Фильтр дисковый грубой фильтрации ФПО-6

Фильтр дисковый грубой фильтрации ФПО-6 предназначен для грубого фильтрования виноматериалов. Тип его - намывной, периодического действия, передвижной (рис. 6.2). Его прототипом является фильтр ЦМФ-600, в котором изменена конструкция фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент фильтра ФПО-6 изготовлен из металлического каркаса и тканой проволочной сетки, т.е. жесткой перегородки. Кроме этого задняя крышка является

Рис. Фильтр дисковый намывной с жесткой перегородкой:

1 -насос, 2 -трубопровод; 3 - пульт управления, 4 - бак с мешалкой; 5 -привод вала; б- полый вал, 7 - фильтровальные элементы, 8 - резервуар; 9 - поддон, 10 - насос-дозатор; 11 - рама

основой для крепления на ней полого вала и фильтрующих элементов, а цилиндрический корпус выполнен съемным, отодвигающимся по направляющим. Это удобно для очистки и промывки фильтрующих элементов.

Фильтр состоит из резервуара 8 с фильтрующими элемен­тами 7, который установлен над поддоном 9, емкости 4 с мешалкой для разводки суспензии диатомита, насоса 1 для подачи вина и насоса-дозатора 10 для подачи суспензии диатомита. Установка смонтирована на раме 11.

Фильтрующие элементы представляют собой диски из крупной металлической сетки, которая является каркасом элемента. Крупная сетка с двух сторон обтянута мелкой (тканой) металлической сеткой, на которую и намывается слой диатомита. Фильтрующие элементы собираются на полом валу 6, который приводится во вращение (при очистке фильтра) от привода 5. Соединение между узлами с помощью трубопровода 2, управление работой осуществляется с помощью пуль­та 3.

Этот фильтр применяют для фильтрования молодых винома­териалов и соков, содержащих большое количество взвесей, образую­щих слизистые, липкие осадки. В качестве намывного материала в этом случае используют диатомит или трепел с частицами размером около 0,5 мм. Диатомит предварительно обжигают, размалывают и просеивают (на заводе, где его готовят). Диатомит хорошо задержи­вает мелкие частицы мути, дрожжи, бактерии и слизистые вещества. Зарядка фильтра диатомитом производится по схеме, показанной на рис. 6.3.

Рис. Принципиальная технологическая схема фильтра ФПО6

При работе на фильтре порошок диатомита тщательно пе­ремешивают с вином в специальном смесителе 2. Полученную суспензию бентонита насосом-дозатором вводят в поток и перека­чивают по замкнутому циклу через фильтр до тех пор, пока фильтрат не станет прозрачным. После этого начинают фильтровать основную массу вина. Для обновления фильтрующего слоя по мере фильтро­вания постепенно добавляют новые порции порошка диатомита через смеситель 2. Количество диатомита, необходимое для фильтрования, зависит от типа вина, его мутности, вязкости, предварительной обра­ботки, возраста и других факторов. В среднем расход диатомита колеблется от 10 до 15 кг на 1000 дал.

Пластинчатые фильтр-прессы

Пластинчатые фильтр-прессы обеспечивают фильтрование без доступа воздуха. В них фильтрующей перегородкой является фильтр-картон. Пластинчатые фильтр-прессы легко перезаряжаются, имеют хорошие технико-эксплуатационные характеристики. На них можно фильтровать любые вина. Применяя фильтр-картон соответ­ствующей марки, можно добиться нужной степени осветления, вплоть до кристального блеска, и удаления микроорганизмов (стерилизации). Фильтры выпускаются различных марок и конструкций, однако по принципу действия они не отличаются друг от друга.

В пластинчатых фильтрах отдельные плиты составляют попе­ременно камеры не фильтрованного и отфильтрованного вина.

Камеры образуются вставленными в пространство между плитами асбестовыми или картонными перегородками (пластинами).

Плиты и фильтрующие перегородки плотно прижаты одна к другой и образуют хорошо уплотненную систему камер с круглым от­верстием в выступе на входной стороне для вина, поступающего на фильтрование, и камер отфильтрованного вина с каналом на выход­ной стороне. Такое устройство фильтра позволяет увеличивать или уменьшать его производительность путем изменения количества плит. Кроме того, при использовании дополнительной перенаправляющей пластины возможно применение фильтрующих пластин различной проницаемости в одном фильтре для доведения степени филь­трования до обеспложивающей способности.

Пластинчатый фильтр-пресс ИР 19,5-565х60/13С (рис.) состоит из 60 плит 2, 3, 4, установленных на станине 1 и прижатых одна к другой стержнем 5. Прижим осуществляется поворотом винта 9 с помощью штурвала 10 или рукоятки 11. Вино подают по коммуникации 7 насосом 6 с прииодом от электродвигателя 8. Фильтр выпускается с ручным зажимом.

 

Согласно каталога винодельческого оборудования, выпус­каемого отечественным машиностроением, в последнее время выпус­каются две модели пластинчатых фильтр-пресса для фильтрования соков, виноматериалов, вин и пива Ш4-ВФС-12 и Ш4-ВФС-25 (рис. 6.5).

Фильтр-пресс Ш4-ВФС-12 включает в себя каркас, пакет плит, опорную и нажимную плиты, механизм зажима. Каркас его образован опорной плитой и траверсой, установленными на специальных регули­руемых ножках и соединенными двумя опорными балками, которые прикреплены одним концом к опорной плите, другим - к траверсе фильтра. На опорных балках установлен пакет плит, каждая из которых

Рис. Фильтр-пресс Ш4-ВФС-12 1 - опорная плита; 2 - пакет плит; 3 - нажимная плита.

имеет четыре кольцевых прилива, два рабочих и два холостых. Внут­ренние полости рабочих приливов сообщаются каналами с полостями плит.

Титановые фильтры в зависимости от размера их пор пригодны для грубого, тонкого и стерилизующего фильтрования. Тита­новые фильтрующие элементы отличаются прочностью, коррозийной стойкостью, длительным сроком работы. После окончания работы фильтрующие элементы легко регенерируются промывкой холодной и горячей водой, а после длительного срока эксплуатации - соляной кислотой и прокаливанием. Достоинством титановых фильтров яв­ляется способность задерживать осадки, в состав которых входят полифенолы, белки, пектин, катионы металлов. Благодаря этому уменьшается вероятность возникновения в вине коллоидных помутне­ний. Вина приобретают хорошую прозрачность, не содержат остаточ­ных волокон фильтрующих материалов.

Мембранные фильтры работают на полупроницаемых полимерных мембранах, размеры пор которых можно подбирать в зависимости от целей и вида фильтрования, свойств фильтруемой жидкости и содержащихся в ней взвесей. При правильном выборе фильтрующих мембран эти фильтры обеспечивают хорошее осветле­ние и снижение потерь вина.

Проводя фильтрование под давлением через полупрони­цаемые мембраны, можно осуществлять ультрафильтрацию, гипер­фильтрацию, а также обратный осмос и электродиализ. Ультра­фильтрация обеспечивает биологическую стабильность вина благо­даря выделению из него микроорганизмов и коллоидов. Гипер­фильтрация дает возможность осуществлять молекулярное разделе­ние с целью повышения концентрации сусел и вин, а также стабили­зацию их к кристаллическим помутнениям. Электродиализ эффективен для предупреждения кристаллических помутнений, регулирования кислотности, десульфитации.

Центрифугирование

Очистка вин центрифугированием в виноделии пока приме­няется ограничено. Эффективна очистка центрифугированием при наличии в обрабатываемом виноматериале (сусле) большого коли­чества взвесей, плотность которых значительно превышает плотность жидкой среды. Осветление вин с помощью центрифуги не исключает в дальнейшем фильтрования их на фильтрах тонкой очистки.

Оборудованием для осветления виноматериалов и вин явля­ются центрифуги зарубежного производства фирм «Альфа-Лаваль» и «Вестфалия», а также сепаратор отечественного производства А1-ВСЗ.

Процесс осветления виноматериала (сусла или вина) на центрифуге протекает следующим образом (). Сусло или вино из приемника, находящегося на высоте 1-1,5 м, поступает в быстро вращающийся барабан центрифуги 1 через штуцер 2, снабженный внутри коническими вставками (тарелками) 3 из нержавеющей стали. Здесь продукт распределяется тонким слоем по тарелкам барабана, причем взвешенные частицы, имеющие большую плотность, чем осветляемая жидкость, движутся под воздействием центробежных сил по направлению к стенке барабана и скапливаются в виде густого осадка в его нижней части. Осветленная жидкость, пройдя внутренние лабиринты барабана между тарелками, поднимается вверх и через штуцер 4 выходит из центрифуги.

Осадок из периферийной части барабана автоматически удаляется через отверстие 5. Это происходит с помощью гидравли­ческой системы, которая автоматически открывает отверстия для выгрузки шлама. Сепараторы применяются в следующих случаях: для осветления сусла, чтобы исключить влияние посторонних примесей на процесс брожения; для осветления мутных молодых вин с большим коли­чеством дрожжей; для отделения оклеивающих и других веществ, не дожидаясь их осаждения; для отделения вина от дрожжевого осадка. Вина, полученные из осветленного сусла, значительно легче осветляют­ся фильтрованием. Сепараторы с большим успехом применяются при первой переливке молодых вин при наличии больших осадков.

Полного осветления вин до прозрачности с блеском сепара­торы не дают, поэтому они не могут полностью заменить фильтрование,

а только облегчают его. Основное значение применения сепараторов в винодельческой промышленнос­ти заключается в том, что они дают возможность сократить срок освет­ления вин. Так, например, опера­ция оклейки вин, требующая обыч­но для полного завершения про­цесса оседания 12-14 дней, при применении сепаратора сокра­щается до 2-3 дней.

3. Обработка виноматериалов неорганическими веществами

Для осветления и стабилизации вин их обрабатывают дисперс­ными минералами, в основном монтмориллонитом (бентонитом). Для удаления из вина катионов железа и других тяжелых металлов прово­дят обработку желтой кровяной солью (ЖКС).

Обработка дисперсными минералами в настоящее время является одним из основных приемов осветления и стабилизации вин различного типа.

При обработке виноматериалов дисперсными минералами наблюдается в основном коагуляционный (флокуляционный) меха­низм осветления, не сопровождающийся химическим взаимодействи­ем между осветлителем и компонентами вина. Взаимодействие частиц, загрязняющих вино, с частицами минерального осветлителя происходит главным образом за счет адгезийного прилипания.

Бентонит находит наиболее широкое применение в вино­дельческой промышленности как универсальный осветлитель и стаби­лизатор вина. Он состоит в основном из минералов группы монтмориллонита и бейделлита. Для этих минералов характерны слоистое «троение кристаллической решетки, способность к обмену оснований и поглощению воды, которое сопровождается резким увеличением объема-набуханием. По внешнему виду бентонит-белый порошок с серым или коричневым оттенком.

Для осветления и стабилизации виноматериалов, а также для осветления сусла применяют щелочные (натриевые) бентониты Огланлинского, Махарадзевского и других месторождений. Сырые бентониты перед употреблением просушивают при температуре 120°С в течение 30-50 мин.

Для обработки виноматериалов пользуются 20%-й водной суспензией бентонита, которую готовят по специальной инструкции. Оптимальную дозу бентонита в каждом отдельном случае устанав­ливают пробной обработкой. Перед началом пробной обработки вод­ную суспензию бентонита разбавляют испытуемым виноматериалом. Пробную обработку производят обязательно теми же бентонитом и водой, которые предназначены для производственной обработки. В результате пробной обработки устанавливают минимальную дозу бентонита, при которой виноматериал приобретает достаточную прозрачность и сохраняет стойкость к белковым помутнениям.

Для производственной обработки точно отмеренное коли­чество суспензии, установленное на основании пробной обработки, смешивают с небольшим количеством виноматериала, подлежащего осветлению, и раствор немедленно вводят в основную емкость при непрерывном перемешивании, которое продолжают до достижения нормального распределения суспензии во всем объеме обрабаты­ваемого виноматериала.

На крупных винодельческих заводах с непрерывными техноло­гическими процессами и поточными методами производства суспензии бентонита или других осветляющих материалов вводят в поток обра­батываемого вина с помощью специальных дозирующих устройств. При таком способе обеспечивается лучшее распределение и более эффективное действие осветлителя в среде.

После перемешивания виноматериал оставляют в покое до 10 суток для образования и уплотнения осадков. Затем осветленный виноматериал снимают с осадка с одновременным фильтрованием. Оставшиеся осадки бентонита прессуют или, центрифугируют для вы­деления содержащегося в них вина.

К недостаткам бентонита относится его высокая набухаемость, обуславливающая большие объемы образующихся осадков и потери вина, а также обогащение виноматериалов нежелательными катио­нами кальция и натрия.

Палыгорскит Черкасского месторождения представляет собой глинистый минерал слоисто-ленточной структуры с кристалла­ми удлиненной формы. Кристаллы палыгорскита способны диспер­гироваться вдоль своей длинной оси с образованием игольчатых крис­таллов, ширина которых составляет несколько элементарных ячеек. Поверхностная активность частиц палыгорскита обусловлена нали­чием на их внешней поверхности активных центров различной приро­ды, участвующих во взаимодействии с молекулами и частицами при­месей, содержащихся в вине. Большая часть этих центров приходится на долю гидроксильных групп кислотною и основного характера, меньшая - на долю обменных катионов.

Палыгорскит отличается от бентонитов большей поверхностью вторичных пор (120-150 м^:'/г), что обуславливает его высокие сорбционные свойства. Преимущества палыгорскита и других дисперсных материалов Черкасского месторождения состоят в том, что они не требуют длительной подготовки водных суспензий, сокращают время нахождения виноматериала на осветлении в 2 раза и более по срав­нению с обработкой бентонитом и образуют меньший объем гущевых осадков, что уменьшает потери вина.

Палыгорскит хранят в сухом помещении. Перед применением его сушат при температуре 120"С в течение 39-50 мин. Для обработки виноматериалов применяют 20%-ную водную суспензию палыгор­скита, которую готовят в мерной емкости, снабженной мешалкой и градуированной шкалой. Измельченный в порошок палыгорскит зама­чивают горячей водой (75-8СГС) в соотношении приблизительно 1: 3 и через 3-4 часа суспензию интенсивно перемешивают до образования однородной тонкодисперсной массы. Затем в емкость добавляют воду жесткостью не выше 6 мг экв./дм'до получения 20%-ной концентра­ции палыгорскита. Суспензию диспергированного палыгорскита можно хранить не более 6 сут.

Необходимое для обработки виноматериала количество 20%-ной водной суспензии устанавливают в каждом отдельном случае на основании пробной обработки, проводимой по соответствующей ин­струкции. Это количество суспензии предварительно смешивают в промежуточной емкости с обработанным виноматериалом в соотно­шении 1:1 и затем насосом подают в основную емкость при непрерыв­ном перемешивании, которое продолжают в течение 2-4 суток в зависимости от температуры и высоты емкости. В процессе отстаива­ния ежесуточно отбирают среднюю пробу виноматериала из надосадочной части и контролируют осветление по оптической плотности на ФЭКе при зеленом светофильтре. Осветление считают закончен­ным, когда оптическая плотность, достигнув минимальной величины, перестает понижаться. После окончания осветления виноматериал немедленно снимают с осадка декантацией и фильтруют. При необход­имости обработку палыгорскитом совмещают с обработкой ЖКС желатином.

Гидрослюда Черкасского месторождения представляет собой плотную глинистую породу зеленоватого цвета, содержащую примеси ряда минералов: кварца, полевого шпата, биотита, глауконита и др. Гидрослюда относится к слоистым минералам с жесткой решеткой. Адсорбирующими свойствами обладает только внешняя поверхность, которая у гидрослюды хорошо развита. Внутренняя пористая поверх­ность, обусловленная зазорами между контактирующими частицами, недоступна молекулам полярных веществ.

Природную гидрослюду хранят, высушивают и подвергают тер­мической обработке так же, как и палыгорскит.

Для приготовления водной суспензии гидрослюду измельчают в порошок, затем заливают горячей водой в соотношении 1:2 и интенсивно перемешивают до получения однородной массы. Через 2-3 часа добавляют горячую воду небольшими порциями при непре­рывном перемешивании до получения 20%-ной суспензии гидро­слюды. Суспензию кипятят в течение 10 мин при перемешивании. Перед применением ей дают отстояться в течение 3-5 мин. При дли­тельном хранении суспензии ее кипятят (для стерилизации) в течение 10 мин через каждые 5-6 суток.

Дозировку суспензии гидрослюды для обработки виномате­риалов устанавливают на основании пробной обработки. Техника производственной обработки виноматериалов гидрослюдой не отли­чается от обработки палыгорскитом.

Обработка гидрослюдой дает особенно хорошие результаты в случае осветления крепленных виноматериалов, содержащих сахар.

При необходимости обработка гидрослюдой может быть сов­мещена с обработкой желатином.

Хорошие результаты дает обработка виноматериалов смесью бентонита с палыгорскитом и гидрослюдой. Такие смеси обладают в 1,5-3 раза более высокой осветляющей способностью, чем каждый из минералов в отдельности. Выбор минералов для смеси производит­ся опытным путем, т.е. пробной обработкой. В большинстве случаев оптимальным содержанием бентонита в смеси 80 - 40% и 20 - 60% палыгорскита или гидрослюды.

Для обработки виноматериалов применяют 20%-ные раст­воры суспензии осветлителей, которые готовят смешиванием суспен­зий отдельных минералов или их порошков, аналогично приготов­лению суспензий палыгорскита и гидрослюды.

Коллоидный раствор диоксида кремния (SiO₂) применяют индивидуально или в сочетании с желатином и другими стабилизато­рами вин. Его задают в поток в виде 60%-ного раствора перед фильт­рованием.

Диатомит применяют совместно с белковыми оклеиваю­щими материалами для обработки трудноосветляющихся слизистых виноматериалов. Главное назначение диатомита - создание филь­трующих слоев на намывных фильтрах.

Обработка гексациано-(П)-ферратом калия (ЖКС) проводится для удаления из виноматериалов избытка катионов тя­желых металлов, главным образом железа.

Обработка ЖКС требует особенно тщательного выполнения и контроля, чтобы полностью исключить риск попадания в вино ядо­витых соединений. Поэтому ее проводят только на предприятиях, располагающих оборудованием и лабораторией, обеспечивающими полный и точный технохимический контроль. Обработку производят при строгом соблюдении требований технологической инструкции.

Дозировку ЖКС для каждой однородной партии виноматериала определяют с большой точностью путем пробной обработки, проводимой по специальной инструкции. Обработке ЖКС подлежат вина, содержащих более 3 мг/дм³ катионов тяжелых металлов. Обра­ботку проводят только свежим раствором ЖКС в теплой воде (35-40°С).

После введения в вино ЖКС проводят интенсивное перемеши­вание не менее 1 часа. Затем делают контрольный анализ средней пробы на отсутствие в смеси избытка ЖКС и на содержание катионов тяжелых металлов. При обнаружении в обработанном вине ЖКС его исправляют, купажируя с вином, не обработанным ЖКС, до появления в смеси следов тяжелых металлов.

Обработанное вино оставляют для осветления не более 20 сут. После отстаивания вино декантируют с осадка и фильтруют. Выпуск готового вина, обработанного ЖКС, разрешается не ранее чем через 10 сут после снятия его с осадка. Осадки, оставшиеся после декантации обработанного вина, фильтруют или центрифугируют. Фильтрат объединяют с основной массой обработанного вина, а плот­ные осадки, состоящие в основном из берлинской лазури, передают на химические заводы или уничтожают.

Обработку ЖКС часто совмещают с оклейкой.