Filtração dos Vinhos

FILTRAFILTRAÇÇÃO DOS VINHOSÃO DOS VINHOS

CURSO INTENSIVO DE CONSERVACURSO INTENSIVO DE CONSERVAÇÇÃO, ESTABILIZAÃO, ESTABILIZAÇÇÃO E ÃO E ENGARRAFAMENTO DE VINHOSENGARRAFAMENTO DE VINHOS

LABORATLABORATÓÓRIO DE QURIO DE QUÍÍMICA ENOLMICA ENOLÓÓGICA DA DRAPCGICA DA DRAPCEVB EVB -- ANADIAANADIA

JOSJOSÉÉ CARVALHEIRACARVALHEIRA

FiltraFiltraççãoão

O QUE O QUE ÉÉ ??

♦TTéécnicacnica separativaseparativa -- permite separar uma fase spermite separar uma fase sóólida em lida em suspensão numa fase lsuspensão numa fase lííquidaquida, por passagem através de uma superfície porosa que constitui a camada filtrante, destinada a reter as partículas sólidas.

♦Existem vváários tipos de filtrarios tipos de filtraçção de vinhosão de vinhos, que se distinguem pelas diferentes camadas filtrantes usadas, montadas sobre dispositivos apropriados:

•• por terraspor terras ((diatomdiatomááceasceas) () (aluvionagemaluvionagem contcontíínua)nua)•• por placaspor placas de celulose ou mde celulose ou móódulos lenticularesdulos lenticulares•• por membranapor membrana em polem políímeros sintmeros sintééticos (poros calibrados)ticos (poros calibrados)•• tangencialtangencial sobre membrana mineral ou orgânicasobre membrana mineral ou orgânica


PORQUÊ CLARIFICAR OS VINHOS?• A limpidez de um vinho A limpidez de um vinho éé a primeira das qualidadesa primeira das qualidades que o consumidor exige de um vinho.• A turvaA turvaçção de um vinho e/ou a presenão de um vinho e/ou a presençça de um depa de um depóósitosito no fundo das garrafas, são sinais de posssão sinais de possííveis alteraveis alteraçções.ões.• Não basta que um vinho seja bom, é também necessário que se encontre límpido• Por vezes cai-se em exageros: alguns cristais de alguns cristais de bitartaratobitartarato, não diminuem , não diminuem as propriedades as propriedades organolorganoléépticaspticas de um vinhode um vinho, mas no plano comercial énecessário ter em consideração a exigência dos consumidores

•• Dois problemas se colocamDois problemas se colocam, na técnica de elaboração de vinhos:1 1 -- Um problema de clarificaUm problema de clarificaçção ão -- ObtenObtençção da limpidezão da limpidez2 2 -- Um problema de estabilizaUm problema de estabilizaçção ão -- ConservaConservaçção da limpidezão da limpidez

FiltraFiltraççãoãoHISTÓRIA

• 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, tendo-se 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 industrial1847 na Alemanha - o primeiro filtro com aluvionagem1914 - primeira filtração esterilizante de um líquido1952 - aparecimento dos primeiros filtros em aço inoxidável


• 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).

FiltraFiltraççãoãoPERFORMANCES DOS MEIOS FILTRANTES

NOÇÕES DE POROSIDADE E PERMEABILIDADEPorosidadePorosidade - 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 Placas -- 80% Diatom80% Diatomááceas ceas -- 84 a 94% Membranas sint84 a 94% Membranas sintééticas ticas -- 80%80%

PermeabilidadePermeabilidade - 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 Placa esterilizante -- 0,017 Darci Placa clarificante 0,017 Darci Placa clarificante -- 0,15 Darci0,15 DarciPlaca de desbaste Placa de desbaste -- 1 a 2 Darci Diatom1 a 2 Darci Diatomááceas ceas -- 0,5 a 5 Darci0,5 a 5 Darci

Outra característica dos meios filtrantes é o seu limiar de retenlimiar de retenççãoão - que mede a dimensão das partículas que os poros são capazes de reter (∅ dos poros)Membranas Membranas -- caracterizam-se pelo seu limiar de retenlimiar de retençção absolutoão absolutoPlacas filtrantes Placas filtrantes -- caracterizam-se pelo seu limiar de retenlimiar de retençção nominalão nominal


EQUAÇÃO DA FILTRAÇÃO - representa de modo simplificado o que se passa num determinado momento da filtração:

Q = S * Q = S * ΔΔP * B / P * B / ηη * e* e

Q - débitoS - superfície de filtraçãoΔP - diferença de pressão (pressão de filtração)B - permeabilidadeη - viscosidadee - espessura da camada filtrante

DDéébitobito é directamente proporcionaldirectamente proporcional à SS, PP e BBinversamente proporcionalinversamente proporcional à ηη e ee


MMÉÉTODOS DE APRECIATODOS DE APRECIAÇÇÃO DA QUALIDADE DAS CLARIFICAÃO DA QUALIDADE DAS CLARIFICAÇÇÕESÕES♦ MediMediçção da turbidez (NTU)ão da turbidez (NTU) - medição da turvação provocada pela difusão da luz em contacto com as partículasVinhos brancos Brilhante se <1,1 NTU Turvo se > 4,4 NTUVinhos rosados Brilhante se <1,4 NTU Turvo se > 5,8 NTUVinhos tintos Brilhante se < 2,0 NTU Turvo se > 8,0 NTU

♦ DeterminaDeterminaçção do teor de matão do teor de matééria sria sóólidalida - 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 microbiolControlos microbiolóógicosgicos - 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 partContagem de partíículasculas - por meio de aparelhos específicos que medem a condutividade eléctrica, absorção de raios X, difracção laser, etc.

(Onerosos)

FiltraFiltraççãoãoPartPartíículas em suspensão nos vinhosculas em suspensão nos vinhos

Limpidez TurvaçãoPartículas visíveis ao

microscópio electrónicoPartículas visíveis aomicroscópio óptico

Partículas visíveis aolho nu

Diâmetro daspartículas 0,03 micrómetros 0,3 micrómetros 10 micrómetros

SOLUÇÕES- Açúcares- Ácidos

orgânicos- Sais

PARTÍCULASCOLOIDAIS

(OPALESCÊNCIA)Coloides Hidrófobos- Finíssimos cristais de

bitartarato- Casses metálicas em

vias de formaçãoColoides hidrófilos- Coloides proteicos- Coloides glucídicos- Gomas, mucilagens,

dextranas

SUSPENSÕESMICROBIANAS

- Bactérias (0,5 a 1 μ)- Leveduras (5 a 8 μ)

DEPÓSITOS- Resíduos

diversosprovenientes dasuvas, cristais debitartarato

- Matéria coranteprecipitada

- Resíduos defiltração(celulose,diatomáceas)

FiltraFiltraççãoãoPoder Poder colmatantecolmatante das partdas partíículasculas

Partículas compressíveis Partículas não deformáveis

Poder colmatante forte Poder colmatantemédio

Poder colmatantenegligenciável

- Proteínas- Polissacarídeos

(glucanas de Botrytiscinerea)

- Mucilagens- Gomas- Matéria corante

coloidal

- Bactérias- Leveduras

- Precipitados finos- Resíduos amorfos- Cristais de bitartarato- Diatomáceas

FiltraFiltraççãoãoADJUVANTES DE FILTRAADJUVANTES DE FILTRAÇÇÃOÃODiatomDiatomááceasceas ((KieselguhrKieselguhr, Terra de , Terra de infusinfusóóriosrios))♦ 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)

FiltraFiltraççãoão Diagrama de fabricaDiagrama de fabricaçção das terras de ão das terras de diatomdiatomááceasceas

Diatomáceasnaturais

Fraccionamentopor ciclone

Diatomáceascalcinadas


Depuração pneumática

Moagem fina

Forno rotativo850 a 950 ºC

Diatomáceascalcinadas

com fundente



Moagem fina

Forno rotativo900 a 1100 ºC

Adição de fundente2 a 8 %


MoagemSecagem

Presecagem a 450 ºC

Trituração

Observação microscópica de diatomáceas

FiltraFiltraççãoãoCaracterCaracteríísticas dos diferentes tipos desticas dos diferentes tipos de

terras de terras de diatomdiatomááceasceas

♦ Diatomáceas naturaisDe 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 calcinadasDe cor rosa, são pós isentos de matéria orgânica, de granulometria grosseira, permitem filtrações finas com débitos satisfatórios.

♦ Diatomáceas calcinadas com fundenteDiatomáceas 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.

FiltraFiltraççãoãoADJUVANTES DE FILTRAADJUVANTES DE FILTRAÇÇÃOÃO

CELULOSE

♦ Trata-se de uma macromolmacromolééculacula que resulta da polimerizaque resulta da polimerizaççãoão de um grande número de molmolééculas de glucoseculas de glucose, formando pequenas fibras.

♦ As misturas de celulose utilizadas para filtração provêm da madeira de pinheiro, bétula e faia, sujeitas a tratamentos especiais: trituratrituraçção e ão e desagregadesagregaçção quão quíímicamica (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, usausa--se a celulose sob a forma de fibras para se a celulose sob a forma de fibras para fabricafabricaçção de placas, e em pão de placas, e em póó para sozinha ou misturada com outros meios filtrantes ser usada na preparapreparaçção de camadas filtrantes.ão de camadas filtrantes.


CELULOSE (Cont.)

♦ A celulose utilizada na filtração é relativamente pura, no entanto, érecomendável efectuar uma lavagem com lavagem com áágua, para evitar os aromas de gua, para evitar os aromas de papelpapel que pode transmitir ao vinho.

♦ AtAtéé 1980 a celulose1980 a celulose usada na fabricação de placas possuía uma carga electrocinética negativa, uma vez que era usada conjuntamente com o conjuntamente com o amiantoamianto (este foi interdito por razões higiénicas no ano de 1980 - reputado cancerígeno por inalação das fibras).

♦ ActualmenteActualmente usa-se celulose com carga celulose com carga electrocinelectrocinééticatica positivapositiva, ssóó ou ou misturada com misturada com diatomdiatomááceasceas, , perliteperlite ou polietilenoou polietileno.

FiltraFiltraççãoãoADJUVANTES DE FILTRAADJUVANTES DE FILTRAÇÇÃOÃO

PERLITE

♦ Trata-se de um silicato de alumsilicato de alumíínio, proveniente do tratamento de uma nio, proveniente do tratamento de uma rocha vulcânicarocha 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.

♦ ÉÉ utilizada como adjuvante na filtrautilizada como adjuvante na filtraçção de mostos e outros lão de mostos e outros lííquidos quidos muito turvosmuito turvos.

Em relaEm relaçção ão ààs s diatomdiatomááceasceas, a elevada porosidade permite alongar os elevada porosidade permite alongar os ciclos de filtraciclos de filtraççãoão e a sua baixa densidade permite utilizar menor quantidade de adjuvante; Tem menor poder adsorvente.

♦ São abrasivasSão abrasivas, pelo que podem provocar o desgaste rápido das bombas doseadoras.

FiltraFiltraççãoãoMATERIAIS DE FILTRAMATERIAIS DE FILTRAÇÇÃOÃO

PLACAS FILTRANTES E MÓDULOS LENTICULARES

♦ As placas filtrantes são As placas filtrantes são cartões permeáveis compostos de fibras celulfibras celulóósicas, sicas, associadas a compostos granulosos como compostos granulosos como diatomdiatomááceasceas, , perliteperlite ou resinas ou resinas caticatióónicasnicas (para aumentar a carga eléctrica).

♦ Estas placas são montadas em filtros de quadros ou filtros de campânulasão montadas em filtros de quadros ou filtros de campânula; designando-se, neste caso, módulos lenticulares.

♦ Em funEm funçção do limiar de retenão do limiar de retençção nominalão nominal pretendido (placas de desbaste, placas de desbaste, clarificantes ou clarificantes ou esterilizantesesterilizantes), preparam-se distintas misturas de fibras que sãofibras que sãomais ou menos trituradastrituradas e postas em suspensão em suspensão em ááguagua. Seguidamente são prensadas sob vprensadas sob váácuocuo (filtro de tela com constante agitação da suspensão), secas secas e cortadase cortadas: dimensões de 40x40 ou 60x60 as mais frequentes.

♦ O volume de canais (poros) representa 70 a 85% do volume total da placa.

♦ A retenA retençção das partão das partíículas fazculas faz--se por crivagemse por crivagem e e por um fenómeno deadsoradsorççãoão devida à diferença de potencial electrocinético, entre a parede do poro (carga positiva) e a partícula (carga negativa) (Potencial Zeta)(Potencial Zeta)

FiltraFiltraççãoãoMATERIAIS DE FILTRAMATERIAIS DE FILTRAÇÇÃOÃO

MEMBRANAS♦ Em Enologia as membranas sintmembranas sintééticasticas de poros calibrados são utilizadas parautilizadas paradiversas operações: ultrafiltraultrafiltraççãoão (poros de 0,002 a 0,1 μ), microfiltramicrofiltraççãoão frontalfrontal etangencial (tangencial (0,1 a 10 μ) , osmose inversa (osmose inversa (0,001 a 0,01 μ).

♦ Para a microfiltração de vinhos (frontal), os ∅ dos poros mais comuns são: 0.45, 0.65, 1 e 2 μ

♦ As características das membranas compreendem a(o) sua(seu):• eficeficáácia de retencia de retenççãoão, isto é, ∅ dos poros conhecido e homogéneo• ddéébitobito de permeação (filtração) elevado• boa resistência mecânica, quboa resistência mecânica, quíímica e tmica e téérmicarmica

♦ Diferentes gerageraçções de membranas de ões de membranas de microfiltramicrofiltraççãoão:11ªª gerageraççãoão ⇒ à base de acetato de celulose - baixa resistência aos micro-organismos, mecânica, temperatura e pH22ªª gerageraççãoão ⇒ mais resistentes e fabricadas a partir de polímeros, como polisulfonato e poliacrilonitrilo33ªª gerageraççãoão ⇒ As mais recentes, são membranas minerais, que possuem boa resistência mecânica, térmica e química. Têm uma durabilidade quase ilimitada (microf. tangencial)


MEMBRANAS (Cont.)

♦ As membranas são fabricadas por evaporafabricadas por evaporaçção de um solvente que cria os ão de um solvente que cria os poros ao atravessar a superfporos ao atravessar a superfíície do material utilizadocie do material utilizado. Estas membranas assemelham-se mais a uma esponja, do que a um crivo. São plissadas, para aumentar a sua superfície. ApresentamApresentam--se sob a forma de mse sob a forma de móódulosdulos, tendo normalmente, cada um deles, uma superfsuperfíície de 0,82 mcie de 0,82 m22. Vários módulos (1 a 4) podem ser agrupados dentro da mesma campânula.

♦ Tipos de membranas:•• Ester de celuloseEster 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


MEMBRANAS (Cont.)

•• PoliamidaPoliamida ⇒ Em relação às anteriores, apresentam melhor estabilidade térmica e química (Nylon 66)

•• Fluoreto de Fluoreto de polivinilidenopolivinilideno ⇒ Boa estabilidade térmica, química e mecânica

•• PolitetrafluoroetilenoPolitetrafluoroetileno ⇒ Obtidas por extrusão de filmes polimerisadosparcialmente cristalizados. Boa resistência química, mecânica e térmica (esterilizáveis pelo vapor)

•• PolipropilenoPolipropileno ⇒ A estrutura em profundidade permite múltiplos níveis de filtração. Também para pré-filtração

•• Fibra de vidroFibra 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)

•• CerâmicasCerâmicas ⇒ Inertes e inalteráveis. Fabricadas de oxidos de alumínio, zircónio e titânio. Usadas principalmente na microfiltração tangencial.

FiltraFiltraççãoão MECANISMOS DE RETENMECANISMOS DE RETENÇÇÃO DAS PARTÃO DAS PARTÍÍCULASCULAS

1 1 -- Crivagem 2 Crivagem 2 -- AdsorAdsorççãoãoLegendaa - 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

FiltraFiltraççãoãoFILTRAÇÃO POR TERRAS

♦ Técnica de filtração que recorre à aluvionagemaluvionagem em contem contíínuonuo - após a constituição da pré-camada de filtração, as diatomdiatomááceasceas são adicionadas são adicionadas permanentemente ao vinho turvopermanentemente ao vinho turvo, antes da sua passagem no filtro. A camada filtrante aumenta continuamente de espessura; a camada externa nunca camada externa nunca colmata.colmata.♦ A duraduraçção dos ciclos de filtraão dos ciclos de filtraçção ão éé limitada pela distância entre os limitada pela distância entre os elementos filtrantes e pelo aumento da pressãoelementos filtrantes e pelo aumento da pressão diferencial (aumenta 0,1 a 0,2 bar cada hora, não se devendo ultrapassar 4,5 barnão se devendo ultrapassar 4,5 bar. Inicialmente cifra-se em 0,5 bar).

♦ Tipo de filtraTipo de filtraçção, reservadoão, reservado, na maioria das vezes, aos vinhos em brutoaos vinhos em bruto; no entanto, existem hoje diatomáceas apertadas, que permitem preparar os vinhos para o engarrafamento. Também utilizada aputilizada apóós a estabilizas a estabilizaçção tartão tartááricarica.

♦ Um dos inconvenientesinconvenientes que mais vezes é apontado a este tipo de filtração éa rejeirejeiçção no meioão no meio ambiente ambiente de grande quantidade de de diatomdiatomááceasceas, que éuma fonte de contaminafonte de contaminaççãoão. Bem como, quem manipula o filtro se encontrar num ambiente saturado de poeiras.

FiltraFiltraççãoãoFILTRAÇÃO POR TERRAS

MATERIAL DE FILTRAÇÃO

LEGENDA DA FIGURA:

1 - Motorização para extracção do bolo2 - Campânula com elementos filtrantes horizontais3 - Abertura para evacuação do bolo4 - Rampa de lavagem dos elementosfiltrantes5 - Filtro para filtração residual (externo)6 - Bomba de doseamento de adjuvantede filtração7 - Reservatório de suspensão do adjuvantede filtração com agitador8 - Bomba principal de alimentação9 - Indicador de débito10 - Entrada do vinho com pré-filtro

ESQUEMA GERAL DE UM FILTRO DE TERRASESQUEMA GERAL DE UM FILTRO DE TERRASCaracterísticas: pratos horizontais, filtração residual externa,

extracção do bolo por rotação


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.

PRINCPRINCÍÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM FILTRO DE TERRASPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM FILTRO DE TERRAS4 Fases de ciclo de filtração sobre pré-camada de diatomáceas

Filtração: O vinho a filtrar é alimentado pela bomba principal, juntando-se-lhe continuamente uma quantidade pré-fixada de adjuvante. As partículas a separar juntamente com o adjuvante são retidas na pré-camada, 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.

QUANTIDADE E TIPO DE DIATOMÁCEAS USAR PARA A FILTRAÇÃO POR TERRAS

1ª Pré-Camada 2ª Pré-Camada Aluvionagem emcontínuo

Débito

Produtos afiltrar

Qualidade(Darci)

Quantidade(Kg/m2)

Qualidade(Darci)

Quantidade(Kg/m2)

Qualidade(Darci)

Quantidade(g/hl)

hl/h/m2

Vinho novo(1ª filtraçãoDezembro)

2 – 3 0,5 2 – 3 0,5 2 – 3 200 – 300 5

Vinho de prensa 2 – 3 0,5 2 – 3 0,5 2 – 3 200 – 400 5

Vinho durante oestágio (1 ano)

1 – 2 0,5 1 – 2 0,5 1 – 2 50 – 200 10

Vinho antes doengarrafamento(antes dasplacas filtrantes)

1 0,5 0,4 – 1 0,5 0,4 – 1 20 – 50 15

Vinho antes doengarrafamento(antes dasmembranas)

1 0,5 0,06 – 0,4 0,5 0,06 – 0,4 20 – 50 15


FiltraFiltraççãoãoPERMEABILIDADES DE DIATOMPERMEABILIDADES DE DIATOMÁÁCEAS DE VCEAS DE VÁÁRIOS FABRICANTESRIOS FABRICANTES

FiltraFiltraççãoãoFILTRAÇÃO POR PLACAS OU MÓDULOS LENTICULARES

♦♦ UtilizadaUtilizada normalmente aquando do engarrafamentoaquando do engarrafamento dos vinhos, afim de obter perfeita limpidez e estabilidade microbiollimpidez e estabilidade microbiolóógicagica.

♦ Os equipamentosOs equipamentos: chassis construídos em aço inoxidável, com quadros em aço inoxidável ou material plástico. As placas e os quadros são justapostos As placas e os quadros são justapostos alternadamente. (O vinho deve sair pela face reforalternadamente. (O vinho deve sair pela face reforççada da placa) ada da placa)

♦ Tipos de placas: desbaste, clarificantes e esterilizantesTipos de placas: desbaste, clarificantes e esterilizantes (limiar de retenção nominal)♦ PreparaPreparaçção do vinhoão do vinho: Para se obterem débitos interessantes e ciclos longos, os vinhos devem ser correctamente pros vinhos devem ser correctamente préé--clarificadosclarificados (sedimentação expontânea, colagem, filtração por terras, centrifugação). É recomendável a filtração por terras, pouco tempo antes da filtração por placas (1 semana).♦♦ CaracterCaracteríísticas que deve ter um vinho antes de ser filtrado por placas:sticas que deve ter um vinho antes de ser filtrado por placas:

turbidez < 1 NTUturbidez < 1 NTUICIC < 250 [ICM < 125]< 250 [ICM < 125]NNºº microorganismos vimicroorganismos viááveis < 100 / mlveis < 100 / ml


PREVISÃO DE COMPORTAMENTO DE UMA FILTRAÇÃO INDUSTRIAL

♦♦ CCÁÁLCULO DO IC e ICModificadoLCULO DO IC e ICModificadoCondições: Membrana de 0,65 μ, ∅ 25 mm, pressão diferencial de 2 bar

IC = TIC = T400400 -- 2 T2 T200200 T400 - tempo necessário para filtrar 400 ml (centésimos de minuto)T200 - tempo necessário para filtrar 200 ml (centésimos de minuto)

ICM = 2 (TICM = 2 (T400400 -- TT200200))

♦♦ CCáálculo do VMAX (Volume mlculo do VMAX (Volume mááximo filtrximo filtráável)vel)Condições: pressão diferencial de 0,5 bar

VMAX = (T2 VMAX = (T2 -- T1) / (T2 / V2) T1) / (T2 / V2) -- (T1 / V1)(T1 / V1)T1 - 1 hora V1 - Volume filtrado ao fim de 1 horaT2 - 2 horas V2 - volume filtrado ao fim de 2 horas


♦♦ Pressão diferencial mPressão diferencial mááxima:xima:Placas de desbastePlacas de desbaste ⇒⇒ 2,5 bar2,5 barPlacas clarificantesPlacas clarificantes ⇒⇒ 1,5 a 2 bar1,5 a 2 barPlacas esterilizantesPlacas esterilizantes ⇒⇒ 1 a 1,2 bar1 a 1,2 bar

♦♦ DDéébitos recomendados:bitos recomendados:Placas clarificantesPlacas clarificantes ⇒⇒ 700 l/h/m2700 l/h/m2Placas esterilizantesPlacas esterilizantes ⇒⇒ 350 l/h/m2350 l/h/m2

♦♦ UtilizaUtilizaçção no mesmo filtro de placas de diferente permeabilidadeão 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

♦♦ EsterilizaEsterilizaçção do filtro ão 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).

ESCOLHA DA PLACA MELHOR ADAPTADA ESCOLHA DA PLACA MELHOR ADAPTADA ÀÀ FILTRAFILTRAÇÇÃO DE UM VINHOÃO DE UM VINHO

Antes dafiltração

PlacaNº 3

PlacaNº 5

PlacaNº 7

PlacaNº 10

PlacaEsterilizante

Turbidez (NTU)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

Polissacarídeos(diminuição - %) 0 0 0 5 5



LEGENDA:

a - Filtro de placas convencional

b - Filtro de placas com câmara de inversão

FILTRO DE PLACASFILTRO DE PLACAS

FiltraFiltraççãoãoFILTRAFILTRAÇÇÃO POR MÃO POR MÓÓDULO LENTICULARDULO 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.

FiltraFiltraççãoãoFILTRAFILTRAÇÇÃO POR MEMBRANASÃO POR MEMBRANAS

♦♦ UtilizadaUtilizada imediatamente antes do engarrafamento, sobretudo quando se procura a esterilizaesterilizaçção ão ““absolutaabsoluta”” do vinhodo 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.

♦ EquipamentoEquipamento: 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 microfiltramicrofiltraçção de vinhosão de vinhosusam-se membranasmembranas com poros de diâmetro compreendido entre 0,45 0,45 -- 10 10 μ μ (1,2 (1,2 -- 0,65 0,65 -- 0,45)0,45)


♦♦ UtilizaUtilizaçção de prão de préé--filtros: 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.

♦ PreparaPreparaçção dos vinhos para a filtraão dos vinhos para a filtraçção:ão:DeterminaDeterminaçção do ICão do ICDeterminaDeterminaçção do VMAXão do VMAX

IC = TIC = T400400 -- 2 T2 T200200

IC deve ser menor que 20 ou ICM < 10IC deve ser menor que 20 ou ICM < 10

VMAX = (5 VMAX = (5 -- 2) / (5 / V5) 2) / (5 / V5) -- (2 / V2)(2 / V2)Se VMAX > 5000 Se VMAX > 5000 ⇒⇒ Colmatagem lentaColmatagem lentaSe VMAX < 4000 Se VMAX < 4000 ⇒⇒ Colmatagem rColmatagem ráápidapida


FILTRAFILTRAÇÇÃO POR MEMBRANASÃO POR MEMBRANAS

♦♦ DDéébito de filtrabito de filtraçção: ão: 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/m400 l/h/m22 ⇒⇒ 720 l/h/cartucho720 l/h/cartucho).

♦♦ Pressão diferencial:Pressão diferencial: Embora as membranas suportem pressões até 7 bar, não se devernão se deveráá exceder 3 exceder 3 barbar, sendo mesmo possível operar a 1 bar se os débitos forem baixos

♦♦ EsterilizaEsterilizaçção do filtro: ão do filtro: A esterilização deve ser feita com vapor ou vapor ou áágua quente (prgua quente (préé--filtrada) a 90 filtrada) a 90 ººCC, circulando durante 20 minutos a baixa pressão (0,2 circulando durante 20 minutos a baixa pressão (0,2 bar)bar) e no sentido normal da filtração. Seguidamente deve ser arrefecido por recirculação de água fria, previamente filtrada.


♦♦ Teste de integridade da membrana: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.

♦♦ RegeneraRegeneraçção dos cartuchos no final de uma ão dos cartuchos no final de uma jornada de trabalho: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.

FiltraFiltraççãoãoFILTRAFILTRAÇÇÃO TANGENCIALÃO TANGENCIAL

♦♦ O lO lííquido circula paralelamente quido circula paralelamente àà superfsuperfíície cie filtrantefiltrante (uma membrana).

♦♦ AplicaAplicaçções enolões enolóógicas:gicas:- clarificação de mostos- preparação de bebidas de baixo teor alcoólico- clarificação dos vinhos (numa única operação)

LEGENDALEGENDA1 1 -- entrada do vinhoentrada do vinho2 2 -- bomba de alta pressãobomba de alta pressão3 3 -- mmóódulo contendo a membrana filtrantedulo contendo a membrana filtrante4 4 -- sasaíída do vinho filtrado (permeado)da do vinho filtrado (permeado)5 5 -- refrigerarefrigeraççãoão6 6 -- sasaíída das impurezasda das impurezas7 7 -- bomba de circulabomba de circulaççãoão


Test

emun

ha

Dia

tom

ácea

larg

a (2

,3da

rci)

Dia

tom

ácea

aper

tada

(0,3

5 da

rci)

Pla

cacl

arifi

cant

eap

ósdi

atom

ácea

larg

a

Pla

caes

teril

izan

teap

ósdi

atom

ácea

larg

a

Mem

bran

a0,

65 μ

, apó

sdi

atom

ácea

aper

tada

Cor 0,084 0,087 0,083 0,079 0,080 0,078

Taninos 71 69 68 67 68 66

Polissacarídeos

totais 570 540 517 521 518 454

Alcoois superiores 317 312 312 308 309 291

Acetatos de

alcoois 3,5 3,5 3,4 3,4 3,2 2,9

Ác, gordos

voláteis 14,3 14 12,8 13,8 13,7 12,3

Esteres etílicos de

ác. gordos 4,3 4,2 4,0 4,4 4,0 3,8

EFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAEFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAÇÇÃO SOBRE A COMPOSIÃO SOBRE A COMPOSIÇÇÃO DE UM VINHO BRANCOÃO DE UM VINHO BRANCO


Test

emun

ha

Dia

tom

ácea

larg

a(1

,5 d

arci

)

Dia

tom

ácea

aper

tada

(0,0

6 da

rci)

Pla

cacl

arifi

cant

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ósdi

atom

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larg

a

Pla

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teril

izan

teap

ósdi

atom

ácea

larg

a

Mem

bran

a0,

65 μ

, apó

sdi

atom

ácea

aper

tada

Polissacarídeos

livres 426 420 389 380 385 342

Polissacarídeos

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

Intensidade

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

EFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAEFEITO DE DIFERENTES TIPOS DE FILTRAÇÇÃO SOBRE A COMPOSIÃO SOBRE A COMPOSIÇÇÃO DE UM VINHO TINTOÃO DE UM VINHO TINTO

FiltraFiltraççãoãoCOMPARACOMPARAÇÇÃO ENTRE OS EFEITOS DA COLAGEM E DA FILTRAÃO ENTRE OS EFEITOS DA COLAGEM E DA FILTRAÇÇÃOÃO

FILTRAÇÃOclarifica mais rapidamenteclarifica mais rapidamenteobtobtéémm--se uma boa limpidez mesmo a partir de um vinho bastante turvo se uma boa limpidez mesmo a partir de um vinho bastante turvo (podendo voltar a turvar passado algum tempo)(podendo voltar a turvar passado algum tempo)

COLAGEMpermite obter a estabilidade da limpidez (estabilidade da matpermite obter a estabilidade da limpidez (estabilidade da matééria corante, ria corante, prevenprevençção da casse fão da casse féérrica)rrica)

♦ Para a preparaPara a preparaçção de um vinho para o engarrafamento, ão de um vinho para o engarrafamento, éé normalmente normalmente necessnecessáário recorrer rio recorrer ààs duas ts duas téécnicas:cnicas:

⇒⇒ Uma colagem antes da filtraUma colagem antes da filtraçção melhora o rendimento do filtroão melhora o rendimento do filtro

⇒⇒ Uma filtraUma filtraçção grosseira de um vinho jovem antes da colagem tornaão grosseira de um vinho jovem antes da colagem torna--a a mais fmais fáácil e rcil e ráápidapida

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Filtração dos Vinhos