Die dynamische Cross-Flow-Filtration wird immer beliebter. Die Möglichkeit eines hilfsmittelfreien, kontinuierlichen Betriebs bietet qualitative und wirtschaftliche Vorteile gegenüber Zentrifugen und Pressverfahren während der verschiedenen Stufen der Klärung. Damit nehmen NDCF-Anlagen direkten Einfluss auf Aroma, Geschmack und Erscheinungsbild des Weines.
Gerade bei der Vorklärung des Mostes, beim Abstich bzw. Schönungstrub oder auch nach der Kristallisierung erweisen sich dynamische Crossflow-Filtersysteme (NDCF) als besonders vorteilhaft. Gegenüber Vakuumdrehfiltern oder Kammerfilterpressen kommen sie ohne Hilfsmittel wie Perlite, Zellulose oder Kieselgur raus. Die vollautomatische Arbeitsweise erlaubt zudem einen personalfreien 24-h-Betrieb. Auch Abfallmengen und Entsorgungsaufwand der Weinkellereien werden verringert und somit Betriebskosten reduziert.
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Vielseitig einsetzbar
Die Kellereien stehen teils unter enormem Druck die Qualität ihrer Produkte zu erhöhen, da deutsche Discounter vermehrt hochwertige Weine aus aller Welt günstig anbieten. Auch verschärfte Vorschriften machen es nicht leichter, wirtschaftlicher zu produzieren. Mit der Einführung des dynamischen Cross-Flow-Filters stellte sich Novoflow der Herausforderung eine Lösung zu entwickeln, um die Trubfiltration effektiver und wirtschaftlicher zu machen. Das System dient nicht nur nach der Lese zur Filtration des Mosttrubs, sondern bietet Flexibilität über die nahezu gesamte Periode der Weinherstellung.
NDCF-Anlagen kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein flüssiges Medium mit einem hohen Feststoffgehalt zu klären ist. Das ist bei der Mostklärung vor der Gärung der Fall. Die Klärung mit keramischen Membranen befreit den Most von Bestandteilen, die eine Trübung verursachen bzw. von Mikroorganismen und anderen Ablagerungen, die sich beispielsweise auf der Haut der Trauben befinden. Auf diese Weise werden eine unkontrollierte Gärung und das Auftreten von unerwünschten Gerüchen und Aromen vermieden.
Darüber hinaus lassen sich die Filtersysteme zur Aufbereitung für folgende Sedimente/Rückstände einsetzen:
- Zentrifugenausträge aus der Mostklärung
- Sedimente nach der Gärung, Hefe aus erster und zweiter Selbstklärung (Feinhefe)
- Schönungsbehandlungssedimente
- Rückstände aus der Cross-Flow-Mikro-Filtration (Retentate)
- Sedimente aus der Weinsteinbehandlung
- Sedimente aus Entsäuerungsschritten
Insgesamt sind 10 % der gewonnenen Weine im Sediment enthalten und bedürfen einer weiteren Behandlung. Die traditionell für diese Zwecke genutzten Systeme sind Drehfilter und Filterpressen. Die dynamische Cross-Flow-Filtration mit rotierenden Keramikmembranen zeigt jedoch wesentliche Vorteile, auch mit dem Ziel die Sauerstoffaufnahme zu reduzieren und damit die Qualität der filtrierten Produkte zu verbessern. So muss beispielsweise der Wein nicht mehr in minderwertigen Qualitäten verschnitten werden, sondern kann den werthaltigen Originalchargen zugeführt werden.
NDCF-Anlagen benötigen im Gegensatz zu herkömmlichen Anlagen keine Hilfsstoffe und verursachen keine höheren Kosten bei der Beseitigung der Rückstände. Die Reinigung der NDCF-Anlagen wird vollautomatisch durchgeführt und gestaltet sich ebenfalls einfacher als in einem Drehfilter. Die Systeme können soweit automatisiert werden, dass sie z. B. nach einer Reinigung erneut selbstständig starten oder auf ein neues Produkt umschalten.
Fast kein Sauerstoffeintrag
Die dynamischen Cross-Flow-Filter weisen bei deutlicher Senkung der Service- und Betriebskosten eine grundlegend verbesserte Durchsatzleistung auf. Gleichzeitig wurde aber darauf geachtet, dass der spezifische Energiebedarf sehr niedrig liegt. Die NDCF-Anlagen werden mit Keramikscheiben unter Druck betrieben, sodass der Sauerstoffeintrag stark reduziert wird. Dies ist ein wesentlicher Faktor für den Einsatz bei der Klärung von sauerstoffempfindlichem Wein, Most, Bier oder Fruchtsaft. Gleichzeitig ist die Anlage so konstruiert, dass die Maschine einfach zu reinigen und voll CIP-fähig ist. Einen niedrigen Energieverbrauch erreicht die NDCF-Anlage über die Ent-koppelung von Druck und Querstromgeschwindigkeit.
Vorteile nutzen
NDCF-Anlagen nutzen die Zentrifugalkräfte, Wandschubspannungen und Turbulenzen, um feste sowie flüssige Bestandteile vom Unfiltrat zu trennen. Dazu wird das Produkt in einen Edelstahlbehälter mit gestapelten Keramikscheiben eingebracht, die sich mit 7 m/s drehen. Durch die dabei auftretenden Zentrifugalkräfte werden Partikel mit höherer Dichte von der Scheibenoberfläche ferngehalten. Der Druck ist unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und im Gegensatz zu herkömmlichen Cross-Flow-Verfahren eher niedrig und somit schonender für das Produkt. Durchschnittlich werden Mosttrub oder Hefegeläger mit Drücken deutlich unter 2 bar behandelt. Der Einsatz von Verdrängerpumpen garantiert eine schonende Behandlung des Produktes. Auch ist durch den Einsatz von Trenngrenzen unter 0,2 µm oder 60 nm eine sterile Filtration sowie von der ersten Sekunde an ein klares Filtrat garantiert.
Die verwendeten Keramikmembranen garantieren eine inerte Filtration, d. h. es gibt keine Geschmacksveränderung der Säfte und Weine durch Auswaschung von z. B. Weichmachern oder anderen Stoffen wie es beim Einsatz von Polymermembranen der Fall ist. Gerade nach einer chemischen Reinigung tritt dieses Phänomen häufig beim Einsatz von polymeren Membranen auf. Auch ist die Lebensdauer der Keramikmembranen deutlich höher als bei herkömmlichen.
Novoflow bietet Anlagen für Kleinbetriebe wie auch für Großkellereien an. Leistungen von nur 20 bis zu 20 000 l/h können problemlos abgedeckt werden. Sie ermöglichen eine Reduzierung der Weintrübung auf deutlich unter 1 NTU. Dank einer ausgeklügelten Anlagensteuerung stehen zwei verschiedene Betriebsweisen zur Verfügung.
- Der eingedickte Schlamm verlässt kontinuierlich die NDCF-Anlage, dessen Feststoffgehalt bis 70 v/v beträgt. Dadurch werden die Weinverluste sehr gering gehalten, der Lufteintritt vermindert und eine mechanische Belastung von Hefen und Trübstoffe durch Scherkräfte reduziert.
- Der Trub wir rezirkuliert und eine einstellbare Menge in den Vorlagebehälter zurückgeführt. Diese Betriebsweise erlaubt es, das System mit anfänglich niedriger Konzentration zu betreiben, was durchschnittlich höhere Durchflussleistungen sichert. Beide Betriebsmodi können an der Steuerung ausgewählt werden. Ebenso kann der Anwender verschiedene Betriebsweisen für unterschiedliche Produkte über eine Rezepturverwaltung abspeichern.
NDCF-Anlagen kommen für die kontinuierliche Extraktion von weißen oder roten Mosten, zur Klärung nach der Thermovinifikation bestimmter Rotweine, Getränke und Fruchtsäfte sowie für die kontinuierliche Aufbereitung von Gelägern zum Einsatz. Selbst ganz junge Weine können kurz nach der Weinlese mit oder ohne Gelatinebehandlung geklärt werden. Bei der Entwicklung des Verfahrens wurde besonderer Wert auf die organoleptischen Eigenschaften wie Geruch, Geschmack, Aussehen und Farbe gelegt.
Vegane Produkte im Trend
Der Trend zu veganen Produkten stellt die Winzer und Fruchtsaftbetriebe vor neue, teils unbekannte Probleme. Gerade die vegane Schönung mit Schönungsmitteln wie Erbsenproteinen, o.ä. ist eine Herausforderung für die Betriebe. Hier kommen die Vorteile des NDCF-Systems voll zur Geltung. Die in einem Fruchtsaftbetrieb eingesetzte Anlage kann Säfte nach der Enzymierung ohne Hilfsmittel verarbeiten, ebenso Säfte, die zum Beispiel mit Erbsenprotein geschönt wurden. Die teils deutlich längeren Sedimentationszeiten können durch den Einsatz der rotierenden dynamischen Cross-Flow-Filtration mit Keramikmembranen umgangen werden. Mit der Filtration kann direkt nach der Schönung begonnen werden.
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Franz Fastner
Geschäftsführer,Novoflow Umwelt- und Filtertechnik
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