Sichere Filtration von Apfelessig

Dipl. Ing. Stefan Mennicken

Die Absolutfilterbeutel Lofclear 500 sind aus reinem Polypropylen gefertigt und entsprechen den FDA-Richtlinien. Die Sterilisation erfolgt mit Dampf bei einer Temperatur von 120 °C oder mit heißem Wasser. Die Filtergehäuse sind leicht zu reinigen. Aufgrund ihres mehrlagigen Aufbaus und dem patentierten Bypass-Transport-System eignet sich der Filterbeutel auch zur Abscheidung von gelartigen Partikeln, wie Hefen oder geliertem Zucker.

Ein Beutel besteht aus 35 Lagen mit einer aktiven Filterfläche von 2,8 m². Eine schnelle Verblockung wird durch den Schichtenaufbau verhindert, so daß der Beutel eine Feststoffmenge von bis zu 1 kg Feststoff aufnehmen kann. Außerdem verhindert der spezielle Aufbau, daß sich gelartige Teilchen durch den Beutel hindurchdrücken können. Dadurch sind selbst bei der Feinfiltration von verformbaren Teilchen mit Teilchengröße von ca. 1 bis 25 µm Abscheidegrade von über 95% erreichbar. Teure Membranfilterkerzen können auf diese Weise entweder geschützt oder vollständig ersetzt werden. Die Absolutfilterbeutel zeichnen sich durch eine lange Standzeit aus.

Bei Einsatz der Beutelfilter kann auf Filterhilfsmittel, wie sie bei der Anschwemmfiltration erforderlich sind, und auf die sehr großen Filterflächen der Schichtenfiltration verzichtet werden. Die Investitions- und Betriebskosten der Filtration reduzieren sich deutlich, da sich Arbeitsaufwand und Anlagengröße minimieren. Dies zeigt sich beispielsweise bei der Weinfiltration, wo der Ersatz der üblichen Schichtenfilter durch das Lofclear-System erhebliche Einsparpotentiale ermöglicht. Die Beutelfilter haben zum einen eine wesentlich geringere Rüstzeit, zum anderen reduziert sich der Verlust an Wein, der zusammen mit dem Filterelement weggeworfen wird, auf 40%. Außerdem wird das Lofclear-Filtersystem entsprechend den hygienischen Anforderungen geschlossen betrieben, wodurch sich der Geschmack des Weines durch Oxidation nicht verändern kann. Wie wichtig aber zusätzlich die Einhaltung von spezifischen Betriebsbedingungen für die Filtration ist, verdeutlicht im folgenden das Beispiel der Essigfiltration.

Um Essig vor Verkeimung zu schützen, wurden bei der Esina Feinkost GmbH in Chemnitz Filtrationsversuche mit dem Beutel Lofclear 523 D durchgeführt. Als Versuchsmedium diente ein Branntweinessig mit geringem Extraktgehalt und ein Apfelessig mit einem sehr hohen Extraktgehalt. Für die ersten Filtrationsversuche wurde dazu mit einem Volumenstrom von 5 m³/h je Beutel und einem maximalen Differenzdruck von 0,6 bar gearbeitet. Während sich nach der Filtration von Branntweinessig keine Kulturen in den Rückstellproben bildeten, entwickelten sich dagegen in den Rückstellproben des wesentlich extraktreicheren Apfelessigs Kulturen.

Um diese unerwünschte Kulturenbildung ohne Einsatz von Membranfilterkerzen zu verhindern, wurde zunächst der Volumenstrom auf 1 m³/h je Beutel reduziert. Als Folge des geringeren Volumenstromes und der damit verbundenen günstigeren Strömungsbedingungen hält das Filtermaterial die Partikel leichter zurück. Außerdem erhöht sich dadurch die Feststoffaufnahmekapazität. Um das Durchdrücken von Einzellern durch die Beutel zu verhindern, wurden diese schon bei einem Differenzdruck von 0,03 bar gewechselt. Eine sanfte Führung der Pumpe vermied dabei eine Kontamination des Filtrates durch Anfahr- und Pulsationseffekte.

Bei der Apfelessigfiltration bewährte sich außerdem die mehrstufige Filtration über den gleichen Beutel. Eine Untersuchung der Rückstellproben, die nach jeder Filtrationsstufe bei einer Temperatur von 25 °C für sechs Wochen beobachtet wurden, ergab nach jedem Filterdurchlauf eine deutliche Abnahme der Kulturenbildung. Schon nach drei Filterstufen bildeten sich im filtrierten Apfelessig keine Kulturen mehr.

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