FILTRAÇÃO DOS VINHOS
CURSO INTENSIVO DE CONSERVAÇÃO,
ENGARRAFAMENTO DE VINHOS
ESTABILIZAÇÃO
LABORATÓRIO DE QUÍMICA ENOLÓGICA DA DRAPC
EVB - ANADIA
JOSÉ CARVALHEIRA
E
Filtração
O QUE É ?
♦Técnica separativa - permite separar uma fase sólida em
suspensão numa fase líquida,
quida por passagem através de uma
superfície porosa que constitui a camada filtrante, destinada a
reter as partículas sólidas.
♦Existem vários tipos de filtração de vinhos,
vinhos que se
distinguem pelas diferentes camadas filtrantes usadas,
montadas sobre dispositivos apropriados:
• por terras (diatomáceas) (aluvionagem contínua)
• por placas de celulose ou módulos lenticulares
• por membrana em polímeros sintéticos (poros calibrados)
• tangencial sobre membrana mineral ou orgânica
Filtração
PORQUÊ CLARIFICAR OS VINHOS?
• A limpidez de um vinho é a primeira das qualidades que o consumidor
exige de um vinho.
• A turvação de um vinho e/ou a presença de um depósito no fundo das
garrafas, são sinais de possíveis alterações.
• Não basta que um vinho seja bom, é também necessário que se encontre
límpido
• Por vezes cai-se em exageros: alguns cristais de bitartarato, não diminuem
as propriedades organolépticas de um vinho,
vinho mas no plano comercial é
necessário ter em consideração a exigência dos consumidores
• Dois problemas se colocam,
colocam na técnica de elaboração de vinhos:
1 - Um problema de clarificação - Obtenção da limpidez
2 - Um problema de estabilização - Conservação da limpidez
Filtração
HISTÓRIA
• A filtração remonta à antiguidade
• Sabemos actualmente, graças a pinturas e frescos, que o vinho era
filtrado através de sacos de algodão e lã, antes de ser conservado ou
consumido
• Na idade média não haviam aparecido novos métodos de filtração, tendose acentuado a tendência de substituir a filtração por colagens (clara de
ovo, cola de peixe, sangue) e à decantação prolongada em tonéis.
• É no século XIX que surgem os primeiros filtros industriais:
1828 em Inglaterra - o primeiro filtro industrial
1847 na Alemanha - o primeiro filtro com aluvionagem
1914 - primeira filtração esterilizante de um líquido
1952 - aparecimento dos primeiros filtros em aço inoxidável
Filtração
• A clarificação perfeita de um vinho não é obtida numa única operação.
• A filtração sobre um suporte apertado conduz a uma colmatagem rápida;
sobre um suporte aberto, a retenção de partículas é insuficiente.
• Cada operação de filtração, faz parte de uma estratégia global de
clarificação, da qual fazem igualmente parte - a sedimentação expontânea,
a colagem e a centrifugação.
• Os vinhos conservados vários anos em tonéis ou barricas, chegam ao
engarrafamento com muito baixa turbidez, mas índice de colmatagem não
negligenciável - sendo normalmente apenas necessária uma filtração por
placas
♦ No caso dos grandes vinhos tintos - corre-se muitas vezes o risco de
não os filtrar (para não os tornar mais magros).
♦ Os vinhos engarrafados jovens, são sujeitos a várias operações de
clarificação (ex.: filtração por terras, colagem, filtração por placas, filtração
por membrana).
Filtração
PERFORMANCES DOS MEIOS FILTRANTES
NOÇÕES DE POROSIDADE E PERMEABILIDADE
Porosidade - exprime a percentagem, em relação ao volume total, do volume de
vazio da estrutura microporosa. É um indicador da capacidade da superfície filtrante
reter partículas.
Não confundir a porosidade com o diâmetro dos poros.
Placas - 80%
Diatomáceas - 84 a 94%
Membranas sintéticas - 80%
Permeabilidade - propriedade de um meio filtrante se deixar atravessar por um
líquido, mais ou menos facilmente, com maior ou menor velocidade. Exprime-se na
unidade - Darci. Usada sobretudo para caracterizar as diatomáceas.
Placa esterilizante - 0,017 Darci Placa clarificante - 0,15 Darci
Placa de desbaste - 1 a 2 Darci Diatomáceas - 0,5 a 5 Darci
Outra característica dos meios filtrantes é o seu limiar de retenção - que mede a
dimensão das partículas que os poros são capazes de reter (∅ dos poros)
Membranas - caracterizam-se pelo seu limiar de retenção absoluto
Placas filtrantes - caracterizam-se pelo seu limiar de retenção nominal
Filtração
EQUAÇÃO DA FILTRAÇÃO - representa de modo simplificado o que se passa
num determinado momento da filtração:
Q = S * ΔP * B / η * e
Q - débito
S - superfície de filtração
ΔP - diferença de pressão (pressão de filtração)
B - permeabilidade
η - viscosidade
e - espessura da camada filtrante
Débito é directamente proporcional à S, P e B
inversamente proporcional à η e e
Filtração
MÉTODOS DE APRECIAÇÃO DA QUALIDADE DAS CLARIFICAÇÕES
♦ Medição da turbidez (NTU) - medição da turvação provocada pela difusão
da luz em contacto com as partículas
Vinhos brancos
Brilhante se <1,1 NTU
Turvo se > 4,4 NTU
Vinhos rosados
Brilhante se <1,4 NTU
Turvo se > 5,8 NTU
Vinhos tintos
Brilhante se < 2,0 NTU
Turvo se > 8,0 NTU
♦ Determinação do teor de matéria sólida - centrifugação do produto muito
turvo (mostos, borras, borras de colagem ou vinhos novos) a 3000 rpm, durante
5 min, num tubo especial, graduado em percentagem do volume total
♦ Controlos microbiológicos - servem não apenas como forma de apreciar a
eficácia da clarificação, mas também para verificar a estabilidade biológica dos
vinhos (verificação da presença de bactérias e leveduras)
♦ Contagem de partículas - por meio de aparelhos específicos que medem a
condutividade eléctrica, absorção de raios X, difracção laser, etc.
(Onerosos)
Filtração
Partículas em suspensão nos vinhos
Limpidez
Partículas visíveis ao
microscópio electrónico
Diâmetro das
partículas
SOLUÇÕES
- Açúcares
- Ácidos
orgânicos
- Sais
0,03 micrómetros
PARTÍCULAS
COLOIDAIS
(OPALESCÊNCIA)
Coloides Hidrófobos
- Finíssimos cristais de
bitartarato
- Casses metálicas em
vias de formação
Coloides hidrófilos
- Coloides proteicos
- Coloides glucídicos
- Gomas, mucilagens,
dextranas
Turvação
Partículas visíveis ao Partículas visíveis a
microscópio óptico
olho nu
0,3 micrómetros
10 micrómetros
SUSPENSÕES
DEPÓSITOS
MICROBIANAS
- Resíduos
- Bactérias (0,5 a 1 μ)
diversos
- Leveduras (5 a 8 μ)
provenientes das
uvas, cristais de
bitartarato
- Matéria corante
precipitada
- Resíduos de
filtração
(celulose,
diatomáceas)
Filtração
Poder colmatante das partículas
Partículas compressíveis
Poder colmatante forte
Partículas não deformáveis
Poder colmatante
Poder colmatante
médio
negligenciável
- Proteínas
- Bactérias
- Precipitados finos
- Polissacarídeos
- Leveduras
- Resíduos amorfos
(glucanas de Botrytis
- Cristais de bitartarato
cinerea)
- Diatomáceas
- Mucilagens
- Gomas
- Matéria corante
coloidal
Filtração
ADJUVANTES DE FILTRAÇÃO
Diatomáceas (Kieselguhr, Terra de infusórios)
♦ A diatomite é uma rocha sedimentar de características siliciosas, proveniente
da acumulação de carapaças fósseis de algas microscópicas (Diatomáceas).
♦ Os depósitos desta rocha podem ser de origem marinha ou lacustre, sendo os
mais importantes localizados nos E.U.A (Santa Bárbara), Europa e Norte de
África, com idades variáveis entre 60 e 100 milhões de anos.
♦ A utilização das diatomáceas como adjuvante de filtração remonta a finais do
séc.. XIX e baseia-se na elevada porosidade dos pós obtidos por tratamento da
rocha.
♦ Dependendo do tratamento a que são sujeitas, as diatomáceas são utilizadas
sob 3 formas:
♦ diatomáceas naturais
♦ diatomáceas calcinadas
♦ diatomáceas calcinadas com fundente (CaCl2, CaCO3)
Filtração
Diagrama de fabricação das terras de diatomáceas
Trituração
Presecagem a 450 ºC
Moagem
Secagem
Depuração pneumática
Fraccionamento
por ciclone
Forno rotativo
850 a 950 ºC
Adição de fundente
2a8%
Diatomáceas
naturais
Moagem fina
Forno rotativo
900 a 1100 ºC
Depuração pneumática
Moagem fina
Fraccionamento
por ciclone
Depuração pneumática
Diatomáceas
calcinadas
Fraccionamento
por ciclone
Observação microscópica de diatomáceas
Diatomáceas
calcinadas
com fundente
Filtração
Características dos diferentes tipos de
terras de diatomáceas
♦ Diatomáceas naturais
De cor cinzenta, são pós muito finos, dão filtrações apertadas, boas
clarificações, mas velocidade de escoamento lenta. Podem conter resíduos de
matéria orgânica. Pouco utilizadas actualmente.
♦ Diatomáceas calcinadas
De cor rosa, são pós isentos de matéria orgânica, de granulometria grosseira,
permitem filtrações finas com débitos satisfatórios.
♦ Diatomáceas calcinadas com fundente
Diatomáceas activadas por calcinação em presença de cloreto ou carbonato de
cálcio, originam um pó esbranquiçado de granulometria ainda mais grosseira, a
filtração é mais grosseira, mas mais rápida.
Filtração
ADJUVANTES DE FILTRAÇÃO
CELULOSE
♦ Trata-se de uma macromolécula que resulta da polimerização de um
grande número de moléculas de glucose,
glucose formando pequenas fibras.
♦ As misturas de celulose utilizadas para filtração provêm da madeira de
pinheiro, bétula e faia, sujeitas a tratamentos especiais: trituração e
desagregação química (para dissolução da lenhina e libertação das fibras),
seguidas de lavagem para purificação da pasta. A pasta já seca, sujeita a
tratamento mecânicos de diversa intensidade, dá origem a diferentes
granulometrias e poderes filtrantes.
♦ Na filtração dos vinhos, usa-se a celulose sob a forma de fibras para
fabricação de placas, e em pó para sozinha ou misturada com outros meios
filtrantes ser usada na preparação de camadas filtrantes.
Filtração
CELULOSE (Cont.)
♦ A celulose utilizada na filtração é relativamente pura, no entanto, é
recomendável efectuar uma lavagem com água, para evitar os aromas de
papel que pode transmitir ao vinho.
♦ Até 1980 a celulose usada na fabricação de placas possuía uma carga
electrocinética negativa, uma vez que era usada conjuntamente com o
amianto (este foi interdito por razões higiénicas no ano de 1980 - reputado
cancerígeno por inalação das fibras).
♦ Actualmente usa-se celulose com carga electrocinética positiva,
positiva só ou
misturada com diatomáceas, perlite ou polietileno.
polietileno
Filtração
ADJUVANTES DE FILTRAÇÃO
PERLITE
♦ Trata-se de um silicato de alumínio, proveniente do tratamento de uma
rocha vulcânica,
vulcânica constituída por elementos esféricos com a aparência de
pérolas.
♦ Expande-se 10 a 20 vezes, quando sujeita a 1000 ºC, tratamento este que lhe
diminui a densidade e aumenta a sua porosidade. Em função do tratamento,
obtêm-se assim, uma gama de pós brancos ligeiros, de diferentes
granulometrias.
♦ É utilizada como adjuvante na filtração de mostos e outros líquidos
muito turvos.
turvos
Em relação às diatomáceas,
ceas a elevada porosidade permite alongar os
ciclos de filtração e a sua baixa densidade permite utilizar menor quantidade
de adjuvante; Tem menor poder adsorvente.
♦ São abrasivas,
abrasivas pelo que podem provocar o desgaste rápido das bombas
doseadoras.
Filtração
MATERIAIS DE FILTRAÇÃO
PLACAS FILTRANTES E MÓDULOS LENTICULARES
♦ As placas filtrantes são cartões permeáveis compostos de fibras celulósicas,
associadas a compostos granulosos como diatomáceas, perlite ou resinas
catiónicas (para aumentar a carga eléctrica).
♦ Estas placas são montadas em filtros de quadros ou filtros de campânula;
campânula
designando-se, neste caso, módulos lenticulares.
♦ Em função do limiar de retenção nominal pretendido (placas de desbaste,
clarificantes ou esterilizantes),
esterilizantes preparam-se distintas misturas de fibras que são
mais ou menos trituradas e postas em suspensão em água.
gua Seguidamente são
prensadas sob vácuo (filtro de tela com constante agitação da suspensão), secas
e cortadas:
cortadas dimensões de 40x40 ou 60x60 as mais frequentes.
♦ O volume de canais (poros) representa 70 a 85% do volume total da placa.
♦ A retenção das partículas faz-se por crivagem e por um fenómeno de
adsorção devida à diferença de potencial electrocinético, entre a parede do poro
(carga positiva) e a partícula (carga negativa) (Potencial Zeta)
Filtração
MATERIAIS DE FILTRAÇÃO
MEMBRANAS
♦ Em Enologia as membranas sintéticas de poros calibrados são utilizadas para
diversas operações: ultrafiltração (poros de 0,002 a 0,1 μ), microfiltração frontal e
tangencial (0,1
a 10 μ) , osmose inversa (0,001
a 0,01 μ).
(
(
♦ Para a microfiltração de vinhos (frontal), os ∅ dos poros mais comuns são: 0.45, 0.65,
1e2μ
♦ As características das membranas compreendem a(o) sua(seu):
• eficácia de retenção,
ão isto é, ∅ dos poros conhecido e homogéneo
• débito de permeação (filtração) elevado
• boa resistência mecânica, química e térmica
♦ Diferentes gerações de membranas de microfiltração:
ão
1ª geração ⇒ à base de acetato de celulose - baixa resistência aos micro-organismos,
mecânica, temperatura e pH
2ª geração ⇒ mais resistentes e fabricadas a partir de polímeros, como polisulfonato e
poliacrilonitrilo
3ª geração ⇒ As mais recentes, são membranas minerais, que possuem boa resistência
mecânica, térmica e química. Têm uma durabilidade quase ilimitada (microf. tangencial)
Filtração
MEMBRANAS (Cont.)
♦ As membranas são fabricadas por evaporação de um solvente que cria os
poros ao atravessar a superfície do material utilizado.
utilizado Estas membranas
assemelham-se mais a uma esponja, do que a um crivo. São plissadas, para
aumentar a sua superfície. Apresentam-se sob a forma de módulos,
dulos tendo
normalmente, cada um deles, uma superfície de 0,82 m2. Vários módulos (1 a 4)
podem ser agrupados dentro da mesma campânula.
♦ Tipos de membranas:
• Ester de celulose - permeabilidades elevadas, boa capacidade de filtração, de
fácil manipulação. Apresentam os inconvenientes já referidos. As misturas,
associando acetato e nitrato de celulose, são biologicamente estáveis, esterilizáveis
a quente ou quimicamente
Filtração
MEMBRANAS (Cont.)
• Poliamida ⇒ Em relação às anteriores, apresentam melhor estabilidade térmica e
química (Nylon 66)
• Fluoreto de polivinilideno ⇒ Boa estabilidade térmica, química e mecânica
• Politetrafluoroetileno ⇒ Obtidas por extrusão de filmes polimerisados
parcialmente cristalizados. Boa resistência química, mecânica e térmica
(esterilizáveis pelo vapor)
• Polipropileno ⇒ A estrutura em profundidade permite múltiplos níveis de filtração.
Também para pré-filtração
• Fibra de vidro ⇒ Pré-filtração e filtração final. Limiar de retenção variável ( 1 a 40
μ). Boa resistência mecânica (4 bar de pressão diferencial a 80 ºC)
• Cerâmicas ⇒ Inertes e inalteráveis. Fabricadas de oxidos de alumínio, zircónio e
titânio. Usadas principalmente na microfiltração tangencial.
Filtração
1 - Crivagem
MECANISMOS DE RETENÇÃO DAS PARTÍCULAS
2 - Adsorção
Legenda
a - Crivagem: as partículas, rígidas, tem
maior diâmetro que os poros. O filtro
colmata progressivamente. O volume
filtrado decresce continuamente, até se
tornar nulo.
b - Crivagem: as partículas, deformáveis
(pressão elevada), penetram no interior dos
canais, colmatando-os. O débito decresce
rapidamente.
c - Adsorção e crivagem: as partículas
penetram no interior dos poros e são
retidas ou por adsorção ou mecanicamente
em certos sítios. A colmatagem é lenta e os
ciclos longos.
d - Adsorção: as partículas, de pequena
dimensão, penetram nos poros, sendo
adsorvidas na superfície interna da camada
filtrante, até se atingir a saturação, saindo
então o líquido tão turvo quanto entrou
Filtração
FILTRAÇÃO POR TERRAS
♦ Técnica de filtração que recorre à aluvionagem em contínuo - após a
constituição da pré-camada de filtração, as diatomáceas são adicionadas
permanentemente ao vinho turvo,
turvo antes da sua passagem no filtro. A camada
filtrante aumenta continuamente de espessura; a camada externa nunca
colmata.
♦ A duração dos ciclos de filtração é limitada pela distância entre os
elementos filtrantes e pelo aumento da pressão diferencial (aumenta 0,1 a
0,2 bar cada hora, não se devendo ultrapassar 4,5 bar.
bar Inicialmente cifra-se
em 0,5 bar).
♦ Tipo de filtração, reservado,
reservado na maioria das vezes, aos vinhos em bruto;
bruto
no entanto, existem hoje diatomáceas apertadas, que permitem preparar os
vinhos para o engarrafamento. Também utilizada após a estabilização tartárica.
♦ Um dos inconvenientes que mais vezes é apontado a este tipo de filtração é
a rejeição no meio ambiente de grande quantidade de diatomáceas,
ceas que é
uma fonte de contaminação.
ão Bem como, quem manipula o filtro se encontrar
num ambiente saturado de poeiras.
Filtração
FILTRAÇÃO POR TERRAS
ESQUEMA GERAL DE UM FILTRO DE TERRAS
MATERIAL DE FILTRAÇÃO
Características: pratos horizontais, filtração residual externa,
extracção do bolo por rotação
LEGENDA DA FIGURA:
1 - Motorização para extracção do bolo
2 - Campânula com elementos filtrantes
horizontais
3 - Abertura para evacuação do bolo
4 - Rampa de lavagem dos elementos
filtrantes
5 - Filtro para filtração residual (externo)
6 - Bomba de doseamento de adjuvante
de filtração
7 - Reservatório de suspensão do adjuvante
de filtração com agitador
8 - Bomba principal de alimentação
9 - Indicador de débito
10 - Entrada do vinho com pré-filtro
Filtração
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM FILTRO DE TERRAS
4 Fases de ciclo de filtração sobre pré-camada de diatomáceas
Formação da pré-camada: O filtro é cheio de água ou vinho
filtrados, recirculando em circuito fechado. A suspensão de
adjuvantes é injectada no circuito e retida pela malha dos
elementos filtrantes. Formam-se 2 camadas: 1ª mecânica adjuvante grosseiro (>1 Darci), 2ª -igual ao adjuvante a usar
durante a filtração.
Filtração: O vinho a filtrar é alimentado pela bomba principal, juntandose-lhe continuamente uma quantidade pré-fixada de adjuvante. As
partículas a separar juntamente com o adjuvante são retidas na précamada, formando um bolo uniforme e poroso.
Filtração residual: Durante a fase de formação da pré-camada
na campânula, forma-se igualmente uma no filtro residual. Este
filtro serve unicamente para filtrar o vinho contido na
campânula no final do ciclo de filtração.
Evacuação do bolo e lavagem: O bolo é rejeitado por rotação dos
elementos filtrantes e caem no fundo da campânula, donde são
extraídos pela abertura em baixo. Os elementos filtrantes são
lavados por meio da rampa de lavagem.
Filtração
QUANTIDADE E TIPO DE DIATOMÁCEAS USAR PARA A FILTRAÇÃO POR TERRAS
1ª Pré-Camada
Produtos a
filtrar
Vinho novo
(1ª filtração
Dezembro)
Vinho de prensa
Vinho durante o
estágio (1 ano)
Vinho antes do
engarrafamento
(antes das
placas filtrantes)
Vinho antes do
engarrafamento
(antes das
membranas)
2ª Pré-Camada
Aluvionagem em
contínuo
Qualidade Quantidade Qualidade Quantidade Qualidade Quantidade
(Darci)
(Kg/m2)
(Darci)
(Kg/m2)
(Darci)
(g/hl)
Débito
hl/h/m2
2–3
0,5
2–3
0,5
2–3
200 – 300
5
2–3
0,5
2–3
0,5
2–3
200 – 400
5
1–2
0,5
1–2
0,5
1–2
50 – 200
10
1
0,5
0,4 – 1
0,5
0,4 – 1
20 – 50
15
1
0,5
0,06 – 0,4
0,5
0,06 – 0,4
20 – 50
15
Filtração
PERMEABILIDADES DE DIATOMÁCEAS DE VÁRIOS FABRICANTES
Filtração
FILTRAÇÃO POR PLACAS OU MÓDULOS LENTICULARES
♦ Utilizada normalmente aquando do engarrafamento dos vinhos, afim de
obter perfeita limpidez e estabilidade microbiológica.
gica
♦ Os equipamentos:
equipamentos chassis construídos em aço inoxidável, com quadros em
aço inoxidável ou material plástico. As placas e os quadros são justapostos
alternadamente. (O vinho deve sair pela face reforçada da placa)
♦ Tipos de placas: desbaste, clarificantes e esterilizantes (limiar de retenção
nominal)
♦ Preparação do vinho:
vinho Para se obterem débitos interessantes e ciclos longos,
os vinhos devem ser correctamente pré-clarificados (sedimentação
expontânea, colagem, filtração por terras, centrifugação). É recomendável a
filtração por terras, pouco tempo antes da filtração por placas (1 semana).
♦ Características que deve ter um vinho antes de ser filtrado por placas:
turbidez < 1 NTU
IC
< 250 [ICM < 125]
Nº microorganismos viáveis < 100 / ml
Filtração
FILTRAÇÃO POR PLACAS OU MÓDULOS LENTICULARES
PREVISÃO DE COMPORTAMENTO DE UMA FILTRAÇÃO INDUSTRIAL
♦ CÁLCULO DO IC e ICModificado
Condições: Membrana de 0,65 μ, ∅ 25 mm, pressão diferencial de 2 bar
IC = T400 - 2 T200
T400 - tempo necessário para filtrar 400 ml (centésimos de minuto)
T200 - tempo necessário para filtrar 200 ml (centésimos de minuto)
ICM = 2 (T400 - T200)
♦ Cálculo do VMAX (Volume máximo filtrável)
Condições: pressão diferencial de 0,5 bar
VMAX = (T2 - T1) / (T2 / V2) - (T1 / V1)
T1 - 1 hora
T2 - 2 horas
V1 - Volume filtrado ao fim de 1 hora
V2 - volume filtrado ao fim de 2 horas
Filtração
FILTRAÇÃO POR PLACAS OU MÓDULOS LENTICULARES
♦ Pressão diferencial máxima:
Placas de desbaste
Placas clarificantes
Placas esterilizantes
⇒ 2,5 bar
⇒ 1,5 a 2 bar
⇒ 1 a 1,2 bar
♦ Débitos recomendados:
Placas clarificantes
Placas esterilizantes
⇒ 700 l/h/m2
⇒ 350 l/h/m2
♦ Utilização no mesmo filtro de placas de diferente permeabilidade - quando
o vinho não se encontrar bem preparado para a filtração por placas, é possível o vinho
ser sujeito, numa única operação, a duas filtrações, usando-se um filtro com câmara de
inversão
♦ Esterilização do filtro - Todas as manhãs deve esterilizar-se o filtro, fazendo
circular água a 90 ºC, a baixa pressão (0,2 bar), durante 20 minutos. Deve
seguidamente arrefecer-se o filtro, por circulação de água pré-filtrada. Este
volume de água é suficiente para o afrancamento do filtro. Deve-se eliminar a
água residual e rejeitar o primeiro vinho a ser filtrado (1 litro por placa).
Filtração
ESCOLHA DA PLACA MELHOR ADAPTADA À FILTRAÇÃO DE UM VINHO
Antes da
filtração
Placa
Nº 3
Placa
Nº 5
Placa
Nº 7
Placa
Nº 10
Placa
Esterilizante
1,0
0,78
0,69
0,44
0,34
0,34
Leveduras viáveis
(células / 100 ml)
800
50
15
5
<1
<1
Bactérias viáveis
(células / 100 ml)
9500
2100
900
130
<1
<1
0
0
0
5
5
Turbidez (NTU)
Polissacarídeos
(diminuição - %)
Filtração
FILTRO DE PLACAS
LEGENDA:
a - Filtro de placas
convencional
b - Filtro de placas com
câmara de inversão
Filtração
FILTRAÇÃO POR MÓDULO LENTICULAR
♦ Meios filtrantes semelhantes a placas filtrantes,
são montados em campânulas. Os riscos de fuga
causados por pressões elevadas, são nulos,
comparativamente à filtração por placas.
♦ Módulos de ∅ 284 mm (1,8 m2) e ∅ 410 mm
(3,7 m2), podendo ser colocados 1 a 4 módulos na
mesma campânula.
♦ Para serem economicamente interessantes, os
módulos devem funcionar durante vários dias.
Para tal, é necessário, regenerar o filtro todos os
dias, fazendo circular água a 45 ºC, no sentido da
filtração. Esta operação deve ser seguida de
esterilização a 85 ºC.
Filtração
FILTRAÇÃO POR MEMBRANAS
♦
Utilizada
imediatamente
antes
do
engarrafamento, sobretudo quando se procura a
esterilização “absoluta” do vinho.
vinho
♦ São fornecidas sob a forma de cartuchos,
dependendo o débito do número de cartuchos.
Geralmente dimensiona-se o filtro (nº de
cartuchos) em função do débito da enchedora,
porque funcionam em linha.
♦ Equipamento:
Equipamento um ou mais cartuchos são
montados dentro de uma campânula de aço
inoxidável (housing de filtração), existindo ainda
torneiras de entrada e saída e manómetro.
♦ A eficácia de retenção de partículas é função do
diâmetro dos poros. Na microfiltração de vinhos
usam-se membranas com poros de diâmetro
compreendido entre 0,45 - 10 μ (1,2 - 0,65 - 0,45)
Filtração
FILTRAÇÃO POR MEMBRANAS
♦ Utilização de pré-filtros: para evitar a
colmatagem rápida utiliza-se correntemente um
pré-filtro ( em fibra de vidro, polipropileno ou éster
de celulose), de ∅ de poro superior ao filtro final.
♦ Preparação dos vinhos para a filtração:
Determinação do IC
Determinação do VMAX
IC = T400 - 2 T200
IC deve ser menor que 20 ou ICM < 10
VMAX = (5 - 2) / (5 / V5) - (2 / V2)
Se VMAX > 5000 ⇒ Colmatagem lenta
Se VMAX < 4000 ⇒ Colmatagem rápida
Filtração
FILTRAÇÃO POR MEMBRANAS
♦ Débito de filtração: teórico - 800 l/h/m2 (1440
l/h/cartucho de 1,8 m2), no entanto, para evitar a
colmatagem rápida, deve-se operar a metade deste
valor (400 l/h/m2 ⇒ 720 l/h/cartucho).
l/h/cartucho
♦ Pressão diferencial: Embora as membranas
suportem pressões até 7 bar, não se deverá exceder 3
bar,
bar sendo mesmo possível operar a 1 bar se os
débitos forem baixos
♦ Esterilização do filtro: A esterilização deve ser feita
com vapor ou água quente (pré-filtrada) a 90 ºC,
circulando durante 20 minutos a baixa pressão (0,2
bar) e no sentido normal da filtração. Seguidamente
deve ser arrefecido por recirculação de água fria,
previamente filtrada.
Filtração
FILTRAÇÃO POR MEMBRANAS
♦ Teste de integridade da membrana: Todas as
manhãs, após a esterilização do filtro, deve-se realizar o
teste de integridade ⇒ encher o filtro de água e
esvaziá-lo seguidamente; fechar todas as torneiras;
colocar os cartuchos sob pressão de ar comprimido ou
azoto (0,9 bar para membrana de 0,65 μ); abrir a
torneira de saída; a pressão deve manter-se durante 5
minutos.
♦ Regeneração dos cartuchos no final de uma
jornada de trabalho: Circulação de água pré-filtrada a
40 ºC, durante 15 minutos, normalmente no sentido
normal da filtração, sendo seguidamente esterilizado.
Os cartuchos de pré-filtração devem ser sujeitos às
mesmas operações, devendo no entanto efectuar-se
em contra-corrente.
Filtração
FILTRAÇÃO TANGENCIAL
♦ O líquido circula paralelamente à superfície
filtrante (uma membrana).
♦ Aplicações enológicas:
- clarificação de mostos
- preparação de bebidas de baixo teor alcoólico
- clarificação dos vinhos (numa única operação)
LEGENDA
1 - entrada do vinho
2 - bomba de alta pressão
3 - módulo contendo a membrana filtrante
4 - saída do vinho filtrado (permeado)
5 - refrigeração
6 - saída das impurezas
7 - bomba de circulação
Filtração
Placa
esterilizante
após
diatomácea
larga
Membrana
0,65 μ, após
diatomácea
apertada
Placa
clarificante
após
diatomácea
larga
Diatomácea
apertada
(0,35 darci)
Diatomácea
larga (2,3
darci)
Testemunha
EFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAÇÃO SOBRE A COMPOSIÇÃO DE UM VINHO BRANCO
0,084
0,087
0,083
0,079
0,080
0,078
71
69
68
67
68
66
totais
570
540
517
521
518
454
Alcoois superiores
317
312
312
308
309
291
3,5
3,5
3,4
3,4
3,2
2,9
14,3
14
12,8
13,8
13,7
12,3
4,3
4,2
4,0
4,4
4,0
3,8
Cor
Taninos
Polissacarídeos
Acetatos de
alcoois
Ác, gordos
voláteis
Esteres etílicos de
ác. gordos
Filtração
Diatomácea
larga
(1,5 darci)
Diatomácea
apertada
(0,06 darci)
Placa
clarificante
após
diatomácea
larga
Placa
esterilizante
após
diatomácea
larga
Membrana
0,65 μ, após
diatomácea
apertada
Testemunha
EFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAÇÃO SOBRE A COMPOSIÇÃO DE UM VINHO TINTO
426
420
389
380
385
342
totais
650
630
607
625
620
562
Polifenóis totais
41
40
39
40
39
37
Taninos
2,7
2,6
2,4
2,5
2,4
2,3
Antocianas
252
243
225
240
230
208
corante
0,53
0,54
0,62
0,59
0,59
0,57
Tonalidade
0,81
0,79
0,81
0,78
0,80
0.80
Polissacarídeos
livres
Polissacarídeos
Intensidade
Filtração
COMPARAÇÃO ENTRE OS EFEITOS DA COLAGEM E DA FILTRAÇÃO
FILTRAÇÃO
clarifica mais rapidamente
obtém-se uma boa limpidez mesmo a partir de um vinho bastante turvo
(podendo voltar a turvar passado algum tempo)
COLAGEM
permite obter a estabilidade da limpidez (estabilidade da matéria corante,
prevenção da casse férrica)
♦ Para a preparação de um vinho para o engarrafamento, é normalmente
necessário recorrer às duas técnicas:
⇒ Uma colagem antes da filtração melhora o rendimento do filtro
⇒ Uma filtração grosseira de um vinho jovem antes da colagem torna-a
mais fácil e rápida