НАПИТКИ №3_2010 Преимущества и недостатки рамных и линзовидных фильтров НАПИТКИ №3

Опубликовано:  13:49 - 24 октября 2010

Билл Преглер, Компания 3М, технический специалист по фильтрационным материалам CUNO

Александр Киселев, Компания 3М, торговый представитель по фильтрационным материалам CUNO

Как бы то ни было, фильтрация применяется в виноделии для остановки ферментации,
осветления, удаления оклеивающих добавок, удаления микроорганизмов, полировки и подготовки вин к розливу в бутылки и другую тару. Для малых и средних винных заводов, использующих фильтрацию, самым лучшим способом подготовки вина к розливу была и остается глубинная фильтрация.

Существует четыре основных типа глубинной фильтрации. Лишь два из них реально применимы для большинства винодельческих предприятий, и именно о них пойдет речь в данной статье. Оба типа фильтров известны под несколькими именами: традиционные подушечные, или листовые фильтры, часто называемые также рамными фильтр-прессами, и более новые линзовидные, модульные или дисковые пакетные фильтры, быстро завоевывающие популярность.

Для малых и средних предприятий применение фильтров этих двух типов оказывается наиболее экономически оправданным, в основном из соображений себестоимости и эффективности. Анализ показал, что более 80% виноделов используют в своей работе один из этих двух способов фильтрации.

Если говорить кратко, описываемые фильтры имеют свои преимущества и недостатки. Стоимость оборудования и скорость фильтрации для фильтров обоих типов вполне сопоставимы. При установке рамного фильтра потребуется достаточно продолжительная настройка и затем периодическая очистка фильтра, а также специальная подготовка оператора. Для линзовидных фильтров характерны быстрая и простая установка и очистка, а работа с фильтром не требует специальной подготовки.

Конструкция оборудования определяется типом используемой фильтрующей среды – пластины или диски.

Как пластины в рамном фильтре, так и диски в линзовидном фильтре выполняют одну и ту же функцию. Независимо от типа используемого оборудования, объемное фильтрование подразумевает сборку многих пластин или дисков в модули с целью упаковать значительную поверхность фильтрования в устройство с небольшой площадью основания.

Увеличение количества пластин или дисков приводит к увеличению скорости потока и сокращению времени фильтрации, но это приводит к увеличению стоимости фильтра. Винодел должен оценить свои потребности, исходя из типичного объема перерабатываемой партии вина и, в особенности, из требуемого уровня фильтрации.

Все производители пластин и дисков предлагают широкий спектр номинальной пористости фильтра от 20 микрон до 10 микрон и далее. Опять же, требуемый уровень фильтрации определит пористость используемого фильтра, а значит и скорость потока вина через фильтр. Стерилизующая фильтрация на рамном фильтре может обеспечить поток до 75 литров вина в час на фильтрующую пластину, тогда как при полировке вина скорость фильтрования может доходить до 135 литров в час.

Рамные фильтры обычно рассчитаны на установку 20, 40, 60, 80 или 100 пластин. Между рамами укладываются отдельные фильтровальные пластины, стандартный размер которых составляет 40 см x 40 см, хотя доступны и пластины размерами 20 см x 20 см и 60 см x 60 см. Обычно, последние оказываются слишком малы или слишком велики для средних виноделен.

Линзовидный фильтр представляет собой просто цилиндрический корпус - цилиндрический сосуд, закрепленный на основании с помощью прижимного фиксатора, конструкция которого удовлетворяет требованиям Американского общества инженеров-механиков (ASME). В корпусах находятся цилиндрические пакеты из дисковых фильтров, называемых иногда тарелками, диаметром 8, 12 или 16 дюймов (20, 30 или 40 см).

Один такой набор состоит из несколько дисков, отсюда и термин «пакет». Использование таких пакетов преследует ту же цель - упаковка большой фильтрующей поверхности в небольшой объем.

Количество устанавливаемых дисков зависит от объема фильтруемого вина.

Как правило, пакет диаметром 12 дюймов содержит фильтрующую среду с площадью поверхности около 1,67 м2, что приблизительно соответствует 12 пластинам размером 40 см x 40 см в рамном фильтре. Три пакета 12-дюймовых дисков обеспечивают примерно такую же площадь фильтрации, что и рамный фильтр с 40 пластинами.

Как правило, пакет диаметром 12 дюймов содержит фильтрующую среду с площадью поверхности около 1,67 м2, что приблизительно соответствует 12 пластинам размером 40 см x 40 см в рамном фильтре. Три пакета 12-дюймовых дисков обеспечивают примерно такую же площадь фильтрации, что и рамный фильтр с 40 пластинами.

Различия в конструкциях фильтров приводят к совершенно разным процедурам установки, очистки, подготовки обслуживающего персонала, что в конечном итоге определяет трудоемкость и стоимость эксплуатации фильтров.


Запуск фильтра

Как понятно из названия, пластинчатый или рамный фильтр представляет собой несущую раму из нержавеющей стали, на которой закрепляется требуемое количество поддерживающих рам. Между рамами прокладываются собственно фильтрующие пластины, размер которых для небольших предприятий обычно составляет 40 см на 40 см. Пластины укладываются таким образом, чтобы обеспечить требуемый поток вина через перемежающиеся рамы и пластины. Главное требование к оператору при установке фильтра такого типа – правильные ориентация и положение каждой пластины в пакете. У каждой подушки имеется входная сторона и выходная сторона, и они должны быть правильно расположены по отношению к рамам.

Затем сухой фильтрующий пакет медленно смачивается по всей длине и постепенно сжимается с помощью больших винтов. По окончании запуска все фильтрующие пластины должны быть полностью насыщены жидкостью и плотно зажаты между рамами по всей длине фильтра. На это вполне может уйти 30-60 минут, а то и больше.

Загрузка же линзовидного фильтра производится практически мгновенно. Оператор просто открывает корпус фильтра, надевает требуемое количество упакованных фильтров на внутреннюю ось, закрывает корпус обратно и затягивает фиксатор. Для выполнения этой операции практически не требуется обучения, и поскольку диски можно установить лишь одной стороной, возможность ошибки полностью исключается.

Джон Прист, винодел завода Etude Wines в г. Напа (США, Калифорния), уже пять лет использует в своей работе линзовидные фильтры. «Рамные фильтры требовали слишком большого времени на запуск, были трудоемки и более дороги в работе, и к тому же приводили к слишком большим потерям вина», говорит Джон.

Конструкция рамного фильтра такова, что края подушек в нем открыты на воздух и ничем не защищены снаружи.

«Герметичность» всего пакета подушек обеспечивается только за счет сжатия, обеспечиваемого рамами. Именно поэтому рамные фильтры обычно ассоциируются с забором воздуха.

Кроме того, поскольку фильтр не имеет внешнего корпуса, то независимо от степени сжатия он всегда будет подтекать – для рамного фильтра характерно наличие емкости под пакетом для сбора подтекающего вина. Практически все рамные фильтры подтекают, и это следует принимать во внимание при розливе вин высокого класса. Стекающее в сборную емкость вино практически оказывается некондиционным по причине окисления и загрязнения. Плохо отлаженное оборудование вполне может привести к потерям от 1 до 2% вина при фильтрации.

Линзовидные, или модульные, фильтры всегда имеют закрытые корпуса, что полностью устраняет подтекание и связанные с этим потери вина. Кроме того, поскольку все фильтрующие диски находятся внутри одного герметичного корпуса, чистить такой фильтр значительно проще, чем рамныйhttp://alcoexpert.ru/admin.php?mod=editnews&action=editnews&id=2106.




Преимущества

Рамный - Низкая стоимость фильтрующих пластин

Линзовидный - Простота запуска и очистки, большая простота в
эксплуатации, значительно меньшая вероятность
загрязнения и/или окисления

Недостатки

Рамный - Запуск и очистка занимают значительное время,
требуется специальная подготовка персонала, большая
вероятность загрязнения и/или окисления

Линзовидный - Относительно высокая стоимость фильтрующих
Элементов



Фильтрующие пластины и диски обеспечивают одинаковые скорость и качество фильтрации. Однако на выбор винодела может повлиять оборудование, в которое устанавливаются фильтры, и связанные с ним проблемы: подтекание,
трудоемкость запуска, необходимость обучения персонала, энергозатраты, опасность окисления и загрязнения. Велика разница и в стоимости самых фильтрующих элементов.

Одна пластина размером 40 см x 40 см стоит примерно 1,50 доллара. 39 пластин для рамного фильтра с 40 пластинами обойдутся покупателю примерно в 60 долларов. Поэтому каждый винодел должен сам делать выбор между ценой и удобством.

Как уже отмечалось, разница в цене начинает уменьшаться при продлении срока службы дисков. Однако возможность регенерации фильтров зависит от того, как винодел делает вино.

Например, если при производстве Шардоне по завершении ферментации, бентонитового осветления, сцеживания и холодной стабилизации, производитель не спешит выбросить вино на рынок, то вино практически не требует фильтрации.

Красные вина, выдержанные 1 год в бочках, могут потребовать лишь подготовки к розливу в бутылки. Интересно также отметить, что с улучшением технологии производства вина начинает снижаться потребность в грубой фильтрации, для которого, как правило, используются рамные фильтры.



Фильтрация – процесс достаточно дорогостоящий, поэтому разумно приобрести основное оборудование прямо сейчас, учитывая будущие потребности производства. Как мы уже не раз писали в других публикациях, «Каков сегодняшний объем производства вашего завода, и каким он будет через пять лет?».

Основные характеристики

Рамные пресс-фильтры обычно поставляются полностью укомплектованными, то есть имеют все необходимые измерители (самые точные измерители - гликолевые), трубопроводы и регуляторы потока. Практически все рамные фильтры сегодня производятся в Италии и обычно поставляются с требующими замены фитингами типа «Garolla».

При покупке рамного фильтра винодельня приобретает, прежде всего, массивную сварную раму на колесах, качество изготовление которой может меняться в значительных пределах.

Поскольку простота очистки фильтра имеет очень большое значение, необходимо по возможности избегать излишних поворотов и заглушек в трубопроводах. Убедитесь, что вся система трубопроводов может быть полностью разобрана для санитарной обработки.

Линзовидные фильтры обычно поставляются в сборе, хотя это может зависеть от конкретного поставщика. Иногда заводу может потребоваться самостоятельно устанавливать измерители. Главное отличие от рамных фильтров опять заключается
в простоте конструкции: линзовидные фильтры поставляются в виде единого вертикального корпуса, требующего для установки меньше квадратного метра площади, некоторые фильтры, так называемые «разделяемые купола» доступны в виде отдельных секций. Небольшое предприятие может начать с установки корпуса метровой высоты, в который можно установить три пакета дисковых фильтрующих элементов. С расширением производства этот корпус можно затем будет просто поднять и установить на удлиняющий модуль. При этом придется лишь заменить внутреннюю ось, на которую одеваются диски.

При использовании линзовидных фильтров винодел получает возможность в дальнейшем наращивать фильтр по потребности, вместо необходимости сразу приобретать большую раму. Поставщики обычно реи2ин для рамного фильтра с 40 пластинами обойдутся покупателю примерно в 60 долларов. Поэтому каждый винодел должен сам делать выбор между ценой и удобством.

Как уже отмечалось, разница в цене начинает уменьшаться при продлении срока службы дисков. Однако возможность регенерации фильтров зависит от того, как винодел делает вино.

Например, если при производстве Шардоне по завершении ферментации, бентонитового осветления, сцеживания и холодной стабилизации, производитель не спешит выбросить вино на рынок, то вино практически не требует фильтрации.

Красные вина, выдержанные 1 год в бочках, могут потребовать лишь подготовки к розливу в бутылки. Интересно также отметить, что с улучшением технологии производства вина начинает снижаться потребность в грубой фильтрации, для которого, как правило, используются рамные фильтры.



Фильтрация – процесс достаточно дорогостоящий, поэтому разумно приобрести основное оборудование прямо сейчас, учитывая будущие потребности производства. Как мы уже не раз писали в других публикациях, «Каков сегодняшний объем производства вашего завода, и каким он будет через пять лет?».

Основные характеристики

Рамные пресс-фильтры обычно поставляются полностью укомплектованными, то есть имеют все необходимые измерители (самые точные измерители - гликолевые), трубопроводы и регуляторы потока. Практически все рамные фильтры сегодня производятся в Италии и обычно поставляются с требующими замены фитингами типа «Garolla».

При покупке рамного фильтра винодельня приобретает, прежде всего, массивную сварную раму на колесах, качество изготовление которой может меняться в значительных пределах.

Поскольку простота очистки фильтра имеет очень большое значение, необходимо по возможности избегать излишних поворотов и заглушек в трубопроводах. Убедитесь, что вся система трубопроводов может быть полностью разобрана для санитарной обработки.

Линзовидные фильтры обычно поставляются в сборе, хотя это может зависеть от конкретного поставщика. Иногда заводу может потребоваться самостоятельно устанавливать измерители. Главное отличие от рамных фильтров опять заключается в простоте конструкции: линзовидные фильтры поставляются в виде единого вертикального корпуса, требующего для установки меньше квадратного метра площади, некоторые фильтры, так называемые «разделяемые купола» доступны в виде отдельных секций. Небольшое предприятие может начать с установки корпуса метровой высоты, в который можно установить три пакета дисковых фильтрующих элементов. С расширением производства этот корпус можно затем будет просто поднять и установить на удлиняющий модуль. При этом придется лишь заменить внутреннюю ось, на которую одеваются диски.

При использовании линзовидных фильтров винодел получает возможность в дальнейшем наращивать фильтр по потребности, вместо необходимости сразу приобретать большую раму. Поставщики обычно рекомендуют заводам сразу приобретать корпус не менее чем на четыре пакета для возможности расширения производства в дальнейшем. Разница в цене между корпусами на три и четыре пакета составляет около 10%, что вполне
приемлемо в сравнении с первоначальными капитальными затратами.



Два наиболее подходящих фильтрующих устройства для небольшого производства, рамные и линзовидные фильтры, относительно просты по конструкции и предназначены просто для укладки собственно фильтрующих элементов для глубинной фильтрации. Выбор рамного или линзовидного фильтра для винодела определяется, прежде всего, простотой установки, запуска, демонтажа, очистки и достижимым уровнем гигиены. Хотя некоторые виноделы считают, что рамный фильтр может обеднять вино, широкий выбор современных фильтрующих элементов для фильтров обоих типов означает, что любой винодел сможет найти именно то, что ему нужно. Степень бережности фильтрации сегодня определяется скорее системой подачи вина (давлением, которое создает насос), чем собственно фильтрующими элементами.

Более высокая стоимость дисков по сравнению с пластинами с лихвой компенсируется преимуществами линзовидного фильтра над рамным. Кроме того, винодел должен соизмерять не только капитальные затраты, большее значение в конечном итоге имеет стоимость фильтрации на литр обработанного вина, и в этом свете большая стоимость линзовидного фильтра становится весьма спорной.

Еще одним определяющим фактором для винодела может стать уровень обслуживания, который предоставляет поставщик. Техническое обслуживание оборудования для фильтров обоих типов обычно не представляет никаких проблем, но на первый план выходит опыт и уровень обслуживания, предлагаемый поставщиком фильтрующих элементов. Большинство поставщиков, работающих в области фильтрации, имеют специализированные лаборатории для поддержки начинающих и развивающихся предприятий.



АЛКОЭКСПЕРТ по материалам журнала НАПИТКИ №3

Модератор: Stavtsev Просмотров: 5 192 Категория: Новости / Производство / Журнал НАПИТКИ