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Verarbeitung, 10.03.2012

FILTRATION VON OBSTWEIN

Für die Möglichkeit der Filtration kennen wir verschiedene technologische Varianten. Kieselgurfiltration als Anschwemmfiltration, Schichtenfilter, Kerzenfilter, Cross-Flow Filter
Der moderne Konsument erwartet sich heute bei vielen Getränken ein klares Produkt. Nachdem in den letzten Nummern die Stabilisierung und die Schwefelung näher behandelt wurden, so darf ich diesmal die Filtration genauer bearbeiten. Um einen trüben Most, Saft, Edelbrand oder ein anderes Getränk blank zu bekommen ist zumeist eine Filtration oder eine Klärung mittels Separatornotwendig. Das Grundprinzip der Filtration ist, dass über oder durch ein feines Medium die zu klärende Substanz geführt wird. Die Trubstoffe bleiben am oder im Filterhilfsstoff zurück, was klare Medien ergibt.

Für die Möglichkeit der Filtration kennen wir verschiedene technologische Varianten. Alle Filtersysteme basieren aber immer auf der Verwendung von Filterhilfsmittel, wobei Cellulose und Kieselgur, sowie verschiedene Kunststoffe hauptsächlich in Verwendung stehen.
Diese Stoffe müssen vollkommen indifferent sein, das heißt das sie weder Geruchs- noch Geschmacksstoffe an die zu filtrierende Lösung abgeben. Gewöhnlich ist dies auch der Fall. Nur bei falscher Lagerung oder schon längere Zeit offenen Packungen kann es zu einem Fehlton kommen. Bei Kieselgur kann es bei einzelnen ungeeigneten Herkünften zu einem dumpfen, fauligen Erdton kommen, der besonders bei den ersten Teilen zu bemerken ist.


 

ALLGEMEINES ZU DEN FILTERHILFSSTOFFEN

Cellulose
Cellulose ist ein Polysaccharid und wird als organische Zellfaser aus Fichten und Buchenholz gewonnen. Diese Zellfasern werden zerkleinert, gekocht und gebleicht.
Nach diesem Vorgang wird die Zellulose getrocknet und ist verwendungsfähig.
Nachteilige Einflüsse auf das Getränk sind durch die Naturfasern weniger zu befürchten. Die Aufbewahrung erfordert allerdings Sorgfältigkeit, da die Cellulose sehr stark Fremdgeruch aufnimmt und diesen auch wieder an das Getränk abgeben kann.
Loses Material muss trocken und staubfrei, möglichst in Originalpackungen aufbewahrt werden. Allerdings wird loses Material nur noch bei kleinen Anschwemmfiltern (siehe Filtriertechniken) zur Branntweinfiltration verwendet.
Für Filterschichten gilt dasselbe, zudem kommt noch dazu, daß Brüche, Knicke und Durchbrüche zu vermeiden sind. Feste Schichten sind deshalb auch den weichen, lappigen vorzuziehen.

Kieselgur
Kieselgur sind Ablagerungen mikroskopisch kleiner fossiler Kieselalgen. Sie besteht aus den vorbehandelten verkieselten Schalen und Gehäusen von sogenannten Diatomeen, deren Gerüstsubstanz zu 85 – 90% aus Kieselsäure und zu etwa 4% aus Aluminiumoxid besteht.
Die Kieselgur wird bergmännisch abgebaut und anschließend chemisch aufbereitet, geglüht, vom Eisenanteil befreit, gemahlen und windgesichtet. Je nach Feinheit wird zwischen den verschiedenen Arten unterschieden. Es werden etwa 9 Kieselgurtypen
hergestellt, abgestuft in sehr grob bis sehr fein.
In der Praxis sind zwei Kieselgurtypen in Verwendung, die auch standardisiert erhältlich sind. Diese sind:
  • eine weiße mit einem mittleren Klär- und Durchlässigkeitsgrad
  • eine rötlich-braune die als Stoppgur wegen ihrer Feinheit bezeichnet wird.
Infolge des Zwanges Jungmoste oder auch Säfte klären zu müssen, ist die Kieselgurfiltration neben dem Separator wegen ihrer wirtschaftlichen Eigenschaften in den Vordergrund getreten.
 

DIE WICHTIGSTEN FILTRIERTECHNIKEN

Unter den heute in den Betrieben verwendeten Klärfiltern kommen folgende Systeme vor.
  • Kieselgurfiltration als Anschwemmfiltration
  • Schichtenfilter
  • Kerzenfilter
  • Cross-Flow Filter
Für die Klärung von Most kommen allerdings nur Kieselgurfilter und Schichtenfilter in Frage. 



Die Kieselgurfiltration 
Das Prinzip dieser Filter arbeitet nach folgendem System. Das trübe Getränk wird an einer Dosierpumpe vorbeigeführt und mit Kieselgur versetzt. Der mit Kieselgur beladene Wein wird dann entweder über feine Gitter, oder feine Siebplatten geführt, wo sich die Kieselgur anlagert und zu einer festen Schicht wird, worin alle Trubstoffe hängen bleiben.
Dabei stehen zwei verschiedene Arten an Geräten zur Auswahl.
Anschwemmschichtenfilter sind gewöhnliche Schichtenfilter, die anstelle der normalen Schichten sogenannte Kieselgurrahmen eingefügt haben, damit das Trubaufnahmevermögen drastisch gesteigert wird. Kieselgurrahmen gibt es für Filter ab einer  Rahmengröße von min. 40 cm. Die zugesetzte Gur verringert die Aufnahme von Trub entsprechend, da der Trubraum pro Kammer mit ungefähr 5 Liter beschränkt ist.
Die aufzuwendende Menge von 1–5 kg Gur pro 1.000 Liter Most ist recht variabel. Wichtig ist noch, daß man die üblichen Pumpen nicht mit Kieselgur konfrontieren darf, da die Kieselgur die Pumpenkörper durch gleichmäßige Reibung zerstört. Die Pumpe ist deshalb dem Dosiergerät vorzuschalten.
Mittels dieser Filtrationsmethode ist es auch möglich Gärungstrub oder Schönungstrub zu filtrieren, was bei größeren Mengen die Ausbeute entsprechend erhöht.
Die Arbeit mit einem Kieselgurrahmen erfolgt wie nachstehend beschrieben.
Das zusammengestellte System benötigt zuerst eine Voranschwemmung, um die Stützschichten (siehe Schichtenfiltration) zu entlasten. Pro Rahmen von einer Größenordnung von 40 cm sind dazu etwa 200 Gramm einer mittleren bis groben Gur und gegebenfalls etwas Zellulose-Filtermaterial beizumischen. Damit sich diese Voranschwemmung bildet, nimmt man einen möglichst klaren Getränkeanteil und pumpt „rund“, bis ein klares Filtrat (zumeist zirka 10 Minuten) den Filter verläßt. Auf den Stützschichten hat sich nun eine Filterschicht gebildet. Für die Voranschwemmung kann man das Dosiergerät selbst verwenden. Danach wird die Ausgangsseite zuerst verschlossen und danach auf die Filtration umgestellt. Das Dosiergerät soll dann etwa folgende Gurmengen dazumischen.
Gurmenge für 1.000 Liter Getränk
Trüber Most         4 - 5 kg
zum 1. Abziehen 3 - 4 kg
Säfte                   5 - 6 kg
Das Dosiergerät kann die Menge automatisch oder halbautomatisch in das Getränk einbringen. Vollautomaten sind allerdings bedeutend teurer und vielfach nur im überbetrieblichen Einsatz zu empfehlen.
Nach Abschluss der Filtration wird entleert und der Filterkuchen mechanisch entfernt.
Kesselfilter sind die derzeit stärker verwendeten Geräte, wobei bei Kesselfiltern der Name vom stehenden oder liegenden Behälter kommt, der kesselartig aussieht im Sinne von zylindrischem Wasserbehälter. Hier werden anstelle von Filterplatten und Stützschichten Filterelemente aus feinmaschigem Material verwendet, auf die die Voranschwemmung aufgetragen wird. Diese Geräte haben zumeist das Dosiergerät schon aufgebaut und sind somit in einem im Keller mobil. Die Filterelemente können aus Kerzen oder Tellern bestehen, die vertikal oder horizontal angebracht sind. Die Form der Filterelemente ist nicht unwichtig, weil der sich bildende Fruchtkuchen möglichst stabil sein soll und sich nicht bei zum Beispiel Druckstößen leicht lösen oder in sich zusammen fallen darf.
Kesselfilter sind zum bequemen Austrag kippbar angeordnet. Moderne und große Geräte tragen den Trub schon während der Filtration regelmäßig selbst aus, was das Gerät allerdings sehr stark verteuert.
Die Arbeit mit diesem Gerät erfolgt genau nach dem selben Schema wie bei der Anschwemmschichtenfiltration.
Der Trub sollte möglichst trocken sein, damit er kompostiert werden kann. Wichtig ist, dass Kieselgurtrub unter keinen Umständen in Kläranlagen gelangen darf, da er
  • die biologische Wirkung der Kläranlage stört und
  • die Abwasserrohre mit Kieselgur zusetzt, was betriebsintern oder auch im kommunalen Bereich teure Reparaturen erfordert.
 

DIE FILTRATION MIT SCHICHTENFILTER

Diese Art der Filter ist nach dem Prinzip der Filterpresse gebaut und unterscheidet sich daher grundsätzlich von den Anschwemmfiltern. Bei den Anschwemmfiltern ist das ganze Gehäuse eine Trubkammer. Die Siebelemente bilden die Klarkammern im Filter. Beim Schichtenfilter gibt es kein Gehäuse und keine gemeinsame Trubkammer, sondern jede Einzelplatte bildet abwechselnd Trubkammer oder Klarkammer.
Dadurch das Platten und Filterschichten in der Filterpresse fest zusammengepreßt werden, entsteht ein gut abgedichtetes System aus Trubkammern mit der Augenöffnung auf der Einlaufseite und Klarkammern mit der Öffnung auf der Ausgangsseite.
Das Unfiltrat wir durch Pumpendruck in den Filter befördert. Durch die Augen tritt es dann in den Filter ein, welchen es durchströmt um auf der anderen Seite wieder klar auszutreten. Dabei werden die Trubteilchen in der Filterplatte oder auf der Oberseite der Filterplatte zurückgehalten.
Durch die Oberflächenform der Platten wird das trübe Getränk gleichmäßig über die gesamte Oberfläche verteilt, um eine größtmögliche Ausnutzung der Filterschicht zu erreichen.
Vor der Anwendung sind Filterschichten ebenso wie neue Fässer weingrün zu machen nur genügt hier ein wässern, damit die Schichten aufquellen können und eventuelle Mißtöne, wie sie durch falsche Lagerung auftreten können zu entfernen.
 

ARBEITSWEISE MIT SCHICHTENFILTERN

  • Auswahl der richtigen Filterschicht für die gewollte Tätigkeit
  • Einlegen der Filterschichten zwischen die Platten, dass die glatte Seite zum Ausgang schaut und die raue Seite zur Einlassöffnung
  • Zusammenpressen der Filterplatten
  • Vorwässern der Schichten (ca. 10 min) mit klarem und sauberem Wasser.
  • Filtrieren des Getränks, wobei der erste Teil abgetrennt werden soll.
Je nach Größe der Filterschichten liegt die Stundenleistung ab 300 Liter aufwärts bis zu den ganz großen Schichtenfiltern, wo Schichten in einer Größenordnung von 120 mal 120 verwendet werden, die dann einige tausend Liter filtrieren können.
 

DIE FILTRATION MIT KERZENFILTERN

In den letzten Jahren hat auch die Filtration mit Kerzenfiltern stark zugenommen. Besonders schwierige Produkte, oder sehr hohe Reinheitsgrade können mit Kerzenfiltern, die ähnlich der Schichtenfilter arbeiten erreicht werden. Hierbei kommen wieder Cellulose, verschiedene Polystyrole und andere Kunststoffe zum Einsatz. Vorteil ist, vor allem bei Kunststoffkerzen und Membranen, dass eine genaue Größe eingehalten werden kann. Dies ist bei Cellulosefiltern wie sie in der Schichtenfiltration eingesetzt werden, nicht immer der Fall. Oftmals bieten Kerzenfilter auch noch den Vorteil, dass eine längere Einsatzzeit, sowie eine Reinigung der Kerzen möglich ist.
Je nach Anwendungsbereich, sowie Anwendungsmöglichkeiten stehen dem Produzenten verschiedene Kerzen, die auch zugleich angewandt werden können (2 oder 3 Kerzen in Serie), zur Auswahl.
 

DIE FILTRATION MIT CROSS FLOW FILTERN

Cross Flow Filter zählen derzeit sicher zu den besten Filtern, was sich auch mit einem besonders hohen Preis niederschlägt. Diese Filter arbeiten mit absoluten Membranen, durch die das Unfiltrat durchgedrückt wird. Gleichzeitig wird diese Membrane ständig durch überspülen gereinigt, so dass ein immer konzentrierteres Unfiltrat erreicht wird. Als besonderer Vorteil dieser Filtrationstechnologie ist die Möglichkeit verschiedenster Membrane, die an jeden pH Wert, sowie an jedes Produkt angepasst werden können.
Daneben können noch bei entsprechender Fläche der Membrane in einem Arbeitsgang auch sehr trübe Produkte filtriert werden. Vor allem bei der sterilen Filtration führen Cross Flow Filter zu ausgezeichneter Wirkung. Allerdings sind die Anschaffungskosten derzeit für den durchschnittlichen Mostbetrieb noch sehr hoch.
 

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