Cross-Flow Mikrofiltration und ihre Anwendungen

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1 Vertrieben durch: Clemens GmbH & Co. KG Rudolf-Diesel-Straße Wittlich Tel. +49 (0) Bucher Vaslin Rue Gaston Bernier - BP F Chalonnes sur Loire Tel. +33 (0) Fax +33 (0) commercial@buchervaslin.com Ihr Erfolg ist unsere Priorität Cross-Flow Mikrofiltration und ihre Anwendungen

2 2 Cross-Flow Mikrofiltration und ihre Anwendungen Inhaltsangabe 3 Entwicklung der Cross-Flow Mikrofiltration Eine stetige Verbesserung CFF - allgemeine Regeln Bucher Vaslin Flavy FX und Flavy Leestar Serie....6 Die zahlreichen Vorteile der CFF Eine zuverlässige Spitzentechnologie für eine angemessene Weinqualität Ein Schutz für Umwelt und Gesundheit Eine Vereinfachung der Organisation innerhalb der Kellerei Eine schnelle Kapitalverzinsung der Investition Die exklusiven Lösungen von Bucher Vaslin bieten zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten Filtration von Vorklär- und Schönungstrub Wie stoppt man die Fermentierung Klärung und Stabilisierung der Weine Feinklärung von Bentonit Weinfiltration mit dem Flavy FX Tandem Filtration von Tankrückständen, Schönungstrub, Abstich von Rotweintrub und Retentaten mit dem Flavy Leestar Häufig gestellte Fragen Dieses technische Handbuch soll dazu beitragen, den Wert ihrer Produktion zu steigern. Sie finden nützliche Informationen über die Anwendung zur Cross-Flow Filtration. Allerdings soll dies keinesfalls ihr persönliches know-how oder das ihres önologischen Beraters ersetzen. Weitere information Glossar Literaturverzeichnis...23

3 4 5 Entwicklung der Cross-Flow Mikrofiltration Eine stetige Verbesserung Die Cross-Flow Mikrofiltration (CFF) Technologie wird weithin in der pharmazeutischen, chemischen und Lebensmittelindustrie sowie zur Wasseraufbereitung benutzt. In den frühen Achtzigern waren die ersten Geräte, die önologisch getested wurden, nicht für die Weinherstellung ausgerichtet. Nach den ersten Versuchen erschien diese Technologie jedoch ermutigend zu sein, da nur eine einzige Filtration zur Behandlung von trüben Weinen ohne Verwendung von Filterhilfsmittel notwendig waren. Auch funktionierte diese Technologie vollautomatisch. Weiterhin bietet diese Art der Filtration andere interessante Anwendungsmöglichkeiten wie das Entfernen von Mikroorganismen und Mostschwefelung ohne SO 2. In den Neunzigern erklärten Forschungsresultate das Phänomen der Abnahme der Membrandurchlässigkeit in Verbindung mit der Verfestigung der Filterschicht. Diese Erkenntnisse führten zu einer grossen Verbreitung der Mikrofiltration und dem damit verbundenen Einstieg in den Weinmarkt zuerst mit mineralischen und dann mit organischen Membranen, welche für die Weinindustrie angepasst wurden. CFF allgemeines Prinzip Ein CFF verwendet Membranen, deren Durchlässigkeit im Mikronbereich liegt (durchschnittlicher Ø-Poren > 0.1µ). Die zu filtrierende Flüssigkeit bewegt sich entlang der Membrane in einem geschlossenen Kreislauf. Ein Teil der Flüssigkeit fliesst unter steigendem Druck durch die Membrane, während sich die Festteile im Gegenstrom in der Flüssigkeit, die nicht durch die Membrane dringt (Retentat), ansammeln und zurückgehalten werden. Eine Scherwirkung, die durch die Umwälzung der Flüssigkeit entsteht, verhindert ein Festsetzen der Festteile auf der Oberfläche. In der Praxis ist die Ansammlung der Festteile auf der Oberfläche des zu filternden Mediums weit weniger wichtig als bei einer Dead-End-Filtration (Fest- Flüssigkeit-Filtration). Der Fliesswiderstand und das Zusetzen der Membranen ist unbedeutend im Vergleich zu einer Dead-End-Filtration. Der CFF ermöglicht daher von Anfang an eine Filtration von ziemlich feststoffreichen Flüssigkeiten in einem einzigen Gang. Diese Technologie ermöglicht auch eine konstante Filtrationsqualität während der gesamten Filtrationsphase. Rückspülsystem Filtermodul Durchdringende Flüssigkeit Zurückgehaltene Flüssigkeit Weineinlass Kreiselpumpe Vorfilter Füllpumpe Gefilterter Wein

4 6 7 Bucher Vaslin Flavy FX und Flavy Leestar Serie Seit 2005 ist die Bucher Vaslin Flavy FX Serie zur Steigerung der Leistungen und Ausbeuten mit einer organischen Membrane ausgerüstet. Der Filtrationsablauf wurde optimiert und seine Anwendungsgebiete wurden erweitert und sind nicht mehr ausschliesslich auf Wein ausgerichtet. Seit 2010 ist Bucher Vaslin, dank seiner Erfahrung von mehr als 15 Jahren, der Marktführer auf dem CFF-Gebiet mit Innovationen, die den Ablauf in den Kellereien radikal änderte. Dies führte dazu, dass der Einsatz von Kieselgurfilter in den Kellereien nun verhindert werden kann. Von nun an erlaubt der Einsatz von CFF die Filtration von: Wein (Sitevi Citation Award 2007 Flavy Tandem), Wein und Vorklärtrub (Vinitech Citation Award in 1 Flavy FX) und Tankrückstände und Schönungstrub (Vinitech Bronze Trophy 2010 Flavy Leestar). Die Bucher Vaslin CFF bieten heute Lösungen an, welche ganzjährig zum Einsatz kommen können und damit wirtschaftlich profitabel sind und sich daher rasch verzinsen. Als Folge eines Programmes der EU (Eureka Vinofiltre EU 964 F), bei dem Bucher Vaslin teilnahm, wurde eine organisch hydrophilische Membrane aus PES mit einer asymmetrischen Struktur und einem nominalen Porendurchmesser von 0.2µ entwickelt, die speziell auf die Weinfiltration ausgerichtet wurde. Die Porengrösse garantiert einen Wein von einer perfekten Klarheit mit einer niedrigen Keimbelastung. Dabei wird gleichzeitig das Zusetzen der Membrane auf ein Minimum reduziert und die Gerbstoffe dank der hydrophilischen Eigenschaften der Membrane zurückgehalten. Die Flavy FX Serie für Wein und Trub Der Flavy FX Filter ist dafür gedacht, Vorklärtrub während der Traubenlese und Wein für den Rest des Jahres zu behandeln. Keine Vorfiltration oder Zentrifugieren des Weines ist notwendig. Der gefilterte Wein ist vollkommen klar, rein (Trübheit < 1 NTU) und stabil (niedrige Keimbelastung: Hefen sind eliminiert < 1 KbE/100 ml). * Es gibt 3 Stufen zur Behandlung von Trub: - Saftsedimentation mit pektolytischen Enzymen zur Erleichterung des Absetzens von Trub im Saft, - Entfernung von Grobteilen wie Kerne, Häute etc. mit einem Flavy D3 oder D 10 Vorfilter, - Die eigentliche Filtration wird mit einem Flavy FX durchgeführt, der mit einer speziellen Membrane ausgestattet ist. Bis zu 90% der Trubanteile im Saft werden somit zurückgewonnen (d.h. 99% des Saftvolumens vom ursprünglichen Tank). Die klaren Säfte können in den Tank zurückgeführt werden, in dem trubfreier Saft bereits gelagert ist. Dies trägt dann zu den geschmacklichen Qualitäten wie z.b. Feinheit und aromatischer Frische bei. Der Flavy Leestar für Rückstände im Tank Der Flavy Leestar erlaubt die Filtration von Rückständen im Tank: Klärung von Schönungstrub jeder Art, Rückstände von Cross-Flow Filter, Zentrifugen Schlämme etc. Diese einzigartige Lösung kann durchaus einen Vakuum- Drehfilter ersetzen. Der Flavy Leestar Cross-Flow Filter ist ausgerüstet mit: einer speziellen Membrane aus Edelstahl, einem einzigartigen Prozessablauf. Die Rückgewinnungsrate von Wein erreicht Spitzenwerte (bis zu 96% der Rückstände vom Tank bei einer zunehmenden Strömung von 45 Volumen% der Schwebestoffe) und ist von einer Qualität ohne Verlust von Alkoholgraden. Der filtrierte Wein ist vollkommen klar, rein (Trübheit < 1NTU) und kann direkt mit den bereits gefilterten Chargen ohne vorherige Behandlung wieder zusammengeführt werden (Klärung und Filtration). * KbE: Koloniebildende Einheit Bucher Vaslin Membrane - Rückspülung ist effizienter (automatisch, häufig, schnell (1 Sekunde)). - Zusetzen der Oberfläche ist kontrolliert. Membrane asymétrique Asymmetrische (Flavy Membrane FX) (Flavy FX) Andere Membrane - Rückspülung mit weniger Effizienz. - Gefahr der Tiefenverblockung. Membrane symétrique Symmetrische Membrane 0,2 µm 0,2 µm (Bucher Vaslin) asymmetrische Membrane gegenüber anderer Membrane. Membrane für Trubfiltration und Membrane für Weinfiltration.

5 8 9 Die zahlreichen Vorteile der CFF Eine zuverlässige Spitzentechnologie für die Qualität in den Weinen Experten räumen die Tatsache ein, dass die organoleptischen, physikalischen und chemischen Qualitätsmerkmale im Wein erhalten werden. Auszug aus der Publikation Rencontres Oenologiques Janvier 2011, Aude Vernhet, Experte der CFF an der SupAgro Universität in Montpellier. Es ist wichtig zu wissen, dass die Versuche über den Geschmack und der sensorischen Analyse der vergangenen zehn Jahren auf diesem besonderen Feld keinerlei negativen Einfluss der Cross-Flow Mikrofiltration auf die gesamten organoleptischen Qualitäten der gefilterten Weine zeigten. Auszug aus der Publikation Rencontres Oenologiques Janvier 2011 Sandrine Boesch, IVC group. Die vom ICV 2009 durchgeführten Versuche zeigen auch, dass, trotz einem Porendurchmesser von 0.2µ (niedrig in der Keimfiltration) der Cross-Flow Filter keinen negativen Einfluss auf den Wein hatte. Diese Art der Filtration erzeugt keinerlei Sauerstoffaufnahme. Auszug aus der Publikation La filtration tangentielle fait ses preuves La Vigne, Octobre 2007, Cecile Vuchot. Die 2007 von Inter Rhone durchgeführte Untersuchung verglich drei Prinzipien der Filtration: die CCF, die Kiesegurfiltration und die Filterschichtenfiltration. Die CFF ist die beste Art, die Filtrationsfähigkeit der Weine zu verbessern. Diese Untersuchung zeigt eindeutig, dass die Cross-Flow Filtration sich positiv auf die Weine auswirkt, einschliesslich der Grands Crus. Ein Jahr nach der Behandlung zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen unbehandelten Weinen und Weinen von der Cross-Flow Filtration in bezug auf die meisten önologischen Parameter. Während dieser Versuche wurden weder die Polysaccharide noch die Polyphenole oder das SO 2 durch die CFF beeinträchtigt. Ein Jahr danach wurde nur ein leichter Farbverlust (- 2.8%) festgestellt, im Gegensatz zu einem doppelten Verlust mit einem Schichtenfilter. Ein Verlust von freiem SO 2 bei mit Kieselgur gefilterten Chargen (-23% nach einem Monat) erfolgte nachträglich. Die mit Cross-Flow gefilterten Chargen blieben dagegen stabil, sogar noch nach einem Jahr. Die Schwefelung mit SO 2 trägt nun zur aromatischen Qualität der Weine bei. Tatsächlich enthüllte die von Inter Rhone durchgeführte Untersuchung, während einer Blindverkostung ein Jahr nach der Filtration, dass die sensorische Qualität des Rotweins durch die CFF erhalten wurde, indem der fruchtige Geschmack beibehalten wurde bei gleichzeitiger Reduzierung der erdigen Noten. Exklusivlösungen von Bucher Vaslin Bucher Vaslin hat ein einzigartiges Verfahren entwickelt, welches das Fliessverhalten des gefilterten Weines reguliert und in Verbindung mit der neuen Polyethersulfon-Membrane (PES) eine gesteigerte Leistung und eine höhere Ausbeute erzielt, im Vergleich zu den bisher erhaltenen Resultaten. Die hydrophilen Eigenschaften der PES-Membrane spielt eine positive Rolle, das Phänomen der Adsorption der Polyphenole und Polysaccharide zu kontrollieren. Um die bestmöglichen Resultate zu erzielen, hat Bucher Vaslin gleichzeitig eine volumetrische Pumpe mit Geschwindigkeitsregelung entwickelt. Dies erlaubt den Transmembranen Druck (TMP), während der Filtration der jeweils unterschiedlichen Weine, zu kontrollieren und zu regulieren. Es erlaubt ausserdem die Beibehaltung der Zuflussmenge zum Filter im Verhältnis zur Durchflussmenge (begrenzte Zeit des Weines innerhalb des Kreislaufes). Diese Verbindung erlaubt eine erhebliche Verbesserung der Durchflussmenge und einer gleichmässigen Filtration im Vergleich zu anderen CFF Technologien. Dieses Verfahren des Bucher Flavy FX Filters garantiert: - eine gleichmässige und optimale Wein- oder Saftqualität, - eine gleichmässige Durchflussmenge, - niedrige Verschmutzungsgrade. Deshalb bietet Bucher Vaslin eine effiziente Lösung für Weine an, die als schwierig zu filtern gelten und die reich an Kolloide sind: junge Rotweine ( NTU), Rotweine aus der Thermovinifikation, Süssweine (bis zu 450 g/l Zuckergehalt)... Der Bucher Vaslin CFF erzeugt keinerlei Farbstoffverluste im Wein. Um eine Oxidation im Wein zu verhindern, bietet Bucher Vaslin ausserdem die Möglichkeit, den Filter mit Intertgas zu überschichten. Bucher Vaslin organische, hydrophile und asymmetrische Membrane.

6 10 11 Schutz für Umwelt und Gesundheit Die CFF ist ein umweltfreundlicher Filtrationsprozess, der zudem auch die Gesundheit des Bedienpersonals besser schützt als bei einer Kieselgurfiltration. Die Abwassermengen sind reduziert (keine Entsorgung von Erden). Kein Risiko für die Gesundheit des Bedienpersonals: - es werden keine Erden verwendet, was gegenwärtig zu Kontroversen führt, da winzige Silikatteilchen im Mund zu Staub zerrieben werden können, der dann möglicherweise in die Lungen gelangt, - die CFF ist die effizienteste physikalische Technik, um SO 2 erheblich zu reduzieren und dabei die aromatischen Weinqualitäten beizubehalten (IFV-Orwine survey 2009). Abnahme von biologisch abbaubaren Rückständen: die Filtration enthält Trubteile, die noch destilliert werden können. Niedrige Wassermengen für die Reinigungszyklen. Exklusivlösungen von Bucher Vaslin Bei Anwendung für Wein, Trub und Tankrückstände wird bei der CFF die Menge von Kielsegur, die durch das Personal zu handhaben ist, beträchtlich reduziert. Die Vorteile des Flavy FX Filters mit organischen Membranen im Vergleich zu einem Filter gleicher Grösse mit mineralischer Membrane: Die Wassermenge der Reinigungszyklen wird mit einem Faktor 2 und der Verbrauch von chemischen Reinigungsprodukten mit einem Faktor 5 reduziert. Eine vereinfachte Kellereiorganisation Ein einziger Vorgang ist notwendig (keine Vorfiltration, kein Zentrifugieren), um einen vollkommen klaren und hervorragenden Wein zu erhalten. Der Saft am Einlauf ist nach der Filtration füllfertig. Bedienkomfort dank der Automation: Sicherer Ablauf: nachdem das Gerät angeschlossen und programmiert ist, läuft der Filter vollautomatisch. Nur eine einfache Aufsicht ist notwendig. Der Bediener kann sich problemlos anderen Aufgaben widmen und braucht sich nicht um Einspeisungen oder Kieselgurrückstände zu kümmern. Exklusivlösungen von Bucher Vaslin Bedienerfreundlich, einfach zu handhaben, intuitive Programmierung. Nur ein Gerät zur Filtration von Wein sowie Schönungs- und Vorklärtrub. Die Filtration von Trub erfolgt pro Charge: der Bediener kann Tank für Tank verarbeiten und somit eine Saftvermischung verhindern und dadurch den Saft im Trub verbessern. Die einzelnen gefilterten Chargen bleiben dadurch erkennbar. Jeder Kunde möchte natürlich seine Säfte von den anderen separat halten. Jedoch bedeutet die Mindestanforderung des Vakuum-Drehfilters, dass die Tankrückstände für die Verarbeitung als Menge zusammengeführt werden müssen. Der dadurch gewonnene Saft ist dann anteilig aufzuteilen. Filtration of juice lees Testimonial from Winemaking Tasmania WBM magazine November Die Tankmanagement-Option der Flavy FX Reihe erlaubt Arbeitsabläufe bei der Weinfiltration, die es ermöglichen, automatisch von Tank zu Tank zu gehen und somit eine bessere Auslastung des Filters zu erzielen. Flavy FX 3 Flavy FX 6 SPS Steuerung

7 12 13 Eine schnelle Kapitalverzinsung der Investition Im Allgemeinen hängt die Höhe der Investition von der Filterfläche und dem Grad der Automation ab. In Bezug auf die Kaptialverzinsung erzielt die CFF grosse Einsparungen bei den jährlichen Betriebskosten (von 50% bis 70% gemäss Inter Rhone, 2007): - keine Verbrauchsgüter wie bei der Kieselgurfiltration, - weniger Arbeitseinsatz (automatisiert, eine einziger Durchlauf ist notwendig), - geringe Weinverluste (0.5% bis 2% je nach Weinsorte) und Saftverluste (ca. 1%). Die Betriebskosten liegen zwischen 10 und 80 Eurocents pro Hektoliter (IFV, Itinéraires No. 19). Ausser den Betriebskosten erzielt die CFF auch Einsparungen der versteckten Kosten : Einsparung von Verbrauchsgüter: Kieselgur und Filterschichten. Einsparungen von Filterkerzen bei der Feinfiltration vor der Abfüllung (ca. 30%): niedrigerer Verschmutzungsgrad als bei einem mit Kieselgur gefilterter Wein. Kosteneinsparung bei der Abwasserbehandlung. Niedrige Weinverluste. Reduzierte Anwesenheit des Bedieners (einfache Überwachung). Einsparung einer Vakuum-Absaugvorrichtung zur Entfernung aller Kleinstpartikel bei Kieselgurfilter, gemäss den Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften: 10 bis pro Filter. Die exklusiven Bucher Vaslin Lösungen bieten viele Anwendungsbereiche Dank all dieser nun verfügbaren Anwendungen mit den Flavy FX und Flavy Leestar Filter (für Tankrückstände) befreien sich die Kellereien allmählich von dem ganzjährigen Einsatz einer Kieselgurfiltration. Filtration von Vorklär- und Schönungstrub im Saft Es ist das Ziel, ein Maximum an qualitativ hochwertigem Saft mit säurehaltigem und aromatischem Potentiale zu erhalten. Leistungen: Durchflussrate von ca. 35l/h m² bei kaltgeklärtem Trub und ca. 26l/h m 2 bei Flotationstrub. Reduzierung der Oxidation im Vergleich zu traditionellen Methoden, Filtration erfolgt Charge per Charge - reduzierte Arbeitskosten, Sicherheit für den Bediener (keine Beeinflussung durch Kieselgur) Saftverluste durch Trub sind begrenzt. Exklusivlösungen von Bucher Vaslin Die 2 in 1 Flavy FX Lösung ermöglicht die Filtration von Wein und Safttrub mit einer sehr schnellen Kapitalverzinsung. Die Weinverluste sind fast unbedeutend: von 0.1% bis 0.5% der gefilterten Menge. Die Kapitalverzinsung ist noch schneller bei hohen Weinverkaufspreisen und gefilterten Mengen. Beispiel einer schnellen Kapitalverzinsung: Die Kellerei berichtete von erheblichen Einsparungen bei den Kühlkosten, da die sich Säfte bei höheren Temperaturen und kürzeren Zeitspannen als in der Vergangenheit klären konnten. Die Einsparungen durch höhere Ausbeuten von Qualitätssäften, die Entsorgung von Kieselgur und die Zeiteinsparung in der Vorbereitung und Reinigung des Vakuumdrehfilters waren auch erheblich. Juice lees filtration Testimonial from Winemaking, Tasmania, WEM magazine November Dieser Bericht zeigt, dass die Bucher Vaslin CFF eine Lösung zur Kostenreduzierung ist. Enzyme Alkoholische Fermentation 90 hl + 9 hl 90 hl 9 hl 100 hl 90 hl Permeat 9 hl 10 hl (< 1NTU) Kaltklärung bei 8 C während 12/24 h Flotation Schwebstoffe zu Beginn (Feststoffanteil) = 10% Homogenisierung + Trubfiltration von Saft Flavy FX Retentat 1 hl (das ist 1% des Anfangsvolumens) Feststoffanteil = 65% Arbeitsablauf der Trubfiltration von Saft.

8 14 15 Anwendungsvergleich Beispiel einer Anwendung: Eine Kellerei in Chile filtriert 9200 hl/jahr Vorklärtrub im Saft und hl/jahr Wein. Die Tabellen zeigen die Einsparungen und wie die Kellerei ihren Saft aufwertete, indem der Vorklärtrub mit einem Flavy FX Filter filtriert wurde. Einsparungen mit dem Flavy FX Filter Vorklärtrub Vakuumdrehfilter - 10 m² FX m² Reinigungsprodukte Anschlusswert Wasser (heiss) Arbeitskosten Kieselgurfiltration Entsorgung/Aufbereitung 0,037 0,075 0,005 0,137 2,138 0,535 0,057 0,296 0,025 0,036 0,000 0,136 Gesamt in /hl 2,927 0,550 Bei 9200 hl/jahr waren die Einsparungen bei der Filtration von Vorklärtrub mit einem FX 10 Filter /Jahr. Wie wird der Saft aufgewertet Mit einem Vakuumdrehfilter (RDV) wird 55% des Saftes aus dem Vorklärtrub zurückgewonnen, d.h., dass 5060 hl zu einem Standardqualitätswein mit einem Wert 60 /hl gemacht wurde. Mit dem Flavy FX 10 Cross-Flow Filter wurden 88% des Saftes aus der gesamten Vorklärtrubmenge zurückgewonnen, d.h., dass 8086 hl zu einem Topqualitätswein mit einem Wert von 75 /hl gemacht wurde. Die gewonnene Menge und Qualität ergab eine Einsparung von Der Coss-Flow Filter kann eine Charge nach der anderen filtrieren, was den Wert des Saftes erhöht. Für die Kellerei bedeutete diese Lösung eine Einsparung von im Vergleich zu einem Vakuumdrehfilter. Wie wird der Gärungsprozess angehalten Die Cross-Flow Mikrofiltration erlaubt die Filtration eines stark mit Mikroorganismen belasteten Weines während der Gärung. Da die Sollgrösse der Poren einen Durchmesser von 0.2µ hat, erlaubt dies die Eliminierung der mikrobischen Biomasse, um einen Wein mit einer niedrigen Keimbelastung zu erhalten. DieVorteile: Die CFF benötigt weniger SO 2 als eine traditionelle Mostschwefelung (kalt + abziehen). Die mikrobiologische Stabilität wird in einem früheren Stadium als bei der traditionellen Mostschwefelung erreicht. Für den gleichen Gehalt an freiem SO 2 erzeugt die Eliminierung der gesamten Biomasse eine geringere Verbindung von SO 2 in Weinen. Mikrofiltrierte Weine benötigen weniger Korrekturen während der Reifezeit. Im Vergleich zur traditionellen Mostschwefelung kann die Einsparung an SO 2 am Ende der Reifezeit von 6% bis zu 30% betragen. (IFV Blanquefort 2001 Itinéraires techniques No. 19 IFV) Prinzip Flavy FX Filters. Bei Erreichung der erforderlichen Balance des Zuckerund Alkoholgrades: Herunterkühlung des Tanks zur Reduzierung der Gärung, danach den Tankinhalt mit dem Flavy FX Filter filtrieren, die Trube vom Bodensatz entfernen (im Retentat konzentriert) und den SO 2 -Gehalt anpassen, um das Produkt zu konservieren. Bei einem Volumenstrom von 40 bis 55 l/h m², je nach Restzuckeranteil, kann diese Behandlung die SO 2 Dosierungen um bis zu 30% bei gleicher Menge von freiem SO 2 reduzieren. Klärung und Stabilisierung von Weinen Leistungen des Flavy FX Überwachte Volumenströme l/h.m² Trockene, geklärte Weine Trockene Roséweine Jungwein Abgepresste Rotweine ( NTU) Wärmebehandelter Rotwein Jungwein * Traditioneller Rotwein Jungwein Vorklärtrub am Anfang Gleichmässiger Volumenstrom, auch bei längere Zyklen (> h). Durchschnittliche Verlustmengen < 1%. Niedriger Wasserverbrauch: von 0.7 Liter bis 1.4 Liter pro filtriertem Hektoliter. Niederiger Verbrauch an Reinigungsmittel. * Wärmebehandelter Rotwein: die asymmetrische Struktur der Membrane erleichtert die Effizienz der erneuten Filtration und trägt zu einem gleichmässigen Volumenstrom bei. Die Parametter des Ablaufs (Eingangsvolumenstrom, TMP..) sind so angepasst, damit die Filtration über lange Zyklen hinweg kontrolliert werden kann. Filtrierter Most Schlussretentat Beispiel der Anwendung eines Filters zur Trubfiltration.

9 16 17 In-line Schönung mit Bentonit Es ist das Ziel, die Weiss-und Roséweine in einem einzigen Ablauf zu schönen und zu stabilisieren, um die Zeiten der Weinaufbereitung zu verkürzen. Gebrauch von einem sehr reinen, nicht abrasiven UF Bentonit (silikatfrei), dessen Partikelgrössen der Grösse der Membranporen angepasst ist, um jede Art von Verblockung zu vermeiden. Der Ablauf kontrolliert automatisch die Zuführung des in-line Bentonits gemäss des Volumenstromes der Filtration, welcher eine sehr genaue Dosierung garantiert. Die Dosierungspumpe ist im Filter integriert. Der Bediener gibt über die SPS-Steuerung des Filters die Details über die erforderliche Dosierung und über die Konzentration der Bentonitlösung ein. Beispiel der Anwendung: Weinhändler im Bordeauxgebiet, Benutzung eines Flavy Tandem FX6/FX2LWL Filters seit Oktober 2011, Filtration von 450 hl Weisswein mit 5 NTU, UF Bentonit Dosierung: 40 g/hl. Resultat: gleichmässiger Volumenstrom von 35 hl/h (90% des maximalen Volumenstromes), geringer Verlust von 90 l oder 0.2%. Vorteile: - 2 in-line Aktionen in einem einzigen Vorgang (Proteinstabilisierung und Filtration), - Behandlungsdauer ist reduziert, - weniger umfüllen/-pumpen des Weines, - weniger hantieren des Weines, - vereinfachtes Tankmanagement. Weinfiltration mit dem Flavy FX Tandem Der Flavy FX Tandem Filter basiert auf einer Verbindung von zwei Geräten, die simultan und doch auf unterschiedliche Weise arbeiten: die Filtration von Rotem Jungwein mit einem Gerät und das konzentrierte Retentat vom ersten Filter mit dem anderen Gerät. So hat jeder Filter des Flavy FX Tandem seinen eigenen Anwendungsbereich, seine eigenen Arbeitsparameter unter Benutzung der dafür speziell angepassten Membranen. Seine Vorteile sind zahlreich: Ein besonderes Konzept, das für die Filtration von grossen Weinchargen angepasst wird. Eine erhöhte Produktivität mit signifikanter Reduzierung der Weinverluste. Tatsächlich wird durch die in-line Behandlung des Retentats die Verblockung der Membrane bei dem Hauptgerät reduziert. Gleichzeitg werden die Weinverluste am Ende der Charge signifikant reduziert (bis zu einem Grad von 0.1% bis 0.05% je nach Chargengrösse). Die Organisation wird optimiert: Der Flavy FX Tandem verarbeitet jede Charge im Ganzen und verbessert so die Organisation in der Kellerei. Arbeitsabläufe sind vollautomatisch. Eine Datenspeicherung kan über einen USB-Stick erfolgen. Haupttank UF Bentonitlösung (gemixt) Tank mit filtriertem Wein Instabiler, ungefilterter Wein Dosierungspumpe Stabiler, filtrierter Wein Verlust < 1 % Verfahrensablauf der in-line Bentonitschönung. Flavy FX Tandem

10 18 19 Filtration von Tankrückständen, Schönungstrub, Abstich von Rotweintrub und Retentaten mit dem Flavy Leestar Die Tankrückstände betragen 2% bis 3% der Weinmenge einer Kellerei. Deren Filtration ermöglichen eine Rückgewinnung von dreiviertel der Menge. Röhrenförmige Edelstahlmembranen wurden seit mehr als 20 Jahren innerhalb der Schweizer Bucher Industries Division versuchsweise zur Fruchtsaftfiltration einsesetzt. Widerstandsfähig und langlebig sind sie für die rauen Trubteile, für zähflüssige und abrasive Flüssigkeiten wie Bentonit oder Aktivkohle angepasst worden. Verfahrensvergleiche Beispiel: Eine Kellerei in Portugal produziert 6000 hl Tankrückstände pro Jahr. Die Tabelle zeigt die Einsparungen und den Wertzuwachs des filtrierten Produktes, welches mit dem Flavy Leestar Filter verarbeitet wurde. Einsparungen mit dem Flavy Leestar Filter Tankrückstände Kieselgur Reinigungsprodukte Anschlusswert Arbeitskosten Wasser Vakuumdrehfilter 2-6 m Flavy Leestar 3 Flavy Leestar 6 1, ,206 1,953 0, ,958 1,046 0,129 0, ,615 0,523 0,064 0,087 Gesamt in /hl 4,037 2,257 1,289 Bei 6000 hl/jahr Tankrückständen, filtriert mit einem Flavy Leestar, sind die Einsparungen: /Jahr mit dem Flavy Leestar 3, /Jahr mit dem Flavy Leestar 6. Wie wird das filtrierte Produkt aufgewertet Mit einem Vakuumdrehfilter (VDF) werden 74% der gesamten Tankrückstände zurückgewonnen bzw hl zu einem Wert von 170 /hl (Produkt muss nochmals filtriert werden). Mit einem Cross-Flow Flavy Leestar Filter werden 80% der gesamten Tankrückstände zurückgewonnen bzw hl zu einem Wert von 188 /hl (fertig filtriert kann den Endprodukten zugeführt werden). Die gewonnene Menge und Qualität erlaubten Einsparungen von TiO 2 Membrane aus Edelstahl 316 L, verstärkt, gesintert Der Cross-Flow Filter erlaubt eine Filtration von einer Charge nach der anderen, was den Wein aufwertet. Für die Kellerei bedeutet diese Lösung eine Gesamteinsparung: mit dem Flavy Leestar 3 bei einer Kapitalverzinsung von ca. 12 Monate, oder mit dem Flavyy Leestar 6 bei einer Kapitalverzinsung von ca. 18 Monate. Vor der Filtration (Tankrückstände) Nach der Filtration: Permeat (Wein) Nach der Filtration: Retentat (Endtrub) Flavy Leestar 6 Nach der Filtration: Die Farbintensität und Alkoholgrade werden erhalten. Der filtrierte Wein hat die erforderliche Qualität zur Abfüllung (kann dem Endprodukt zugeführt werden).

11 20 21 Häufig gestellte Fragen Rechtfertigt die Grösse meiner Kellerei den Kauf eines Cross-Flow Filters? Ich habe einen kleinen Betrieb Ist die Cross-Flow Filtration nur für grosse Kellereien geeignet? Nein, der CFF eignet sich für jede Art von Kellerei! Er ist von geringer Grösse, einfach zu handhaben, schnell und bedienerfreundlich. Sie müssen dafür kein Fachmann sein, da die Geräte bei der gesamten Flavy FX Reihe vollautomatisch sind (filtrieren, rückspülen, spülen, reinigen), Sicherheit ist aufgrund ständiger automatischer Kontrollen gewährleistet. Ausserdem ermöglicht die 2 in 1 Filtration von Trub und Wein eine ganzjährliche Anwendung. Dies bedeutet für sie eine Einsparung an Kapital und eine Effizienszsteigerung. Meine Kunden fragen nach immer weiteren restriktiven Spezifikationen (Trübungsgrad, mikrobiologische Stabilität )? In diesem Fall ist empfehlenswert, in einen Cross-Flow Filter zu investieren. Kann der CFF für meine organischen Weine angewandt werden? Tatsächlich gibt es hier keinerlei Restriktionen. Diese Technologie ist schonend für die Weinqualität. Ist es möglich, einen fahrbaren Filter im Falle von mehreren Benutzern zu kaufen? Ja, Bucher Vaslin hat viele Referenzen von Filtern, die auf einem Anhänger montiert sind, um die Möglichkeit zu haben, diesen bei mehreren Anwendern zu benutzen, einschliesslich Lohnunternehmen. Kann ein Wein aus der Maischeerhitzung Filtriert werden? Ja, wärmebehandelte Weine haben einen hohen Trübungsgrad, besonders jetzt, da die Filtration immer früher durchgeführt wird. Da diese Weine eine hohe Konzentration an Polyphenolen haben, benötigen sie eine spezielle Filtration wegen ihres Belastungsprofils. Dank der organischen, hydrophilen Membrane mit ihrer asymmetrischen Struktur sind die Flavy FX Filter eine effiziente Lösung für die Filtration von wärmebehandelten Weinen. Können mit Bentonit behandelte Weine filtriert werden? Ja, Weine jeder Art, die mit Bentonit UF behandelt und per in-line injiziert wurden (Option bei der Flavy FX Serie), können filtriert werden. Kann der Trübungsgrad bis auf 1NTU reduziert werden? Ja, nach der Cross-Flow Filtration liegen die Weine in der Regel unter 1 NTU, was hervorragende Weine ausmacht. Diese Klärungsgrade werden in einem einzigen Filtrationsgang erzielt, egal welche Weinaufbereitung vor der Filtration erfolgte. Ist die Herstellung meiner Topqualitätsweine bei einer Filtration mit Poren von 0.2µ risikoreich? Nein, die CFF hat bei vielen separaten Versuchen (IFV, Inter Rhone ) bewiesen, dass sie hinsichtlich der Weinqualitäten schonend ist. Die hydrophilen Eigenschaften der organischen, polyethersulfone (PES) Membrane von Bucher Vaslin spielt eine positive Rolle in der Kontrolle des Adsorptionsphänomens der Polyphenole und Polysaccharide. Ist eine grosse Wassermenge zur Reinigung der Cross-Flow Filter nötig? Nein, eine Untersuchnung von Bucher Vaslin verglich die Reinigung eines Flavy FX Filters (organische PES Membrane) mit einem Filter der gleichen Grösse mit Keramikmembanen: der Wasserverbrauch dividiert durch zwei mit dem Bucher Vaslin Filter (950l Waschwasser) und Kosten von /Jahr (fünfmal weniger Reinigungsprodukte). Ist der Wasserverbrauch bei einer Cross-Flow Filtration höher als bei einer Kieselgurfiltration? Nein. viele Aussagen von Anwendern eines Flavy FX Filters zeigen, dass nach 2 oder 3 Jahren der Wasserverbrauch durch drei dividiert werden kann. Ist eine Abfüllung nach der CFF möglich? Ja, falls die Klarheit vom Wein das Ziel ist. Nein, falls der Wein steril sein soll. In diesem besonderen Fall ist eine Kerzenfiltration vor dem Abfüllen notwendig. Werden mikrobiologische Risiken reduziert? Ja, der Bucher Vaslin CFF ermöglicht den Weinen einen niedrigen Grad von Keimen. Können grobe Tankrückstände mit hohen Trubanteilen, welche Weinstenkristalle oder Aktivkohle oder Schönungsmittel enthalten, filtriert werden? Ja, der neue Flavy Leestar Filter wurde so ausgeführt, um resistent gegen Abrieb, Verblockung und jede Art von mechanischer Belastung zu sein. Kann die CFF flüchtige Phenole behandeln? Die CFF kann die Brettanomyces entfernen, die für die Bildung von flüchtigen Phenolen (Phenolgeschmack) verantwortlich sind. Bei einer Grösse von 1 bis 2 µ werden die Brettanomyces-Hefen während der Filtration entfernt, dank der Porengrössen von 0.2µ der organischen Membranen von Bucher Vaslin. Flüchtige Phenole, die vor der Filtration entstanden sind, werden nicht durch die CFF entfernt. Um solchen Phenolgeschmack zu entfernen, hat Bucher Vaslin ein neues Verfahren entwickelt (wird gegenwärtig durch die OIV geprüft), das auf der Verbindung einer Nanofiltrationsmembrane/ einem Nanoabsorber basiert.

12 22 Weitere Informationen 23 Glossar Cross-Flow Mikrofiltration (CFF): Klärung von Flüssigkeit, die durch eine poröse Barriere mit einem Porendurchmesser von ca 0.1 bis 10 mikron dringt. Die Flüssigkeit, die geklärt werden soll, fliesst parallel zur Filteroberfläche. Permeat: Saft oder gefilterter Wein, der durch eine Membrane geflossen ist (auch Filtrat genannt). Retentat: Flüssigkeit, die Partikel oder Makromoleküle enthält, welche durch die Membrane zurückgehalten werden (auch Konzentrat genannt). Trans-Membrandruck: Unterschied zwischen dem Druck der Retentatseite und dem Druck der Permeatseite der Membrane. NTU (Nephelometric Turbidity Unit): optische Masseinehit zur Berechnung der Partikel, die für die Weintrübung verantwortlich sind. Gehalt an volumetrischen Schwebstoffen (VSS): feuchte Schwebstoffe in % Vol/Vol. Dieser Wert wird nach einer Zentrifugierung mit 4000 UpM während 30 Minuten erzielt. Sie entsprechen den nichtlösbaren Teilen wie Blätter, Häute, Kerne, Kieselgur ). Verblockung: Diese Entstehung bewirkt eine Reduzierung der Durchflussmenge des Permeats. Durchflussleistung des Permeats (oder Stromdichte): Volumen von Flüssigkeit, welche durch die Membrane pro Oberflächengrösse und Zeiteinheit fliesst (allgemein bezeichnet in l/h/m², d.h. in LMH). Spülung: Membrane mit Wasser reinigen. Regeneration: Reinigung der Membranen durch CIP ( cleaning in place - ortsgebundene Reinigung) unter Verwendung von chemischen Produkten zur Wiederherstellung der anfänglichen Durchlässigkeit. Rückspülung: Verfahren, um Membranen während der Filtration von Verblockungen zu befreien, um den Durchfluss umzukehren. Volumetrische Konzentration Faktor (VKF): Verhältnis des Eingangsvolumens zum Retentatsvolumen (Retentatskonzentration). Literaturverzeichnis Itinéraires techniques n 19, 2009, Institut Français de la Vigne et du Vin Microfiltration tangentielle - Mises en œuvre en œnologie. Rencontres œnologiques- Janvier 2011, Filtration des vins, s éclaircir les idées. Bien choisir et bien gérer sa filtration, G. Reynou-Gravier, R.M. Canals-Llaubères, Rencontres œnologiques - Janvier Filtration des vins : s éclaircir les idées. Impact de la filtration sur les vins : gains et conséquences, Sandrine Boesch, Groupe ICV, Rencontres œnologiques - Janvier Filtration des vins : s éclaircir les idées. Microfiltration tangentielle : application au cas de la clarification et de la stabilisation microbiologique des vins, Aude Vernhet, Rencontres Œnologiques - Janvier Filtration des vins : s éclaircir les idées. La filtration des vins, synthèse bibliographique : enjeux et nouvelles pratiques, Maud-Isabeau Furet, Jean Christophe Crachereau, Lettre actualités n 54 - Novembre Qualité et stabilité des vins, Préjugés et vérités sur la filtration tangentielle des vins - Revue Viti - Janvier 2008 N 336, p , Sophie Simonin. La filtration tangentielle fait ses preuves - Revue La Vigne - Octobre 2007 n 191, p. 60, Cécile Vuchot. La filtration tangentielle des bourbes à la propriété, solution proposée par Bucher Vaslin, Bernard Gautier - Revue des Œnologues n Juillet Filtration of grape juice sediments : a new application for cross-flow filters, Patrick Schonenberger, Davide De Giorgi, Julien Ducruet - Wine & Viticulture Journal - March/April Cross-Flow: the future of filtration, Grapegrower & Winemaker, Australia - November 2011 n 574, p Alternative to Earth Filtration, WBM Wine Business Magazine, Australia - November 2010, p. 68.