выходит из фильтра. Для увеличения продолжительности рабочего цикла в виноматериал вводят диатомит. Наиболее часто употребляют марки Инзенского диатомита – А, Б, АС, ДКО-0,315 – имеют объёмную массу 310...500 г/л и содержат 92...96 % частиц размером менее 100 мкм.

Дата добавления: 2014-01-15