Filtrationsanlagen

Je nach Weinstadium, Verarbeitungsschritt und gewünschtem Filtrationsgrad stehen dem Oenologen verschiedene Filtrationstechniken zur Verfügung.

Tiefenfilter haben eine hohe Trubaufnahmekapazität und können je nach Klärschärfe des eingesetzten Filtermediums in fast jedem Stadium der Weinbereitung eingesetzt werden. Für die Tiefenfiltration stehen offene Systeme (Schichtenfilter) und geschlossene Systeme (Schichtenmodule und Tiefenfilterkerzen) zur Verfügung.

Die Schichtenfiltration ist bei der Weinbereitung das wohl nach wie vor verbreitetste Filtrationssystem. Der Filter ist robust und wenig Störanfällig. Lediglich die Dichtungen müssen in gewissen Abständen gewechselt werden. Bei der Schichtenfiltration werden die Cellulose-/Kieselgurschichten zwischen die Filterplatten eingelegt, die als Stützelemente für die Filterschichten wirken.

Die Filtermodule bestehen aus Filterschichten, die in fertige Module eingearbeitet sind. Diese werden dann in ein geschlossenes Gehäuse eingesetzt. Die Module sind zwar teurer, haben aber eine deutlich längere Filterstandzeit, da es sich um ein vollständig geschlossenes System handelt, das jederzeit gespült und sterilisiert werden kann.

Die Tiefenfilterkerzen sind in der Regel „gewickelt“. Von den Eigenschaften her sind diese vergleichbar mit den geschlossenen Modulsystemen. Die Trubaufnahmekapazität ist allerdings deutlich geringer als bei Filterschichten oder –modulen. Für die Filtration von Kleinmengen eignen sich die Tiefenfilterkerzen sehr gut, da diese vollständig leergedrückt werden können und somit bei Kleinmengen die Vermischung bei einem Sortenwechsel minimal ist.

Bei der Anschwemmfiltration wirken Platten oder Siebe als Stützschicht, auf die ein Filterkuchen aus Perlite, Cellulose oder Kieselgur angeschwemmt wird. Die Filtrationswirkung beruht einzig und allein auf dem angeschwemmten Filtrationsmedium. Dieser Filtrationskuchen baut sich während der Filtration kontinuierlich auf, bis die Aufnahmekapazität des Filters erschöpft ist. Dann muss der Filter geleert und neu angesetzt werden.

Der Kieselgurtfilter wird in erster Linie im Weinstadium beim 2. Abstich oder nach Schönungsmaßnahmen eingesetzt. Die Siebelemente, die als Stützschicht wirken, sind in einer geschlossenen Glocke horizontal angeordnet.

Vor der Filtration wird eine Grundanschwemmung mit einer bestimmten Menge Filterhilfsmittel pro m² Filterfläche durchgeführt. Während der laufenden Filtration wird über eine Kolbenmembranpumpe kontinuierlich Filterhilfsmittel aus einem Dosagebehälter in das System eingespeist. Dadurch baut sich der Filterkuchen langsam auf und es wird ständig neues Volumen für Trubstoffe geschaffen.

Je nach Trübungsgrad des zu filtrierenden Weines kann das passende Filterhilfsmittel oder dessen Feinheit und die Menge der Filterhilfsmitteldosage gewählt werden.

Der Kammerfilter findet sein Einsatzgebiet hauptsächlich im Moststadium bei der Mostfiltration oder der Aufarbeitung von Sedimentationstrub. Im Weinstadium kann er zum Abtrennen von Kristalltrub nach einer (erweiterten) Doppelsalzentsäuerung verwendet werden, da die Trubaufnahmekapazität beim Kammerfilter so groß ist, wie bei keinem anderen Filtrationssystem. Mit Hilfe einer zusätzlichen Dosageeinrichtung kann der Kammerfilter auch als Kieselgurfilter verwendet werden. Allerdings ist der Umgang etwas schwieriger, da die Filterplatten vertikal angeordnet sind und somit bei kleinen Unachtsamkeiten der Filterkuchen zusammenbrechen kann.

Die Crossflowfiltration ist eine dynamische Filtration, bei der der Wein parallel zur Filterfläche läuft und so nur ein Teil des Weines direkt durch die Membran filtriert wird. Dadurch verblockt die Membran in der Regel nicht. Das Retentat konzentriert sich bei diesem Prozess auf und wird bei den meisten Anlagen automatisch abgetrennt.

Der Vorteil einer Crossflowfiltration ist, dass der Wein in einem Filtrationsschritt vom trüben Jungwein zum füllfertigen Wein mit einer Schärfe von 0,45 µm filtriert werden kann.

Die Anschaffungskosten für einen Crossflowfilter sind im Vergleich zu den anderen Filtrationsanlagen relativ hoch. Die laufenden Kosten sind dafür sehr gering, da keine Filterhilfsstoffe benötigt werden und die großen Anlagen voll automatisiert und die Personalkosten somit sehr gering sind. Aus diesem Grund sind Crossflowanlagen vor allem in Großbetrieben vorzufinden.

Membranfilterkerzen werden in der Regel mit einer absoluten Abscheiderate von 0,6 µm oder 0,45 µm als „Polizeifilter“ bei der sterilen Abfüllung eingesetzt. Sie übernehmen keine Klärwirkung. Der Wein muss zuvor mit EK-Schichten oder Crossflow filtriert sein. Die Membrankerze dient nur als Sicherheit, da sowohl die Filterschichten, als auch der Crossflowfilter keine absolute Abscheiderate haben und somit noch vereinzelt Bakterien vorhanden sein können.

Für die Produktsicherheit ist es absolut notwendig, dass die Membrankerzen intakt sind. Dies kann mit der Durchführung eines Integritätstests jederzeit gewährleistet werden. Dabei werden die wasserbenetzten Kerzen mit ca. 1 bar Druck beaufschlagt. Dieser darf in fünf Minuten um nicht mehr als 40 mbar abfallen.

Mit durchschnittlich ca. 0,3 kWh pro 1000l ist der Schichtenfilter am effizientesten. Die Kieselgurfiltration ist mit 0,5 bis 0,7 kWh / 1000 l schon weniger effizient. Den höchsten Stromverbrauch hat der Cross-Flow-Filter mit etwa 1,1 kWh pro 1000 l.