actividades unidad 4 flujo
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SEP SNEST DGEST SEV
INSTITUTO TECNOLOacuteGICO SUPERIOR DE LAS CHOAPAS
UNIDAD IV
ldquoSEDIMENTACION Y CENTRIFUGACIONrdquo
NOMBRE DE LA ASIGNATURA
FLUJO DE FLUIDOS
CLAVE
ALUMNA
ALEMAacuteN RUEDA PAULINA
CARRERA
INGENIERIacuteA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
HORAS PRAacuteCTICAS
2
SEMESTRE
CUARTO SEMESTRE
DOCENTE
IQ Arturo Velasco Bernal
LAS CHOAPAS VER 04 DE JUNIO DEL 2013
REPORTE ESCRITO
Factores incidentes en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
La clarificacioacuten por encolado filtracioacuten y centrifugacioacuten son teacutecnicas de
limpieza denominadas separativas donde en la primera se aplica una
tecnologiacutea de caraacutecter fisicoquiacutemico para eliminar las sustancias que el vino
contiene en suspensioacuten mientras que en las demaacutes uacutenicamente se utilizan otros
sistemas de tipo fiacutesico mediante el empleo de una maquinaria especiacutefica para tal
fin como son los filtros o las centriacutefugas objeto del presente capiacutetulo
La separacioacuten de las sustancias o partiacuteculas que contiene los vinos puede
llegar a hacerse en un nivel de solucioacuten verdadera como los azuacutecares aacutecidos
orgaacutenicos o sus sales con un tamantildeo inferior a las 0001 micras (mm) y utilizando
las teacutecnicas de oacutesmosis inversa o de electrodiaacutelisis o bien en el rango de
soluciones coloidales entre 0001 a 01 micras como los coloides metaacutelicos
proteicos o gluciacutedicos y mediante la ultrafiltracioacuten tangencial o por fin en las
suspensiones de partiacuteculas de tamantildeo superior a las 01 micras como las
levaduras bacterias materia colorante tartratos u otros soacutelidos en suspensioacuten
utilizando las teacutecnicas de filtracioacuten tangencial membranas placas y aluvionado o
incluso tambieacuten con las maacutequinas de centrifugacioacuten de menores prestaciones
Los sistemas de filtracioacuten o centrifugacioacuten logran alcanzar un eficaz
resultado en cuanto a la consecucioacuten del la total limpidez de los vinos pues
depende del tipo de filtro o centriacutefuga utilizado en cada caso pero nunca son
garantiacutea de una total estabilizacioacuten de los mismos pues posteriormente a la
filtracioacuten se puede producir un enturbiamiento o insolubilizacioacuten producidas por
diversas causas siendo entonces preciso utilizar otros meacutetodos de estabilizacioacuten
previos a la limpieza de los vinos donde la clarificacioacuten por encolado u otros
tratamientos fisicoquiacutemicos juegan un importante papel Por otra parte para que
el sistema de limpieza de los vinos sea eficaz y del menor coste posible se debe
utilizar una metodologiacutea razonada donde los vinos deben ser sometidos a una
clarificacioacuten progresiva utilizando una secuencia de sistemas de limpieza de
menor a mayor coste en el sentido de aumentar el rendimiento de los meacutetodos
de mayor valor sedimentacioacuten estaacutetica gravitatoria- clarificacioacuten por encolado -
centrifugacioacuten o filtracioacuten por tierras -filtracioacuten por placas o cartuchos - filtracioacuten
amicroacutebica Si embargo en los uacuteltimos antildeos ha aparecido una tecnologiacutea
denominada de filtracioacuten tangencial donde directamente se pueden clarificar los
vinos en una sola fase sin importar su grado de turbidez consiguiendo de este
modo una gran simplificacioacuten teacutecnica y econoacutemica del proceso de limpieza de los
mismos
FILTRACIOacuteN
La filtracioacuten es una teacutecnica general de separacioacuten de dos fases una soacutelida
y la otra liacutequida haciendo pasar esta suspensioacuten a traveacutes de un material poroso
que constituye el filtro donde se retiene la fase soacutelida y dejando pasar a su
traveacutes el liacutequido que sale con un mayor o menor grado de limpieza en funcioacuten del
material filtrante utilizado Por lo tanto un filtro es un aparato formado por un
soporte permeable sobre el que se dispone de una capa filtrante y de un sistema
mecaacutenico maacutes o menos complejo que asegura la circulacioacuten a presioacuten constante
del liacutequido turbio y tambieacuten la evacuacioacuten del mismo liacutequido filtrado y limpio
-Suspensioacuten soacutelido-liacutequido liacutequido turbio o de alimentacioacuten
-Liacutequido obtenido filtrado o permeado
-Material poroso medio filtrante
-Soacutelidos retenidos retenido o torta
-Mecanismo que soporta elmaterial poroso y que posibilita la
filtracioacuten filtro
El estudio de la filtracioacuten comprende el conocimiento de los siguientes
aspectos teoriacutea y leyes de la filtracioacuten factores que intervienen en la filtracioacuten de
los vinos tipos de filtros y sus materias filtrantes y aspectos cualitativos de los
vinos filtrados
Teoriacutea de la filtracioacuten
La filtracioacuten es una operacioacuten que puede ser medida de una manera teoacuterica
por medio de una serie de leyes fiacutesicas que pueden adaptarse con mayor o
menor facilidad a los distintos tipos de filtraciones los cuales obedecen a
diferentes mecanismos de filtracioacuten en funcioacuten del tipo de materia filtrante
utilizado
Leyes de la filtracioacuten
En todos los sistemas de filtracioacuten e independientemente del medio filtrante
utilizado la resistencia que se debe vencer para obtener un retenido y un
permeado se puede cuantificar en teacuterminos diferenciales de presioacuten (DP) y
dependientes de los siguientes tres factores
DPf resistencia del filtro como tal cuantificable en peacuterdidas de carga de
tuberiacuteas codos vaacutelvulas etc
DPt resistencia de la torta o turbios retenidos en la materia filtrante
considerados solos o mejorados por coadyuvantes de filtracioacuten en el caso
de aluvionado
DPm resistencia del medio de filtracioacuten
-Filtracioacuten con colmatacioacuten brusca de los poros
El filtro se comporta como un conjunto de tubos capilares los cuales se
obturan individualmente de manera progresiva En este caso la filtracioacuten
estaacute regida por la siguiente ecuacioacuten correspondiendo a una recta donde
la variacioacuten del caudal depende del volumen filtrado
Q = - K1 V + Qo Q caudal de filtracioacuten en el tiempo t
V volumen filtrado en el tiempo t
Qo caudal inicial en el instante to
El volumen maacuteximo filtrado (Vmax) se alcanza cuando el valor de Q es nulo
es decir
Vmax = Qo K1
-Filtracioacuten con colmatacioacuten progresiva de los poros
Los turbios se depositan en el interior de los poros provocando una
colmatacioacutenprogresiva de los mismos rigieacutendose la filtracioacuten por la
siguiente ecuacioacuten asimilaacutendose a las filtraciones por placa o por
membrana
t V = K2 t + 1 Qo 1 V = K2 + 1 Qo t
Cuando el tiempo (t) tiende hacia el infinito el segundo sumando se hace
cero y el valor de la velocidad de filtracioacuten es V = 1 K2 que corresponde
a la cotangente del aacutengulo a Pudieacutendose entonces determinar el volumen
maacuteximo filtrado (Vmax) hasta la colmatacioacuten como
t2 - t1
Vmax = ----------------
t2 V2 - t1 V1
-Filtracioacuten de aluvionado
Los turbios se depositan sobre la capa filtrante aumentando de espesor
progresivamente a lo largo de la filtracioacuten respondiendo la misma a la
siguiente ecuacioacuten
t V = K3 V + 1 Qo
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
REPORTE ESCRITO
Factores incidentes en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
La clarificacioacuten por encolado filtracioacuten y centrifugacioacuten son teacutecnicas de
limpieza denominadas separativas donde en la primera se aplica una
tecnologiacutea de caraacutecter fisicoquiacutemico para eliminar las sustancias que el vino
contiene en suspensioacuten mientras que en las demaacutes uacutenicamente se utilizan otros
sistemas de tipo fiacutesico mediante el empleo de una maquinaria especiacutefica para tal
fin como son los filtros o las centriacutefugas objeto del presente capiacutetulo
La separacioacuten de las sustancias o partiacuteculas que contiene los vinos puede
llegar a hacerse en un nivel de solucioacuten verdadera como los azuacutecares aacutecidos
orgaacutenicos o sus sales con un tamantildeo inferior a las 0001 micras (mm) y utilizando
las teacutecnicas de oacutesmosis inversa o de electrodiaacutelisis o bien en el rango de
soluciones coloidales entre 0001 a 01 micras como los coloides metaacutelicos
proteicos o gluciacutedicos y mediante la ultrafiltracioacuten tangencial o por fin en las
suspensiones de partiacuteculas de tamantildeo superior a las 01 micras como las
levaduras bacterias materia colorante tartratos u otros soacutelidos en suspensioacuten
utilizando las teacutecnicas de filtracioacuten tangencial membranas placas y aluvionado o
incluso tambieacuten con las maacutequinas de centrifugacioacuten de menores prestaciones
Los sistemas de filtracioacuten o centrifugacioacuten logran alcanzar un eficaz
resultado en cuanto a la consecucioacuten del la total limpidez de los vinos pues
depende del tipo de filtro o centriacutefuga utilizado en cada caso pero nunca son
garantiacutea de una total estabilizacioacuten de los mismos pues posteriormente a la
filtracioacuten se puede producir un enturbiamiento o insolubilizacioacuten producidas por
diversas causas siendo entonces preciso utilizar otros meacutetodos de estabilizacioacuten
previos a la limpieza de los vinos donde la clarificacioacuten por encolado u otros
tratamientos fisicoquiacutemicos juegan un importante papel Por otra parte para que
el sistema de limpieza de los vinos sea eficaz y del menor coste posible se debe
utilizar una metodologiacutea razonada donde los vinos deben ser sometidos a una
clarificacioacuten progresiva utilizando una secuencia de sistemas de limpieza de
menor a mayor coste en el sentido de aumentar el rendimiento de los meacutetodos
de mayor valor sedimentacioacuten estaacutetica gravitatoria- clarificacioacuten por encolado -
centrifugacioacuten o filtracioacuten por tierras -filtracioacuten por placas o cartuchos - filtracioacuten
amicroacutebica Si embargo en los uacuteltimos antildeos ha aparecido una tecnologiacutea
denominada de filtracioacuten tangencial donde directamente se pueden clarificar los
vinos en una sola fase sin importar su grado de turbidez consiguiendo de este
modo una gran simplificacioacuten teacutecnica y econoacutemica del proceso de limpieza de los
mismos
FILTRACIOacuteN
La filtracioacuten es una teacutecnica general de separacioacuten de dos fases una soacutelida
y la otra liacutequida haciendo pasar esta suspensioacuten a traveacutes de un material poroso
que constituye el filtro donde se retiene la fase soacutelida y dejando pasar a su
traveacutes el liacutequido que sale con un mayor o menor grado de limpieza en funcioacuten del
material filtrante utilizado Por lo tanto un filtro es un aparato formado por un
soporte permeable sobre el que se dispone de una capa filtrante y de un sistema
mecaacutenico maacutes o menos complejo que asegura la circulacioacuten a presioacuten constante
del liacutequido turbio y tambieacuten la evacuacioacuten del mismo liacutequido filtrado y limpio
-Suspensioacuten soacutelido-liacutequido liacutequido turbio o de alimentacioacuten
-Liacutequido obtenido filtrado o permeado
-Material poroso medio filtrante
-Soacutelidos retenidos retenido o torta
-Mecanismo que soporta elmaterial poroso y que posibilita la
filtracioacuten filtro
El estudio de la filtracioacuten comprende el conocimiento de los siguientes
aspectos teoriacutea y leyes de la filtracioacuten factores que intervienen en la filtracioacuten de
los vinos tipos de filtros y sus materias filtrantes y aspectos cualitativos de los
vinos filtrados
Teoriacutea de la filtracioacuten
La filtracioacuten es una operacioacuten que puede ser medida de una manera teoacuterica
por medio de una serie de leyes fiacutesicas que pueden adaptarse con mayor o
menor facilidad a los distintos tipos de filtraciones los cuales obedecen a
diferentes mecanismos de filtracioacuten en funcioacuten del tipo de materia filtrante
utilizado
Leyes de la filtracioacuten
En todos los sistemas de filtracioacuten e independientemente del medio filtrante
utilizado la resistencia que se debe vencer para obtener un retenido y un
permeado se puede cuantificar en teacuterminos diferenciales de presioacuten (DP) y
dependientes de los siguientes tres factores
DPf resistencia del filtro como tal cuantificable en peacuterdidas de carga de
tuberiacuteas codos vaacutelvulas etc
DPt resistencia de la torta o turbios retenidos en la materia filtrante
considerados solos o mejorados por coadyuvantes de filtracioacuten en el caso
de aluvionado
DPm resistencia del medio de filtracioacuten
-Filtracioacuten con colmatacioacuten brusca de los poros
El filtro se comporta como un conjunto de tubos capilares los cuales se
obturan individualmente de manera progresiva En este caso la filtracioacuten
estaacute regida por la siguiente ecuacioacuten correspondiendo a una recta donde
la variacioacuten del caudal depende del volumen filtrado
Q = - K1 V + Qo Q caudal de filtracioacuten en el tiempo t
V volumen filtrado en el tiempo t
Qo caudal inicial en el instante to
El volumen maacuteximo filtrado (Vmax) se alcanza cuando el valor de Q es nulo
es decir
Vmax = Qo K1
-Filtracioacuten con colmatacioacuten progresiva de los poros
Los turbios se depositan en el interior de los poros provocando una
colmatacioacutenprogresiva de los mismos rigieacutendose la filtracioacuten por la
siguiente ecuacioacuten asimilaacutendose a las filtraciones por placa o por
membrana
t V = K2 t + 1 Qo 1 V = K2 + 1 Qo t
Cuando el tiempo (t) tiende hacia el infinito el segundo sumando se hace
cero y el valor de la velocidad de filtracioacuten es V = 1 K2 que corresponde
a la cotangente del aacutengulo a Pudieacutendose entonces determinar el volumen
maacuteximo filtrado (Vmax) hasta la colmatacioacuten como
t2 - t1
Vmax = ----------------
t2 V2 - t1 V1
-Filtracioacuten de aluvionado
Los turbios se depositan sobre la capa filtrante aumentando de espesor
progresivamente a lo largo de la filtracioacuten respondiendo la misma a la
siguiente ecuacioacuten
t V = K3 V + 1 Qo
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
de mayor valor sedimentacioacuten estaacutetica gravitatoria- clarificacioacuten por encolado -
centrifugacioacuten o filtracioacuten por tierras -filtracioacuten por placas o cartuchos - filtracioacuten
amicroacutebica Si embargo en los uacuteltimos antildeos ha aparecido una tecnologiacutea
denominada de filtracioacuten tangencial donde directamente se pueden clarificar los
vinos en una sola fase sin importar su grado de turbidez consiguiendo de este
modo una gran simplificacioacuten teacutecnica y econoacutemica del proceso de limpieza de los
mismos
FILTRACIOacuteN
La filtracioacuten es una teacutecnica general de separacioacuten de dos fases una soacutelida
y la otra liacutequida haciendo pasar esta suspensioacuten a traveacutes de un material poroso
que constituye el filtro donde se retiene la fase soacutelida y dejando pasar a su
traveacutes el liacutequido que sale con un mayor o menor grado de limpieza en funcioacuten del
material filtrante utilizado Por lo tanto un filtro es un aparato formado por un
soporte permeable sobre el que se dispone de una capa filtrante y de un sistema
mecaacutenico maacutes o menos complejo que asegura la circulacioacuten a presioacuten constante
del liacutequido turbio y tambieacuten la evacuacioacuten del mismo liacutequido filtrado y limpio
-Suspensioacuten soacutelido-liacutequido liacutequido turbio o de alimentacioacuten
-Liacutequido obtenido filtrado o permeado
-Material poroso medio filtrante
-Soacutelidos retenidos retenido o torta
-Mecanismo que soporta elmaterial poroso y que posibilita la
filtracioacuten filtro
El estudio de la filtracioacuten comprende el conocimiento de los siguientes
aspectos teoriacutea y leyes de la filtracioacuten factores que intervienen en la filtracioacuten de
los vinos tipos de filtros y sus materias filtrantes y aspectos cualitativos de los
vinos filtrados
Teoriacutea de la filtracioacuten
La filtracioacuten es una operacioacuten que puede ser medida de una manera teoacuterica
por medio de una serie de leyes fiacutesicas que pueden adaptarse con mayor o
menor facilidad a los distintos tipos de filtraciones los cuales obedecen a
diferentes mecanismos de filtracioacuten en funcioacuten del tipo de materia filtrante
utilizado
Leyes de la filtracioacuten
En todos los sistemas de filtracioacuten e independientemente del medio filtrante
utilizado la resistencia que se debe vencer para obtener un retenido y un
permeado se puede cuantificar en teacuterminos diferenciales de presioacuten (DP) y
dependientes de los siguientes tres factores
DPf resistencia del filtro como tal cuantificable en peacuterdidas de carga de
tuberiacuteas codos vaacutelvulas etc
DPt resistencia de la torta o turbios retenidos en la materia filtrante
considerados solos o mejorados por coadyuvantes de filtracioacuten en el caso
de aluvionado
DPm resistencia del medio de filtracioacuten
-Filtracioacuten con colmatacioacuten brusca de los poros
El filtro se comporta como un conjunto de tubos capilares los cuales se
obturan individualmente de manera progresiva En este caso la filtracioacuten
estaacute regida por la siguiente ecuacioacuten correspondiendo a una recta donde
la variacioacuten del caudal depende del volumen filtrado
Q = - K1 V + Qo Q caudal de filtracioacuten en el tiempo t
V volumen filtrado en el tiempo t
Qo caudal inicial en el instante to
El volumen maacuteximo filtrado (Vmax) se alcanza cuando el valor de Q es nulo
es decir
Vmax = Qo K1
-Filtracioacuten con colmatacioacuten progresiva de los poros
Los turbios se depositan en el interior de los poros provocando una
colmatacioacutenprogresiva de los mismos rigieacutendose la filtracioacuten por la
siguiente ecuacioacuten asimilaacutendose a las filtraciones por placa o por
membrana
t V = K2 t + 1 Qo 1 V = K2 + 1 Qo t
Cuando el tiempo (t) tiende hacia el infinito el segundo sumando se hace
cero y el valor de la velocidad de filtracioacuten es V = 1 K2 que corresponde
a la cotangente del aacutengulo a Pudieacutendose entonces determinar el volumen
maacuteximo filtrado (Vmax) hasta la colmatacioacuten como
t2 - t1
Vmax = ----------------
t2 V2 - t1 V1
-Filtracioacuten de aluvionado
Los turbios se depositan sobre la capa filtrante aumentando de espesor
progresivamente a lo largo de la filtracioacuten respondiendo la misma a la
siguiente ecuacioacuten
t V = K3 V + 1 Qo
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
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Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Teoriacutea de la filtracioacuten
La filtracioacuten es una operacioacuten que puede ser medida de una manera teoacuterica
por medio de una serie de leyes fiacutesicas que pueden adaptarse con mayor o
menor facilidad a los distintos tipos de filtraciones los cuales obedecen a
diferentes mecanismos de filtracioacuten en funcioacuten del tipo de materia filtrante
utilizado
Leyes de la filtracioacuten
En todos los sistemas de filtracioacuten e independientemente del medio filtrante
utilizado la resistencia que se debe vencer para obtener un retenido y un
permeado se puede cuantificar en teacuterminos diferenciales de presioacuten (DP) y
dependientes de los siguientes tres factores
DPf resistencia del filtro como tal cuantificable en peacuterdidas de carga de
tuberiacuteas codos vaacutelvulas etc
DPt resistencia de la torta o turbios retenidos en la materia filtrante
considerados solos o mejorados por coadyuvantes de filtracioacuten en el caso
de aluvionado
DPm resistencia del medio de filtracioacuten
-Filtracioacuten con colmatacioacuten brusca de los poros
El filtro se comporta como un conjunto de tubos capilares los cuales se
obturan individualmente de manera progresiva En este caso la filtracioacuten
estaacute regida por la siguiente ecuacioacuten correspondiendo a una recta donde
la variacioacuten del caudal depende del volumen filtrado
Q = - K1 V + Qo Q caudal de filtracioacuten en el tiempo t
V volumen filtrado en el tiempo t
Qo caudal inicial en el instante to
El volumen maacuteximo filtrado (Vmax) se alcanza cuando el valor de Q es nulo
es decir
Vmax = Qo K1
-Filtracioacuten con colmatacioacuten progresiva de los poros
Los turbios se depositan en el interior de los poros provocando una
colmatacioacutenprogresiva de los mismos rigieacutendose la filtracioacuten por la
siguiente ecuacioacuten asimilaacutendose a las filtraciones por placa o por
membrana
t V = K2 t + 1 Qo 1 V = K2 + 1 Qo t
Cuando el tiempo (t) tiende hacia el infinito el segundo sumando se hace
cero y el valor de la velocidad de filtracioacuten es V = 1 K2 que corresponde
a la cotangente del aacutengulo a Pudieacutendose entonces determinar el volumen
maacuteximo filtrado (Vmax) hasta la colmatacioacuten como
t2 - t1
Vmax = ----------------
t2 V2 - t1 V1
-Filtracioacuten de aluvionado
Los turbios se depositan sobre la capa filtrante aumentando de espesor
progresivamente a lo largo de la filtracioacuten respondiendo la misma a la
siguiente ecuacioacuten
t V = K3 V + 1 Qo
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Qo caudal inicial en el instante to
El volumen maacuteximo filtrado (Vmax) se alcanza cuando el valor de Q es nulo
es decir
Vmax = Qo K1
-Filtracioacuten con colmatacioacuten progresiva de los poros
Los turbios se depositan en el interior de los poros provocando una
colmatacioacutenprogresiva de los mismos rigieacutendose la filtracioacuten por la
siguiente ecuacioacuten asimilaacutendose a las filtraciones por placa o por
membrana
t V = K2 t + 1 Qo 1 V = K2 + 1 Qo t
Cuando el tiempo (t) tiende hacia el infinito el segundo sumando se hace
cero y el valor de la velocidad de filtracioacuten es V = 1 K2 que corresponde
a la cotangente del aacutengulo a Pudieacutendose entonces determinar el volumen
maacuteximo filtrado (Vmax) hasta la colmatacioacuten como
t2 - t1
Vmax = ----------------
t2 V2 - t1 V1
-Filtracioacuten de aluvionado
Los turbios se depositan sobre la capa filtrante aumentando de espesor
progresivamente a lo largo de la filtracioacuten respondiendo la misma a la
siguiente ecuacioacuten
t V = K3 V + 1 Qo
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
En este tipo de filtracioacuten Qo es muy elevada y entonces el segundo
sumando tiende al valor de cero y por lo tanto t V = K3 V es decir
Log V = 1 2 log t + Cte
-Filtracioacuten con colmatacioacuten intermedia de los poros
En este tipo de filtracioacuten situada entre las anteriores se cumple la siguiente
ecuacioacuten
1 Q = K4 t + 1 Qo
Mecanismos de la filtracioacuten
Todos los filtros pueden retener las partiacuteculas en suspensioacuten que contienen
los liacutequidos invocando dos posibles mecanismos tamizado y adsorcioacuten aunque
en la realidad ninguacuten material filtrante funciona exclusivamente con uno u otro
mecanismo si no que lo hacen de una manera mixta aunque con una mayor
tendencia en uno u otro sentido
-Mecanismo de tamizado
Mediante este mecanismo los turbios son retenidos en la superficie del
medio filtrante por diferencia de tamantildeo entre estos y la porosidad del medio Los
filtros de membrana de tipo amicroacutebico son los que mejor responden a la
definicioacuten de este mecanismo aunque tambieacuten funcionan de este modo otros
como las tierras foacutesiles en ciclo corto o incluso los antiguos lechos filtrantes de
amianto en los filtros de torta
El tamizado o la interceptacioacuten de las partiacuteculas puede realizarse de tres
maneras distintos
-Interceptacioacuten inercial Las partiacuteculas en una corriente fluida presentan
una masa y una velocidad y por consiguiente mantienen un momento de
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
inercia asociado a ellas de tal manera que cuando el liacutequido toma el
recorrido de menor resistencia al flujo desviaacutendose alrededor de las fibras
las partiacuteculas continuacutean rectas e impactan directamente sobre las fibras
quedando retenidas en el filtro En el caso del vino este efecto se atenuacutea
debido al pequentildeo tamantildeo de las partiacuteculas y a la escasa diferencia de
densidad con el vino
-Interceptacioacuten difusional Las partiacuteculas muy pequentildeas y de reducida
masa se mueven al azar por el movimiento browniano haciendo que se
desviacuteen de las liacuteneas de flujo aumentando de este modo las posibilidades
de ser interceptadas por las fibras del filtro En los liacutequidos este efecto es
tambieacuten muy reducido pero en la de los gases puede ser muy importante
-Interceptacioacuten directa Las partiacuteculas son retenidas simplemente por
poseer un tamantildeo superior al espacio resultante entre las fibras del filtro
aunque tambieacuten se pueden interceptar partiacuteculas maacutes pequentildeas por el
llamado efecto puente donde se superponen entre sus bordes o con las
mismas partiacuteculas
-Mecanismo de adsorcioacuten
El mecanismo de adsorcioacuten o de accioacuten fiacutesica retiene los turbios en
profundidad es decir en todo el espesor del medio filtrante por medio de una
diferencia de carga eleacutectrica entre los soacutelidos y el medio filtrante pudiendo poseer
los turbios un tamantildeo inferior al del espacio resultante entre las fibras Este efecto
de adsorcioacuten se conoce con el nombre de potencial zeta donde las partiacuteculas
en suspensioacuten presentan generalmente una carga superficial negativa asociada y
resultante de la doble capa ioacutenica formada en su superficie mientras que la carga
eleacutectrica de las fibras suele ser positiva lo que supone una atraccioacuten entre ambas
y p 737w2219h or lo tanto la eliminacioacuten de las partiacuteculas en suspensioacuten El
potencial zeta se mide en milivoltios (mV) alcanzando valores variables seguacuten
los distintos medios filtrantes presentando por ejemplo la celulosa un valor de
+40 mV a un pH de 32 a 34 A los valores del pH del vino presentan carga
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
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Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
positiva las proteiacutenas y las fibras de celulosa mientras que lo hacen
negativamente otras sustancias como levaduras bacterias materia colorante
coloidal sales metaacutelicas bentonita carbones taninos gomas siacutelice coloidal etc
Paraacutemetros y ensayos de filtracioacuten
El aforo o velocidad instantaacutenea de filtracioacuten es la cantidad de liacutequido
expresada en litros que fluye en un minuto de tiempo a traveacutes de 1 m2de
superficie filtrante eficaz bajo la presioacuten de 1 kg cm2 El rendimiento de filtracioacuten
es la cantidad de liacutequido expresada en litros que puede pasar a traveacutes de 1 m2
de superficie filtrante eficaz a la presioacuten de 1 kg cm2 hasta que deje de fluir o
eacuteste comience a salir velado o turbio Estos paraacutemetros dependen de las
caracteriacutesticas del liacutequido a filtrar naturaleza de los soacutelidos en suspensioacuten
viscosidad y tensioacuten superficial asiacute como tambieacuten del medio filtrante utilizado
materia filtrante superficie filtrante y presioacuten diferencial
La naturaleza de los turbios condicionan de una manera muy directa los
rendimientos de la filtracioacuten y especialmente la capacidad de colmatacioacutende la
materia filtrante siendo generalmente la velocidad de filtracioacuten directamente
proporcional al tamantildeo de los turbios e inversamente proporcional a su
capacidad de deformacioacuten pudiendo eacutestos uacuteltimos clasificarse como sigue
Partiacuteculas deformables
Gran poder colmatante proteiacutenas polisacaacuteridos gomas muciacutelagos
materia colorante etc
Poder colmatantemedio levaduras bacterias etc
Partiacuteculas indeformables
Podercolmatante deacutebil precipitados finos tartratos tierras de
diatomeas etc
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
La viscosidad es la resistencia de un fluido al movimiento de sus moleacuteculas
entre ellas siendo un paraacutemetro que aumenta la resistencia a la circulacioacuten del
liacutequido dentro del filtro midieacutendose en centipoises siendo la unidad de medida
que compara la viscosidad de un fluido con la del agua la cual tiene una
viscosidad de un centipoise a 21ordm C En los vinos la viscosidad depende de su
contenido alcohoacutelico en sentido negativo y de su extracto y riqueza en azuacutecares
en sentido positivo pudiendo ademaacutes las variaciones de temperatura afectar a la
viscosidad de tal manera que eacutesta reduce cuando la temperatura aumenta
La superficie filtrante es otro importante factor que afecta al aforo y al
rendimiento de la filtracioacuten producieacutendose un interesante efecto de multiplicacioacuten
de estos factores en el siguiente sentido cuando se dobla la superficie de
filtracioacuten se multiplica por cuatro la vida o el rendimiento del filtro Otro aspecto
importante de la materia filtrante es su volumen vaciacuteo o la relacioacuten existente
entre el diaacutemetro de las fibras y el tamantildeo de los poros situados entre eacutestas que
condiciona la capacidad de retencioacuten y por lo tanto el aforo y el rendimiento del
filtro
La porosidad de las superficie filtrantes es un paraacutemetro que debe ser
definido para conocer exactamente la capacidad de retencioacuten de las partiacuteculas
por el filtro presentando este valor una gran importancia sobre todo en los filtros
de tamizado y especialmente en los de tipo amicroacutebico donde un adecuado
tamantildeo de sus poros determina la garantiacutea de la estabilidad bioloacutegica del vino
filtrado El llamado grado nominal es un valor en micras arbitrario asignado por
el fabricante de filtros basado en la retencioacuten de algunos porcentajes de
partiacuteculas de un tamantildeo dado o mayor donde se asegura la retencioacuten de una
elevada cantidad de turbios de ese tamantildeo por ejemplo del 98 por 100
existiendo un 2 por 100 restante donde estas condiciones no se cumplen
El grado absoluto determina con mayor exactitud la porosidad de una
materia filtrante y viene definido como el diaacutemetro de la partiacutecula esfeacuterica dura
maacutes grande que puede pasar por un filtro bajo condiciones de prueba
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
especiacuteficas indicando de este modo la abertura maacutes grande que posee el medio
filtrante Para determinar el grado absoluto de una materia filtrante se puede
utilizar el meacutetodo de la razoacuten b donde este valor se define como
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el influente
b =-------------------------------------------------------------------------------------
Nuacutemero de partiacuteculas de un tamantildeo dado y mayores en el efluente
b - 1
Eficacia de filtracioacuten () = ------- 100
b
Valor de b de eliminacioacuten
------------- ---------------------
1 0
2 50
10 90
100 99
1000 999
10000 9999
100000 99999
Normalmente se puede utilizar un b de 5000 a 10000 como definicioacuten
operacional de un grado absoluto Los valores de b permiten comparar las
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
eficacias de filtracioacuten con diferentes tamantildeos de partiacuteculas para diferentes
cartuchos de membrana de forma significativa
La presioacuten del filtro o mejor dicho la diferencia de presiones entre la de la
entrada y la de salida condiciona la velocidad de filtracioacuten aumentaacutendola cuando
la presioacuten se eleva hasta llegar a ciertos liacutemites donde la presioacuten no se puede
superar por ocasionar problemas de resistencia y estabilidad de las diferentes
materias filtrantes La presioacuten debe ser constante para evitar movimientos
bruscos del vino o golpes de ariete siendo generalmente suministrada por
medio de una bomba centriacutefuga o de tornillo de desplazamiento positivo y a
menudo de presioacuten y de caudal regulables
La capacidad de colmatacioacuten es otro paraacutemetro de la filtracioacuten donde
define la propiedad que presenta un liacutequido turbio mosto o vino para obstruir una
determinada materia filtrante Para ello es necesario conocer antes de realizar la
filtracioacuten la capacidad que tiene un liacutequido de colmatar los filtros pudieacutendose
entonces elegir el sistema de filtracioacuten maacutes adecuado para cada caso y
especialmente cuando se utilizan medios filtrantes de alto valor como en el caso
de las membranas amicroacutebicaso de corte molecular inferior
La determinacioacuten de los iacutendices de colmatacioacuten permite evaluar de una
manera muy exacta el comportamiento de los liacutequidos antes de su filtracioacuten
utilizando para ello un instrumental de laboratorio especiacutefico pudieacutendose aplicar a
los sistemas de filtracioacuten por tierras o a los de placas y sobre todo a los de
membrana de caraacutecter amicroacutebico
-Filtracioacuten por tierras Utilizando un filtro de laboratorio de unos cuatro litros
de capacidad que contiene una suspensioacuten de tierras y vino se puede
hacer pasar por una superficie filtrante de 4 a 20 cm2 a una determinada
presioacuten pudiendo calcularse dos o tres puntos de la recta Log V = frac12 Log t
+ cte que en funcioacuten de la superficie filtrante utilizada se puede trazar una
recta en papel logariacutetmico donde se representa el comportamiento de la
filtracioacuten
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
-Filtracioacuten por placas La colmatacioacuten de las placas se produce de una
manera progresiva utilizando un dispositivo de filtracioacuten de laboratorio se
puede calcular el volumen maacuteximo filtrable (Vmax) aplicando la expresioacuten
t2 - t1
Vmax= ----------------- Presioacuten 05 bar
t2 V2 - t1 V1 t1= 1 hora t2 = 2 horas
V1= volumen filtrado en 1 hora
V2= volumen filtrado en 2horas
Para conocer un ciclo real de filtracioacuten de 6 a 10 horas se puede construir
una recta con ayuda de tres puntos o maacutes donde se puede extrapolar la
variacioacuten de V en el tiempo
-Filtracioacuten por membrana El caacutelculo del iacutendice de colmatacioacuten de vino
puede ser realizado de diversas formas
-Indicede Ribeacutereau-Gayon (IRG) Es la diferencia de tiempo
existente en hacer pasar 50 ml de vino antes y despueacutes de filtrar
500 ml del mismo vino a traveacutes de un medio filtrante de 45 cm de
diaacutemetro y bajo la presioacuten de 50 mm de mercurio
IRG = T50 - Tacute50= (T560 - T510) - T50
-Indicede Laurenty (IL) Es la diferencia de tiempo que tardan en
pasar 200 y 400 ml de vino bajo la presioacuten de 2 bar a traveacutes de una
membrana de 39 cm2 de superficie y de 065 mm de diaacutemetro de
poro debiendo alcanzarse un valor inferior a 20 para los vinos
blancos 30 para los vinos tintos y 50 para los vinos licorosos o
dulces naturales
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
IL = T400 - 2 T200
-Indicede Descout (ID) Basado en el anterior meacutetodo determinando
ademaacutes un valor de tiempo intermedio en los 300 ml debiendo
resultar este iacutendice superior a 30
ID = ((T400 - T300) - (T300 - T200)) 2
-Indicede Geoffrey y Perin (IGP)
IGP = T100 - 2 T50
-Indicede Meglioli (IM)
IM = (T600 -T200) - 2 (T400 - T200)
-Testde filtrabilidad Vmax de Gaillar Consiste en medir los voluacutemenes
de liacutequido filtrado a los dos minutos (V2) y a los cinco minutos (V5)
bajo la presioacuten de 1 bar y sobre una membrana porosa de 065 mm y
de 25 mm de diaacutemetro
5 - 2 3 (V5 V2)
Vmax =------------------- = --------------
5 V5 - 2 V2 5 (V2 V5)
La colmatacioacuten del filtro se produce con unos valores de Vmaxinferiores a los
2500 a 4000 A partir de eacuteste iacutendice se puede estimar el rendimiento teoacuterico de
una filtracioacuten amicroacutebica
Superficie real del filtro (cm2)
Rendimiento (litros) = Vmax -------------------------------------
Superficie del ensayo (cm2)
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Caracteriacutesticas de las materias filtrantes
Los materiales maacutes utilizados para las filtraciones groseras y de
abrillantado poseen una serie de caracteriacutesticas comunes que los diferencian de
los otros tipos de superficies filtrantes como las utilizadas para la filtracioacuten
amicroacutebica y tangencial compuestas generalmente a base de membranas
sinteacuteticas o minerales Cada tipo de materia filtrante tierras de diatomeas
perlitas celulosa etc ofrece un determinado valor de una serie de caracteres
cuyas definiciones y determinaciones se exponen a continuacioacuten
-Humedad (H)
El contenido en humedad de una materia filtrante se evaluacutea pesando 2
gramos de muestra sometieacutendola a una desecacioacuten de 3 horas a una
temperatura de 106ordm C y luego pesaacutendola de nuevo (P gramos)
2 - P
H () = --------- 100
2
-Peacuterdida a calcinacioacuten (PC)
La peacuterdida a calcinacioacuten es una determinacioacuten que se realiza sobre
materias filtrantes minerales como las tierras foacutesiles o las perlitas donde se
pesan 2 gramos de materia filtrante sometieacutendola a calcinacioacuten durante 1 hora a
una temperatura de 600ordm C y despueacutes pesaacutendola de nuevo (Pacute gramos)
2 - Pacute
PC () = ---------- x 100
2
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
-Granulometriacutea
Este paraacutemetro solo se calcula para las tierras foacutesiles y las perlitas donde
es de gran intereacutes pues su valor afecta a los resultados de la filtracioacuten Para
medirlo se utiliza el meacutetodo BAHCO donde se hace pasar el material por una
serie de tamices con luces comprendidas entre 2 a 100 mm expresando los
resultados en porcentaje en peso para cada fraccioacuten retenida en el tamiz
Normalmente se recogen los resultados de los siguientes tamantildeos
gt 50
50 a 30
30 a 20
20 a 10
10 a 5
5 a 3
lt 3
-pH
Determinado sobre una solucioacuten antildeo 10 por 100 en agua destilada
-Densidad (D)
Determinada con el meacutetodo Metafilter donde se introducen 5 gramos de
muestra en una probeta graduada de 100 ml llenaacutendola con agua destilada
luego se agita y por fin se deja en reposo durante 24 horas Al cabo de ese
tiempo se mide el volumen ocupado por la materia filtrante y la densidad se
calcula como
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Peso estudiado (gramos)
D (gramos ml) = ---------------------------------
Volumen ocupado (ml)
-Volumen mojado ( Vm )
Son los litros que ocupan 1 kg de muestra una vez hidratada calculaacutendose
a partir del valor de la densidad (D)
Volumen (ml) ocupado por 5 gramos 5 densidad
Volumen (ml) ocupado por 1000 gramos 200 5 densidad
Volumen (litros) ocupado por 1 kg 1 densidad
-Porosidad (P)
Es el volumen vaciacuteo de una sustancia en relacioacuten con su volumen total
siendo este valor expresado en porcentaje y dependiendo del tamantildeo y forma de
las partiacuteculas que la componen
Material Porosidad ()
------------------------------ ----------------------
Tejido metaacutelico en reps 15 a 25
Tejido metaacutelico cruzado 30 a 35
Metales y ceraacutemicas porosas 30 a 50
Placas filtrantes 80
Tierras foacutesiles 85 a 95
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
-Permeabilidad ( darcie )
La permeabilidad es la propiedad de una sustancia en dejarse atravesar
por un liacutequido con mayor o menor facilidad cuya unidad de medida es el darcie
que se define por la regla de los siete unos como una capa filtrante que tiene un
espesor de 1 cm una superficie de 1 cm2 atravesado por 1 cm3 de liacutequido de
una viscosidad de 1 centipoise bajo la presioacuten de 1 atmoacutesfera y durante un
tiempo de 1 segundo Aproximadamente 1 darcieequivale a un caudal por
superficie filtrante de 36 m3 m2 hora
Tierras foacutesiles 01 a 20 darcies
Celulosa 05 a 50 darcies
Placas de filtracioacuten de abrillantamiento 015 a 050 darcies
Placas de filtracioacuten esterilizantes 002 a 007 darcies
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Equipos utilizados en el proceso de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Sistemas de filtracioacuten
Los sistemas o tipos de filtracioacuten pueden ser clasificados desde varios
puntos de vista uno de ellos atendiendo al modo de retener las partiacuteculas seguacuten
los mecanismos de actuacioacuten anteriormente descritos en filtros de accioacuten
mecaacutenica o de tamizado y en filtros de accioacuten fiacutesica o de adsorcioacuten Sin embargo
desde otro punto de vista tecnoloacutegico o de los resultados enoloacutegicos los filtros se
pueden clasificar en las siguientes categoriacuteas
-Primera categoriacutea o filtracioacuten por torta Este sistema de filtracioacuten responde
a un antiguo meacutetodo praacutecticamente desaparecido en la actualidad donde
la materia filtrante se introduciacutea en masa utilizando para ello celulosa o
amianto en su tiempo cuando estaba sanitariamente autorizada En este
caso pueden ser valiosos tanto los soacutelidos retenidos como el liacutequido
permeado empleaacutendose en enologiacutea en este uacuteltimo caso para la filtracioacuten
grosera o de desbaste de los mostos o vinos
-Segunda categoriacutea o filtracioacuten clarificante En este caso uacutenicamente es uacutetil
el liacutequido permeado despreciando los soacutelidos retenidos causantes de la
turbidez Generalmente se utilizan las tierras foacutesiles como materia filtrante
asiacute como tambieacuten determinadas placas de filtracioacuten consiguiendo en
funcioacuten de la eleccioacuten de sus diferentes tipos resultados enoloacutegicos que
oscilan desde el desbaste hasta el abrillantamientode los mostos o vinos
-Tercera categoriacutea o filtracioacuten amicroacutebica o microfiltracioacuten Con este
sistema se pretende retener los microorganismos de los mostos o vinos
mohos levaduras y bacterias hacieacutendolos pasar a traveacutes de materiales
filtrantes en forma de membrana con porosidades comprendidas entre las
120 a 045 mm y dejando pasar los liacutequidos limpios y esteacuteriles Algunas
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
placas de filtracioacuten de poro muy cerrado pueden tambieacuten presentar esta
propiedad aunque con resultados de menor garantiacutea
-Cuarta categoriacutea o ultrafiltracioacuten y oacutesmosis inversa Se utiliza un moderno
sistema de filtracioacuten tangencial aplicable tambieacuten para otros fines de
limpieza o esterilizacioacuten de los mostos o vinos donde se retienen diversos
solutos de determinados pesos moleculares (corte molecular) y siendo
valiosos en algunos casos los permeados y en otros los retenidos Aunque
esta categoriacutea no se ajusta estrictamente a la definicioacuten de la filtracioacuten se
la puede considerar como tal a efectos mecaacutenicos y de aplicaciones
enoloacutegicas
Filtracioacuten por tierras
La filtracioacuten por tierras o de aluvionado utiliza las tierras foacutesiles o las
perlitas como materias filtrantes donde una vez formada una precapa de eacutestas
sobre un soporte del filtro se hace pasar el liacutequido a filtrar de forma continua a
medida que recibe un aporte o aluvionado de los mismos materiales
consiguieacutendose de este modo la limpieza de los mostos o vinos en profundidad
durante un ciclo de filtracioacuten de mayor o menor longitud y con unos resultados de
limpieza en funcioacuten del tipo de tierras o perlitas utilizados que oscilan desde el
desbaste hasta el abrillantamiento
Generalmente este tipo de filtracioacuten queda reservada para los vinos
relativamente cargados de turbios y todaviacutea con un alto poder de colmatacioacuten
como los vinos en rama o los resultantes de una clarificacioacuten por encolado o
tambieacuten los obtenidos a la salida de una estabilizacioacuten tartaacuterica Desde un punto
de vista sanitario y ecoloacutegico la filtracioacuten por tierras se encuentra en la actualidad
en entredicho pues por una parte el polvo formado en su empleo puede llegar a
afectar a la salud los manipuladores y por otra parte el vertido de las tortas de
filtracioacuten al medio ambiente son de elevado poder contaminante
-Tierras foacutesiles
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
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Travailleurs Salarieacutes
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Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Las tierras foacutesiles reciben otros nombres como diatomeas tierra de
infusorios kieselgur (corpuacutesculo de siacutelice) etc siendo unas rocas sedimentarias
compuestas por la acumulacioacuten de caparazones o esqueletos de siacutelice de unas
algas unicelulares y microscoacutepicas del tipo de los radiolarios o foraminiacuteferos
(tierras de infusorios) o de diatomeas (tierra de diatomeas) En la naturaleza
existen maacutes de 10000 especies de las cuales unas 400 son de agua dulce de
donde proceden los yacimientos de estos materiales que por destruccioacuten de la
materia orgaacutenica queda como resto un caparazoacuten siliacuteceo poroso que se acumula
en el fondo de las masas de agua dulce o salada formando a lo largo de millones
de antildeos un yacimiento
Las diatomeas ceacutentricas son las maacutes antiguas y presentan una simetriacutea
radial o eliacuteptica perteneciendo a ellas los tipos cyclotelacoscinodiscus y
melosira Por otra parte las diatomeas pinnadas de agua dulce presentan una
forma alargada destacando las naviacutecula cymbella surirella y synedra La
acumulacioacuten de estos restos de hace 60 a 100 millones de antildeos forman una roca
sedimentaria blanda ligera e higroscoacutepica encontraacutendose en yacimientos
repartidos por todo el mundo siendo los maacutes importantes los de Estados Unidos
de Ameacuterica (Santa Baacuterbara) Europa (Ardegraveche y Cantal)Africa del Norte e
Islandia explotaacutendose a cielo abierto y utilizaacutendose como adsorbente de
nitroglicerina (dinamita) para la obtencioacuten de silicatos y desde el antildeo 1920 como
materia filtrante
Una vez extraiacutedo el mineral de los yacimientos se deja en maduracioacuten a
la intemperie durante al menos un antildeo transcurrido el cual se somete a un
proceso de fabricacioacuten donde se pretenden los siguientes fines purificar el
mineral eliminar el agua y obtener materias filtrantes de diferente porosidad Par
ello en primer lugar el mineral es desterronado siendo despueacutes presecado en un
horno a una temperatura de entrada de 600ordm a 700ordm C y con una humedad del 60
por 100 hasta salir a una temperatura de 85ordm C y con una humedad del 30 por
100 A continuacioacuten el mineral es de nuevo triturado y desecado de nuevo
durante un segundo a una temperatura de 700ordm a 800ordm C resultando con una
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
humedad final del 4 por 100 Las diatomeas naturales se obtienen por
clasificacioacuten seguacuten tamantildeo en un cicloacuten de aire donde se desechan las partiacuteculas
maacutes pesadas siendo eacutestas de color grisaacuteceo por contener una pequentildea fraccioacuten
de materia orgaacutenica
Las diatomeas calcinadas son de color rosaacuteceo estando sometidas a un
nuevo tratamiento a una temperatura de unos 900ordm a 1000ordmC siendo luego
molidas y clasificadas por un cicloacuten de aire para conseguir eliminar por
calcinacioacuten la materia orgaacutenica y aglomerar por fritage las partiacuteculas muy finas
de elevado poder colmatante Se consigue una materia filtrante muy fina donde
un 60 a 80 por 100 son partiacuteculas de tamantildeo inferior a 10 mm y el 40 a 60 por
100 restante menores a 5 mm Las diatomeas calcinadas activadas son tierras de
color blanco fabricaacutendose por adicioacuten de un fundente de carbonato de sodio al 6
por 100 antes de su calcinacioacuten a una temperatura entre los 900ordm a 1150ordm C
siendo por uacuteltimo trituradas y clasificadas por un cicloacuten de aire La adicioacuten del
fundente permite una calcinacioacuten maacutes efectiva de las tierras lo que permite
aumentar la permeabilidad de las diatomeas y asiacute obtener mejores resultados de
filtracioacuten que con los anteriores tipos
La composicioacuten quiacutemica de la tierras foacutesiles depende de su origen y
tambieacuten del tipo de fabricacioacuten
Composicioacuten ( ms)
Natural Calcinada Activada
-------------- -------------- --------------
SiO2 868 910 879
Al2O3 41 46 59
Fe2O3 16 119 11
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
P2O5 02 02 02
CaO 17 14 11
MgO 04 04 03
Na2O + K2O 11 11 33
pH 5 a 8 6 a 8 8 a 10
En cuanto a sus caracteriacutesticas fiacutesicas las tierras foacutesiles presentan los
siguientes datos
-Humedadlt 20 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten lt 10 por 100
-Granulometriacutea
Tamantildeo (mm) Tierras finas Tierras medias Tierras
gruesas
----------------- ---------------- ------------------- -------------------
gt 50 25 130 560
50 a 30 40 60 13 0
30 a 20 45 90 95
20 a 10 125 390
155
10 a 5 205 180 30
5 a 3 200 150 30
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
lt 3 360 00 00
-Densidad 027 a 042 gramos ml
-Volumen mojado 25 a 40 litros kg
-Permeabilidad 01 a 20 darcies
-Perlitas
Este material de filtracioacuten conocido desde finales del siglo XVIII como
perlstein o pearlstone es una roca volcaacutenica del grupo de las riolitas de
composicioacuten viacutetrea y de estructura globosa o polieacutedrica por contener un 2 a 5 por
100 de agua y gases ocluidos Una vez triturada la roca y despueacutes de mojada se
la somete a un tratamiento teacutermico instantaacuteneo de 900ordm a 1000 ordm C donde
aumenta de volumen en maacutes de 10 a 20 veces por la expansioacuten del agua que
contiene formando un material en forma de espuma y muy ligero no
sobrepasando los 50 kg m3 siendo a continuacioacuten triturado y clasificado con un
cicloacuten de aire donde se separan las partiacuteculas maacutes pesadas no hinchadas Este
material se produce en paiacuteses como Meacutejico Estados Unidos de Ameacuterica
Canadaacute Japoacuten Nueva Zelanda Turquiacutea Grecia Hungriacutea etc
Las perlitas es un material filtrante maacutes barato que las tierras de diatomeas
y ademaacutes se ahorra en su empleo de un 20 a 30 por 100 en peso por lo que
resultan muy interesantes para la filtracioacuten por aluvionado Sin embargo se trata
de un material muy abrasivo frente las partes metaacutelicas de los filtros ofreciendo
ademaacutes superficies filtrantes no muy finas por lo que su empleo se reduce a la
clarificacioacuten de liacutequidos muy turbios como mostos heces etc
La composicioacuten quiacutemica media de una perlita puede ser la siguiente
Composicioacuten ( ms)
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
----------------------------
SiO2 747
Al2O3 132
Fe2O3 07
P2O5 trazas
CaO 08
MgO trazas
Na2O + K2O 95
pH 7 a 10
Las caracteriacutesticas fiacutesicas medias de las perlitas responden a los siguientes
datos
-Humedad 01 por 100
-Peacuterdida a calcinacioacuten 1 por 100
-Densidad 014 a 025
-Volumen mojado 40 a 71 litros kg
-Permeabilidad 05 a 20 darcies (50 a 250 litros m2 y minuto)
-Tipos de filtros y funcionamiento
Los filtros de tierras pueden pertenecer a las siguientes categoriacuteas filtros
de aluvionado utilizados para la limpieza de los vinos y los filtros rotativos a vaciacuteo
o los filtros de marcos para heces empleados para la clarificacioacuten de los mostos
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
o de sus fangos y liacuteas residuales de la fermentacioacuten alcohoacutelica En todos ellos se
pueden utilizar distintos tipos de materias filtrantes consiguiendo de este modo
diversos grados de filtracioacuten y por lo tanto de limpieza de los mostos o vinos
-Filtros de aluvionado
Estos filtros estaacuten formados por los siguientes elementos generalmente
instalados en un bloque compacto y a menudo sobre ruedas para facilitar su
transporte
-Filtro propiamente dicho compuesto por una carcasa hermeacutetica donde en
su interior se coloca una superficie de filtracioacuten de mayor o menor
extensioacuten sobre la cual se depositan las tierras de filtracioacuten Los soportes
de filtracioacuten pueden ser de los siguientes tipos
-Tejido de algodoacuten nylon polieacutester cloruro de polivinilo polietileno
fibra de vidrio cloruro de polivinilideno (saram) politetrafluoroetileno
(tefloacuten) etc en forma de sarga de 400 a 600 gramos m2
-Tejido de hilos de acero inoxidable o reps construidos en forma de
reps unido o de reps armado con hilo de 001 a 007 y tejidos en
60 x 60 a 80 x 80 hilos cm
-Soportes de cartoacuten poroso o mejor de porcelana o ceraacutemica
porosa
-Soportes de arandelas acanaladas apiladas formado una bujiacutea
hueca en forma de tubo poroso o de bobinado de hilo de acero
inoxidable sobre un eje
Los soportes de filtracioacuten por tierras deben cumplir los siguientes requisitos
buena estabilidad dimensional resistencia a la deformacioacuten durante la filtracioacuten y
porosidad regular con espacios comprendidos entre 50 a 120 mm Las bujiacuteas de
arandelas son posiblemente el tipo de soporte que mejor cumple con los citados
requisitos aunque tambieacuten se utilizan en la actualidad los tejidos de acero
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
inoxidable estando conformados mediante platos de doble cara separados
entre 2 a 3 cm donde en su parte exterior se deposita la tierra y el liacutequido a filtrar
penetra desde fuera y hacia el interior
Las bujiacuteas siempre se colocan en el interior de las carcasas en posicioacuten
vertical mientras que los platos se pueden situar en posicioacuten vertical u
horizontal consiguiendo las siguientes ventajas e inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
----------------------------------
-----------------------------------
Platos verticales -Filtro de teacutecnica fiable -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Filtracioacuten por las dos caras -Difiacutecil extraccioacuten en
seco de la
-Platos filtrantes desmontables torta
-Faacutecil limpieza con agua -Importantes peacuterdidas de
vino
-Excelente precio -Imposibilidad de aumentar
la
-Carcasa de diaacutemetro redu- superficie filtrante
cido -Elevado consumo de agua
de
limpieza
-Ciclo de filtracioacuten corto
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Platos horizontales -Buena estabilidad de la torta -Filtracioacuten por un lado
de los
-Posibilidad de parar durante platos
la filtracioacuten -Carcasa de gran diaacutemetro y
-Elevado ciclo de filtracioacuten altura
-Posible aumento de la super- -Platos filtrantes poco
riacutegidos
ficie de filtracioacuten -Dificultad para su
desmontado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Precio elevado
-Pequentildeas peacuterdidas de vino
-Pequentildeo consumo de agua
-Ciclo de filtracioacuten elevado
Bujiacuteas verticales -Elevada superficie filtrante -Difiacutecil estabilidad de
la torta
-Rigidez de la superficie de -Ciclo de filtracioacuten
medio
filtracioacuten -Consumo de agua elevado
-Extraccioacuten en seco de la torta -Mantenimiento
delicado
-Aumento de la superficie -Importantes peacuterdidas de
vino
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
durante la filtracioacuten
El aforo o velocidad de filtracioacuten o cantidad de liacutequido que puede pasar a
traveacutes de una superficie filtrante en un momento dado depende de la
superficie de filtracioacuten utilizada oscilando seguacuten el grado de turbidez y del
tipo de tierras utilizado desde los 3 a 5 hectolitros m2 y hora para los
liacutequidos maacutes cargados y de 15 a 25 hectolitros m2 y hora para los maacutes
limpios con un aforo medio de 10 hl m2 y hora que equivale a 15 cm3
por cm2 y por minuto Disponieacutendose filtros de aluvionado para uso
enoloacutegico con superficies filtrantes desde 1 a 3 m2 los maacutes pequentildeos
hasta de 80 a 100 m2 los de mayor tamantildeo
El volumen de la carcasa depende de la superficie de filtracioacuten oscilando
alrededor de los 150 a 250 litros por m2 debiendo de dejar un espacio
suficiente entre platos o bujiacuteas para contener las tierras y los turbios
retenidos durante la filtracioacuten La extraccioacuten de la torta de filtracioacuten puede
hacerse por medios manuales en los filtros de pequentildeo tamantildeo o bien de
manera automaacutetica en los de mayor volumen utilizaacutendose en este caso
una limpieza interior con agua impulsada a contraflujo solucioacuten de elevado
poder contaminante o mejor mediante una extraccioacuten en seco por medio
de la vibracioacuten de los soportes de filtracioacuten o con un gas tambieacuten a
contraflujo El aprovechamiento de los restos de vino contenidos en la
carcasa de filtracioacuten puede realizarse instalando junto a la carcasa
principal otra pequentildea carcasa de filtracioacuten conocida como filtro de
residuos por donde se hace pasar el liacutequido una vez terminada el ciclo de
filtracioacuten
-Bomba principal de circulacioacuten de liacutequido de caudal acorde con la
superficie de filtracioacuten entre 5 a 20 hl m2 y capaz de suministrar una
presioacuten suficiente comenzando con una presioacuten diferencial entre la
entrada del liacutequido sucio y la salida del liacutequido limpio de 01 bar y
aumentando de 05 a 10 bar por cada hora de filtracioacuten pudiendo alcanzar
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
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Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
al final de la filtracioacuten una presioacuten de hasta 6 a 8 bares Estas bombas
deben suministrar un caudal y una presioacuten constante utilizaacutendose las de
tipo centriacutefugo de baja velocidad (1800 rpm) para que no degraden o
rompan la estructura de la tierra en suspensioacuten cuando se establece el
circuito de precapa debiendo estar especialmente construidas para resistir
el efecto abrasivo de las tierras foacutesiles y sobre todo de las perlitas
-Tanque de mezcla de tierras provisto de un agitador para evitar la
sedimentacioacuten de las mismas y de capacidad suficiente para contener la
totalidad de las tierras de un ciclo de filtracioacuten del orden de 50 a 100 litros
por m2 de superficie de filtracioacuten
-Bomba dosificadora de caudal regulable para impulsar la suspensioacuten de
tierras desde el tanque de mezcla hasta la tuberiacutea de filtracioacuten en el
tramos situado entre la bomba principal y la carcasa de filtracioacuten Para
evitar la abrasioacuten de las tierras se utilizan bombas aspirantes-impelentes
de membrana de caudal regulable seguacuten la carrera de desplazamiento de
la membrana con caudales regulables entre 2 a 20 litros hora y m2 de
superficie filtrante y a una presioacuten de inyeccioacuten superior a los 8 bares que
permita superan la presioacuten del liacutequido en filtracioacuten Generalmente en el
lugar de la inyeccioacuten se coloca una mirilla transparente estando
debidamente iluminada para observar desde el exterior la dosificacioacuten de
la tierras durante el aluvionado Dos manoacutemetros colocados a la entrada y
salida del filtro permiten conocer la evolucioacuten del diferencial de la presioacuten
durante el ciclo de la filtracioacuten
El funcionamiento de los filtros de aluvionadocomprende una primera etapa
o de formacioacuten de precapa donde se depositan en circuito cerrado unas tierras
limpias con objeto de cerrar los poros de la superficie filtrante estableciendo un
circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro utilizando para ello unas
tierras con una permebilidad superior a un darcie y agua o vino limpios como
liacutequidos de suspensioacuten En ocasiones se depositan dos precapas la primera para
el cierre de los poros de la superficie de filtracioacuten y la segunda del mismo tipo
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
que la utilizada posteriormente en el aluvionado Cada precapa de unos 15 cm
de espesor se construye con unos 300 a 500 gramos por m2 de superficie
filtrante en circuito cerrado a una presioacuten no superior a los 01 a 02 bares y a un
caudal de unos 15 a 20 hl m2 y hora superior en 15 a 20 veces la velocidad de
filtracioacuten La mezcla de tierras con agua o vino limpio en el depoacutesito de mezcla se
hace a razoacuten de 1 kg de tierras por 5 litros de liacutequido
Una vez establecida la precapa se puede filtrar de dos modos la primera
a ciclo corto donde el liacutequido turbio pasa directamente sobre la precapa de
tierras limpias reteniendo eacutesta los turbios por la mera accioacuten del tamizado
colmataacutendose el filtro con bastante rapidez o mejor hacerlo en ciclo largo o de
aluvionado donde el vino que accede al filtro recibe una cierta cantidad de
tierras permitiendo de este modo funcionar de forma combinada con los
mecanismos de filtracioacuten de tamizado y de profundidad permitiendo alargar
notablemente el ciclo de filtracioacuten hasta 5 a 10 horas y por lo tanto tambieacuten la
cantidad de vino filtrado por ciclo
La segunda etapa o de filtracioacuten por aluvionado consiste en hacer pasar el
vino turbio a traveacutes de la precapaanteriormente formada con un caudal entre 5 a
20 hl m2 y hora recibiendo de manera continua un aporte de tierras o aluvionado
que impide la colmatacioacutendel filtro al depositarse sobre la superficie filtrante una
mezcla de turbios con tierras de filtracioacuten permitiendo el paso vino de manera
continua Las dosis de tierras variacutean en funcioacuten del tipo de filtracioacuten a realizar y
por lo tanto tambieacuten del tipo de tierras seleccionado utilizando desde tierras
gruesas para el desbaste de los vinos hasta tierras finas para su abrillantado
Dosis de tierras Caudal de filtracioacuten
Filtracioacuten gramos hl gramos m2 hora litros m2 hora
--------------- ---------------- ------------------------ --------------------------
Desbaste 150 a 200 1500 a 2000 600 a 800
Media 100 a 150 1000 a 1500 800 a 1200
Fina 50 a 80 500 a 800 1200 a 2000
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
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United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Para calcular una dosis maacutes exacta de tierras es conveniente realizar
previamente un ensayo de laboratorio con objeto de seleccionar el tipo de tierra
maacutes adecuada para cada vino La duracioacuten del ciclo de filtracioacuten es muy variable
oscilando desde las 5 hasta las 10 horas incrementaacutendose progresivamente la
presioacuten a razoacuten de 05 a 10 bar por hora debido a la dificultad de atravesar la
capa de tierras y turbios cada vez maacutes gruesa terminando el ciclo de filtracioacuten
cuando se alcanza una presioacuten maacutexima situada en el entorno de los 8 bares o
bien se produce la colmatacioacuten de la carcasa de filtracioacuten Al comienzo de la
filtracioacuten es conveniente aluvionar por exceso durante los primeros quince
minutos con objeto de evitar una posible colmatacioacuten de la precapa bajando
progresivamente la dosis de tierras hasta lograr un incremento lineal del
diferencial de presioacuten y como maacuteximo a razoacuten de 1 bar por hora Un pequentildeo
incremento de la presioacuten supone un excesivo consumo de tierras acompantildeado
de un menor volumen de vino a filtrar por llenarse raacutepidamente la carcasa de
filtracioacuten mientras que un elevado incremento de la presioacuten representa un bajo
consumo de tierras y tambieacuten un menor volumen de vino a filtrar por llegar
raacutepidamente a la maacutexima presioacuten de trabajo
Todas las materias filtrantes son compresibles pudiendo producirse por lo
tanto un agrietamiento de la torta de filtracioacuten a medida que se incrementa la
presioacuten de filtracioacuten pudiendo reducirse el volumen entre un 18 a 22 por 100
entre 1 y 4 bares para las diatomeas calcinadas y de un 20 a 25 por 100 entre 1
y 4 bares para las diatomeas activada siendo por lo tanto un momento delicado
de la filtracioacuten cuando el diferencial de presioacuten se situacutea entre los 15 a 25 bares
Otros factores que influyen en una buena calidad de la filtracioacuten por tierras
pueden ser conseguir un buen reparto de las mismas sobre la superficie filtrante
cuestioacuten que se logra disponiendo de una adecuada porosidad en dicha
superficie o evitando la formacioacuten de turbidecesdentro la carcasa de filtracioacuten y
por fin trabajando preferiblemente con platos horizontales donde las tierras se
depositan mejor que en los verticales evitando de este modo los fenoacutemenos de
su posible desmoronamiento asiacute como tambieacuten impedir su estratificacioacuten en
vertical seguacuten partiacuteculas de diferentes tamantildeos
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
En los filtros de bujiacuteas se produce un incremento de la superficie de
filtracioacuten debido a que las tierras se depositan alrededor de un cilindro debiendo
entonces tenerse en cuenta este fenoacutemeno en el momento de definir la superficie
de filtracioacuten Los fabricantes pueden definir entonces estos filtros como
Bujiacuteas desnudas
Bujiacuteas desnudas + precapa
Bujiacuteas desnudas + precapa + 25 por 100 del aluvionado
Bujiacuteas desnudas + precapa + 50 por 100 del aluvionado
Asiacute una bujiacutea desnuda puede presentar una superficie de filtracioacuten del
orden de 0136 m2 mientras que si se mide el mismo elemento con precapay un
25 por 100 de aluvionado la superficie se eleva a 0204 m2 lo que representa un
incremento del 50 por 100
La limpieza de los filtrosdebe ser realizada al menos una o dos veces al
antildeo realizando un tratamiento quiacutemico que desincruste los tartratos y la
suciedad depositada en el circuito de filtracioacuten y especialmente en las superficies
de filtracioacuten Para ello se realiza una primera limpieza en circuito cerrado
utilizando una solucioacuten de agua y sosa al 2 a 3 por 100 y mejor a una
temperatura de 40ordm a 50ordm C seguida de un enjuague con agua y una segunda
limpieza aacutecida empleando una solucioacuten de agua y un aacutecido al 1 a 2 por 100 a una
temperatura de 60ordm a 70ordm C para terminar con un enjuague abundante con agua
limpia
-Filtros rotativos a vaciacuteo (FRV)
Debido a la gran superficie de filtracioacuten y a la elevada longitud de su ciclo
donde en la praacutectica se puede asimilar a una instalacioacuten de filtracioacuten en continuo
estas maacutequinas se utilizan fundamentalmente limpiar los liacutequidos muy cargados
de turbios como la clarificacioacuten o desfangado de los mostos blancos asiacute como
tambieacuten para la limpieza de los fangos o de las liacuteas resultantes de la fermentacioacuten
alcohoacutelica Los filtros rotativos a vaciacuteo estaacuten formados por los siguientes
elementos
-Un tambor o cilindro horizontal giratorio cuya parte curva presenta hacia el
exterior generalmente un tejido de acero inoxidable de unas 60 mm de tamantildeo de
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
poro donde se soportan las tierras de filtracioacuten por medio de un vaciacuteo
procedente del interior del tambor aunque en algunos filtros este tejido estaacute
compuesto por una tela de nylon La aspiracioacuten generada por una o varias
bombas de vaciacuteo y del orden de 02 a 08 bares puede ser aplicada uacutenicamente
en la zona del tejido con ayuda de unos colectores terminados en unas ventosas
siendo conocidos como de vaciacuteo perifeacuterico o extendieacutendose a la totalidad del
interior del cilindro llamaacutendose entonces de vaciacuteo integral
La superficie del tambor es variable seguacuten modelos oscilando desde los filtros de
3 m2 hasta maacutes de 80 m2 pudiendo girar a velocidades regulables desde las 02 a
50 rpm seguacuten las necesidades de filtracioacuten El cilindro giratorio se instala sobre
una bandeja o caacuterter dotado de un agitador donde se introduce el producto a
filtrar sin ninguacuten tipo de materia filtrante siendo regulable el nivel de inmersioacuten del
tambor sobre el liacutequido turbio oscilando su superficie sumergida entre un 10 a 50
por 100 Lateralmente y siguiendo la generatriz del cilindro se coloca una cuchilla
de corte de avance micromeacutetrico nunca superior a 01 mm por revolucioacuten cuya
funcioacuten es separar los turbios depositados sobre las tierras y el tejido del tambor
-Una instalacioacuten para la aspiracioacuten del liacutequido compuesta por un grupo de vaciacuteo
que precisa de agua en circuito cerrado para su funcionamiento asiacute como de un
depoacutesito separador de liacutequido con bomba centriacutefuga de evacuacioacuten para los filtros
de vaciacuteo perifeacuterico o sin eacuteste elemento en los modelos de vaciacuteo integral donde el
mismo tambor hace la funcioacuten de separador de liacutequido extrayeacutendose el liacutequido
mediante una bomba centriacutefuga sumergida en su interior
-Un equipo para la dosificacioacuten de tierras compuesto por un tanque de mezcla
provisto de agitador y una bomba que sirve de manera indistinta para la
dosificacioacuten o adicioacuten de tierras sobre el caacuterter en la etapa de formacioacuten de la
capa filtrante o bien para la circulacioacuten del liacutequido a filtrar en la etapa propia de la
filtracioacuten
Las caracteriacutesticas teacutecnicas de estos filtros dependen de su superficie filtrante
oscilando eacutestas seguacuten las siguiente tabla
Superficie filtrante (m2)
3 10 20 30 40
-----------------------------------------------
Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
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Diaacutemetro del tambor (mm) 1200 1600 1600 2000 2000
Longitud del tambor (mm)1000 2000 4000 5000 6500
Potencia total (kw) 90 148 271 352 482
Consumo de agua (m3 hora) 04 12 21 35 48
Tanque de mezcla (m3) 05 09 16 20 30
El funcionamiento de los filtros rotativos a vaciacuteo sigue la siguiente
secuencia
-Formacioacuten de la capa o torta filtrante En el tanque de mezcla se prepara una
suspensioacuten de tierras filtrantes y agua con una riqueza aproximada de 1 kg de
tierras por 5 litros de agua Generalmente se utilizan perlitas de alta
permeabilidad de 250 a 350 litros m2y minuto depositaacutendose sobre el tambor
una capa de tierras de 80 a 110 mm de espesor con un consumo de 18 a 25 kg
de tierras por m2 de superficie filtrante empleaacutendose un tiempo de formacioacuten de
unos 45 minutos
La torta de tierras se forma depositaacutendose sobre la superficie del tambor
estableciendo un circuito cerrado entre el tanque de mezcla y el filtro penetrando
la suspensioacuten de tierras en el caacuterter y a continuacioacuten atravesando el tejido donde
las tierras quedan retenidas en una capa maacutes o menos uniforme debido a la
rotacioacuten del tambor Un torneado final con la cuchilla de corte permite eliminar las
irregularidades del capa de filtracioacuten eliminaacutendose con esta operacioacuten unos 2 a 3
kg m2 de tierras limpias que pueden ser reutilizadas en un posterior ciclo de
filtracioacuten
-Filtracioacuten propiamente dicha Una vez formada la torta filtrante de tierras limpias
y evacuado el agua contenida en el interior del tambor asiacute como tambieacuten en el
caacuterterdel filtro se procede a la alimentacioacuten de producto turbio a filtrar sin ninguacuten
tipo de aluvionado penetrando hacia el interior del cilindro por la accioacuten del vaciacuteo
donde los turbios quedan retenidos en la parte exterior de las tierras en forma de
peliacutecula y el liacutequido limpio las atraviesa siendo evacuado hacia el exterior bien
por medio del vaciacuteo en los filtros de vaciacuteo perifeacuterico o bien mediante una bomba
sumergida en los filtros de vaciacuteo integral
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Cuando la peliacutecula de turbios emerge del caacuterter el vaciacuteo continuacutea drenando
mosto hacia el interior hasta su secado siendo a continuacioacuten separados los
turbios con una pequentildea cantidad de tierras por medio de la cuchilla de avance
micromeacutetrico dejando las tierras limpias y listas para inicial de nuevo el proceso
de filtracioacuten El espesor de la torta de tierras se reduce progresivamente hasta
que concluye el ciclo de filtracioacuten cuando se alcanza una anchura residual de
unos 2 a 3 cm de tierras obtenieacutendose entonces unos deficientes resultados de
filtracioacuten
Durante esta fase de filtracioacuten el tambor presenta tres sectores
diferenciados
-Zona de filtracioacuten Es la parte del tambor que permanece sumergida
en el liacutequido a filtrar donde tiene lugar el paso del liacutequido a traveacutes
de las tierras depositadas y gracias a la presioacuten diferencial ente la
atmosfeacuterica y el vaciacuteo interior Esta zona representa un 10 a 48 por
100 de la superficie filtrante total pudiendo ser regulada mediante el
nivel de inmersioacuten del cilindro en el caacuterter
-Zona de drenaje Es el sector del tambor que emerge del liacutequido a
filtrar contenido en el caacuterter hasta el punto donde la cuchilla separa
los turbios El vaciacuteo interior sigue actuando sobre la capa de tierras
impregnada de liacutequido drenando hacia el interior del cilindro Esta
zona representa del orden de un 50 a 80 por 100 de la superficie
total de filtracioacuten
-Zona libre Es la parte del tambor donde las tierras resultan limpias
transcurriendo desde el lugar de corte de la cuchilla hasta el punto
de inmersioacuten del tambor en el liacutequido y ocupando un pequentildeo
sector del 5 a 10 por 100
Seguacuten la ecuacioacuten fundamental de la filtracioacuten donde su caudal es
directamente proporcional a la permeabilidad del medio filtrante a la superficie de
filtracioacuten y a su presioacuten diferencial e inversamente proporcional al espesor del
medio filtrante y a la viscosidad del liacutequido filtrado en los filtros de vaciacuteo son
praacutecticamente constantes todos estos factores por lo que resulta en
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
consecuencia un rendimiento tambieacuten constante durante toda la longitud del ciclo
de filtracioacuten
A DP b
Q = dV dt = ------------- Q caudal de filtracioacuten
h E A superficie de filtracioacuten = cte
DP presioacuten diferencial = cte
b permeabilidad del filtro = cte
h viscosidad del liacutequido = cte
E espesor de la materia filtrante =
cte
Q = dV dT = cte
No obstante el caudal de filtracioacuten puede ser variable en este tipo de filtros
haciendo variar la velocidad de rotacioacuten del tambor la altura del liacutequido situado
en el caacuterter y por fin el avance de corte de la cuchilla
-La velocidad de rotacioacuten debe ser tal que se obtenga la colmatacioacutende la
torta filtrante justo en el lugar donde eacutesta emerge del liacutequido turbio
Cuando la velocidad del tabor es excesiva no se aprovecha la capacidad
de retencioacuten de las tierras y por el contrario cuando eacutesta es reducida las
tierras se colmatan antes de emerger y entonces se alarga en exceso el
tiempo de filtracioacuten El aumento de la velocidad produce un aumento de la
permeabilidad del filtro pero se produce un deficiente drenaje de la torta
perdieacutendose en consecuencia un importante volumen de liacutequido contenido
en la fraccioacuten cortada por la cuchilla
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Las peacuterdidas globales normales de los filtros rotativos a vaciacuteo son
inferiores al 1 por 100 siempre que la humedad residual oscile entre el 50
a 70 por 100 reteniendo las tierras alguna cantidad de liacutequido 08 a 09
litros kgde tierras que determinan la citada merma
-El nivel de llenado del caacuterter hace variar la superficie de filtracioacuten real asiacute
como tambieacuten la de drenaje aumentando la primera y disminuyendo la
segunda cuando el nivel de liacutequido es alto y reciacuteprocamente cuando eacuteste
es bajo
-La velocidad de avance de la cuchilla de corte a de ser miacutenimo debiendo
separar un espesor de tierras tal que la capa de tierras resulte en
condiciones oacuteptimas para la filtracioacuten no siendo superior a 01 mm por
revolucioacuten del tambor
La naturaleza del liacutequido a filtrar asiacute como tambieacuten la clase de tierras de
filtracioacuten presentan una gran influencia en los rendimientos de filtracioacuten
clasificaacutendose los primeros en tres tipos
Tipo de liacutequido Clasificacioacuten Contenido en soacutelidos
()
------------------ ----------------------
-------------------------------
I alta permeabilidad lt 05
II media permeabilidad 05 a 50
III baja permeabilidad gt 50
Todas estas circunstancias desembocan en la consecucioacuten de los
siguientes resultados de la filtracioacuten
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
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-
-Duracioacuten de la filtracioacuten de 5 a 12 horas
-Tiempos muertos de la filtracioacuten de 1 a 2 horas para la limpieza del filtro y
la formacioacuten de la capa filtrante
-Consumo de perlitas de 10 a 20 gramos litro dependiendo del producto a
filtrar
gramos litro
----------------
Vinos 2 a 5
Liacuteas 10 a 20
Fangos 10 a 25
Mostos 7 a 15
-Caudal horario variable en funcioacuten del producto a filtrar
litros m2 hora
----------------------
Mosto blanco de escurrido 200 a 300
Mosto blanco desfangado 300 a 600
Fangos de mostos blancos 100 a 200
Restos de clarificaciones 100 a 150
Liacuteas de vinificacioacuten 50 a 150
-Grado de limpidez obtenido de 05 a 50 NTU
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
Recientemente se utilizan coadyuvantes para las perlitas de filtracioacuten
tales como el algodoacuten la celulosa o las tierras de diatomeas que mezcladas en
un 10 por 100 mejoran notablemente el trabajo y los resultados de los filtros
rotativos de vaciacuteo tales como
-Evitar la peacuterdida progresiva de la permeabilidad de la torta aumentando los
rendimientos de filtracioacuten hasta un 50 a 100 por 100 maacutes
-Menor consumo de materia filtrante motivado por una homogeacutenea estratificacioacuten
de las tierras sobre el tambor reduciendo las peacuterdidas en el torneado de la torta
en un 50 por 100 asiacute como un mejor aprovechamiento del espesor de la capa
filtrante hasta alcanzar un espesor residual de 08 a 10 cm
-Mayor limpidez del liacutequido durante el ciclo de filtracioacuten al impedir la
penetracioacuten de los turbios a traveacutes de la torta filtrante en espesores
reducidos o por la formacioacuten de viacuteas de penetracioacuten preferencial visibles o
no
-Menor formacioacuten de grietas que a menudo se forman en estos filtros
cuando se trabaja exclusivamente con tierras foacutesiles o perlitas lo que
motiva una mala filtracioacuten y en la mayoriacutea de los casos una parada
obligatoria para su reparacioacuten de una o dos horas de duracioacuten
Otros posibles adyuvantes para las tierras de filtracioacuten son la
polivinilpolipirrolidona(PVPP) o una mezcla de caseinato potaacutesico y sol de siacutelice
mediante un mecanismo conocido como filtracioacuten activa donde ademaacutes de
realizar la filtracioacuten del liacutequido se consigue la adsorcioacuten de los polifenoles
oxidables del mosto consiguiendo reducciones de intensidad de color del 30 a 50
por 100
-Filtros prensa de marcos
Los filtros prensa de marcos son maacutes antiguos que los filtros rotativos a
vaciacuteo utilizaacutendose fundamentalmente para la filtracioacuten de liacutequidos muy cargados
como por ejemplo los fangos procedentes de la limpieza de los mostos o las
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
heces y liacuteas de la fermentacioacuten alcohoacutelica e incluso tambieacuten los restos de la
clarificacioacuten de los vinos Estos aparatos son de menor coste de adquisicioacuten
pudiendo trabajar sin adyuvantes de filtracioacuten o bien con un consumo maacutes
reducido de eacutestos con rendimientos inferiores y de una manipulacioacuten maacutes lenta y
compleja
Estos filtros constan de un robusto bastidor sobre el que se instalan un
gran nuacutemero de placas o marcos de aluminio o de material sinteacutetico situando
entre ellas unas telas de algodoacuten o de polipropileno cuya misioacuten es la retencioacuten
de lo turbios contenidos en los liacutequidos a filtrar en un espesor de hasta 30 mm
Una bomba de eacutembolo autoaspirante y de inyeccioacuten de baja velocidad dotada de
una caacutemara de compensacioacuten de presioacuten permite la circulacioacuten del producto a
filtrar a presiones de hasta 10 a 14 kg cm2 completando el conjunto un sistema
de regulacioacuten por presostato y bandeja colectora del producto filtrado
Los marcos de filtracioacuten son de diversas medidas oscilando en placas de
630 x 630 mm conteniendo cada caacutemara unos 8 litros y una superficie por plato
de 066 m2 o placas de 800 x 800 mm con respectivamente 104 litros y 104
m2por placa En estos filtros se instalan desde 20 hasta 80 placas arrojando una
superficie filtrante total desde los 15 m2 hasta 80 m2 consiguiendo filtrar liacutequidos
cargados de soacutelidos de hasta un 30 por 100 con un rendimiento de unos 100
litros
Equipos utilizados en la Filtracioacuten
Equipos de filtracioacuten
Dentro de los equipos de filtracioacuten de Metso Minerals nuestro filtro de presioacuten
VPA consiste en una maacutequina pesada desarrollada para la filtracioacuten de minerales
metaacutelicos minerales industriales hulla y residuos
Prensa tubular
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
La prensa tubular es una prensa del tipo membrana proyectada en formato
ciliacutendrico y capaz de operar bajo presiones elevadas de colada de hasta 140 bar
Filtros de presioacuten VPA de chapa vertical
Proyectados para que efectuacuteen el desaguumle de concentrados minerales para
alcanzar niveles reducidos de humedad
Gama completa de capacidades hasta 250 tph en 3 tamantildeos de estrutura
Prensas tubulares
Sistema de filtramiento modular bajo alta presioacuten para lodo de partiacuteculas
extremadamente finas
INVESTIGACIOacuteN DOCUMENTAL
Investigar proceso industrial en la industria alimentaria donde se resalten los equipos de sedimentacioacuten y centrifugacioacuten
Elaboracioacuten de la cerveza
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
La cerveza es la bebida alcohoacutelica maacutes consumida en el mundo Espantildea es el
tercer productor de cerveza de Europa con 6000 Ml al antildeo pero tan solo somos el
noveno consumidor mundial
El proceso de produccioacuten de la cerveza es importante como tal como sistema de
produccioacuten de la cerveza pero tambieacuten porque es la base de todas las bebidas
alcohoacutelicas que tengan como base la fermentacioacuten a partir de cereales como el
whisky
1 Materias primas y preparacioacuten de la malta En los granos de cereales los
carbohidratos se encuentran en forma de almidoacuten principalmente Dado que las
levaduras utilizadas en la fermentacioacuten no tienen amilasas es necesario hidrolizar
este almidoacuten Este proceso se conoce como malteado Se trata de una
sacarificacioacuten ya que se pasa de almidoacuten a sacarosa Consiste en hacer germinar
los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la
transformacioacuten de proteiacutenas en aminoaacutecidos y el almidoacuten en azuacutecares
fermentables En el proceso de malteado los granos se sumergen en agua a una
temperatura entre 10 y 25ordm C entre 48 ndash 60 h Durante este tiempo los granos se
hidrataraacuten pasando de un 10 ndash 12 de agua a un 44 ndash 50 Una vez remojado el
grano la germinacioacuten se hace entre 15 y 21ordm C seguacuten el tipo de malta Esto se
hace en unos compartimentos especiales con el suelo perforado donde se
controla la humedad y el flujo de aire Durante la germinacioacuten se producen
diferentes enzimas hidroliacuteticos como α - y β-amilasas peptidasas celulasas La β-
amilasa ya estaacute presente en el grano pero en una forma inactiva que se activaraacute
por unioacuten a otras proteiacutenas Es la encargada de la mayor parte de la degradacioacuten
del almidoacuten Una vez alcanzado el grado deseado de germinacioacuten cuando los
granos estaacuten blandos la malta se deseca hasta tener un 6 de humedad
aproximadamente a 65ordm C primero y despueacutes a 80 ndash 85ordm C para reducir la
humedad a un 45 Con esto se detienen los procesos de germinacioacuten de
crecimiento bacteriano y se favorece la reaccioacuten de Maillard que contribuye a
darle a la cerveza su aroma y color caracteriacutestico El malteado es un proceso
limpio ya que el resultado estaacute esterilizado En ocasiones puede ser necesario
antildeadir amilasas de origen fuacutengico La malta de buena calidad tiene suficiente
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
actividad enzimaacutetica como para facilitar la extraccioacuten y conversioacuten de mezclas de
maceracioacuten que contengan hasta el 60 ndash 70 de cereales ademaacutes de la propia
malta Los enzimas microbianos industriales pueden sustituir a la malta como
fuente de enzimas para la produccioacuten de mosto cervecero de manera que
actualmente se puede obtener una mayor variedad de bebidas alcohoacutelicas
procedentes de cereales ya que no con todos los cereales funcionaba bien el
malteado
2 Maceracioacuten y filtracioacuten Durante la maceracioacuten las materias primas se extraen
con agua con lo cual los azuacutecares y otros nutrientes necesarios para la
fermentacioacuten que sean solubles se extraeraacuten del cereal Esta fase se hace en
condiciones de calentamiento controlado Puede hacerse de dos maneras
o Maceracioacuten por infusioacuten el grano se introduce en una caacutemara de maceracioacuten el
fondo de la cual estaacute constituido por una placa filtrante parcialmente llena de agua
caliente a una temperatura de 65ordm para permitir la conversioacuten enzimaacutetica y la
extraccioacuten del mosto Posteriormente el mosto se separa por filtracioacuten mientras
que la parte insoluble se usa para hacer piensos
o Maceracioacuten por decoccioacuten la harina se macera a unos 50ordm C inicialmente pero la
temperatura va subiendo Se transfiere parte de la masa a una caldera donde
herviraacute y se devolveraacute a la masa restante Una vez macerado el mosto se separa
de la masa agotada por filtracioacuten en una tina llamada caacutemara de clarificacioacuten
La temperatura oacuteptima de las proteasas amilasas de la malta usada dicta las
condiciones de maceracioacuten Si al final del proceso de maceracioacuten la extraccioacuten de
azuacutecares ha sido insuficiente pueden antildeadirse harinas maacutes sacarificadas de otro
cereal que aporten maacutes amilasas
El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes
como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de
la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
3 Coccioacuten del mosto El mosto clarificado mezclado con el luacutepulo se cuece durante
60 ndash 90 minutos con tal de favorecer
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
o La inactivacioacuten de los enzimas de la malta
o La esterilizacioacuten del mosto
o La precipitacioacuten de las proteiacutenas y los taninos que se separan en la clarificacioacuten
del mosto
o La extraccioacuten de sustancias amargantes procentes del luacutepulo El luacutepulo se pone y
se elimina despueacutes pero deja el gusto caracteriacutestico Si no se pusiese no tendriacutea
el gusto caracteriacutestico en cuyo caso tendriacuteamos mosto cervecero que podriacutea
servir para muchas cosas
o La produccioacuten de color aromas y sabores caracteriacutesticos por la caramelizacioacuten
de los azuacutecares la formacioacuten de melonoidina y la oxidacioacuten de los taninos
o Destilacioacuten de los volaacutetiles
A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de
soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado
o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga
Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de
intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se
airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para
favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no
se podraacuten producir
4 Fermentacioacuten de la cerveza El mosto se inocula con levaduras hasta que tiene
aproximadamente 107 ceacutelulas por ml o maacutes si es necesario para incrementar la
velocidad de fermentacioacuten Tradicionalmente la produccioacuten de la cerveza inglesa
ldquoalerdquo se haciacutea entre 15ordm - 22ordm C y se usaban levaduras de fermentacioacuten alta
Saccharomyces cerevisiae que subiacutean a la superficie y se podiacutean eliminar en
forma de espuma mientras que la cerveza ldquolagerrdquo o ldquopilsenrdquo alemana se haciacutea
entre 8ordm y 15ordm C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor
Saccharomyces carlsbergensis hacia el final del proceso Con la introduccioacuten de
los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centriacutefugas esta tendencia
tiende a desaparecer
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107
ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo
nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo
de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces
La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede
ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se
mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre
15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
Durante el proceso de fermentacioacuten el pH desciende aproximadamente una
unidad a partir de un valor inicial de 52 Contribuye a acidificar el medio el aacutecido
aceacutetico que se forma por oxidacioacuten del aldehiacutedo Los azuacutecares fermentables que
suelen constituir entre el 70 y el 80 de los carbohidratos del mosto se convierten
totalmente en etanol durante la fermentacioacuten El resto de los carbohidratos suelen
ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta
debido a los enlaces glucosiacutedicos α(110487746)
En la produccioacuten de ale el pH baja hasta 38 y se requieren tan solo de 5 a 7 diacuteas
5 Maduracioacuten y acondicionamiento final de la cerveza La cerveza recieacuten
fermentada la cerveza verde se somete a diversos tratamientos antes de ser
embotellada La maduracioacuten implica una fermentacioacuten secundaria por las
levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario
Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual asiacute como
aumenta la concentracioacuten de algunos esteres El CO2 es producido por esta
fermentacioacuten secundaria o es antildeadido posteriormente Normalmente se antildeade
despueacutes pero de hecho depende del lugar Este dioacutexido de carbono ayuda a
eliminar el oxiacutegeno residual asiacute como otros volaacutetiles no deseados En ocasiones
se antildeaden aditivos para clarificar y ajustar el color sabor y aroma de la bebida asiacute
como para estabilizar la espuma
Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas entre 2 y 6ordm C
durante un periacuteodo de 4 diacuteas a 4 semanas Despueacutes del acondicionamiento la
cerveza contiene ceacutelulas microbianas precipitados proteicos y sustancias
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
-
coloidales que se separan por floculacioacuten centrifugacioacuten o filtracioacuten La
estabilidad microbioloacutegica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del
envase y posterior pasteurizacioacuten del producto a envasar En barriles se esteriliza
el barril y la cerveza por separado y se envasa en condiciones aseacutepticas
De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las
materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del
proceso
- Durante el inoacuteculo de la cuba Al inocular el fermentador primario el inoacuteculo
representa el 10 del volumen del fermentador y despueacutes se antildeade el sustrato
En este caso si el inoacuteculo estaacute contaminado y te das cuenta a tiempo soacutelo
perderaacutes el inoacuteculo pudiendo conservar el mosto
- Despueacutes del inoacuteculo Si ya has inoculado y antildeadido el mosto deberaacutes tirar todo el
volumen del fermentador con muchas peacuterdidas
- Durante la fermentacioacuten Es difiacutecil que pase porque las levaduras estaacuten en
condiciones oacuteptimas
- Durante el reposo pueden aparecer bacterias laacutecticas que produciraacuten diacetilo
Esto provocaraacute un olor a mantequilla Lo que normalmente se hace es diluir la
cerveza contaminada con otras para que no se note el olor
- Durante el envasado Para el envasado se usan maacutequinas envasadoras normales
y corrientes que funcionan a alta velocidad entre 25000 y 30000 botellas a la
hora Es posible que se contamine pero total despueacutes se pasteurizaraacute por lo que
no tiene sentido preocuparse en exceso Pese a esto en verano con el pico de
consumo es posible que se reduzcan los tiempos de pasteurizacioacuten con lo que los
riesgos estaacuten
Las posibles contaminaciones pueden ser
- Puede tener un aspecto aceitoso o gelatinoso Se ve a simple vista
- Puede estar turbia y tener un olor raro Esto es difiacutecil de ver porque estaacute friacutea y tiene
espuma No hay mucho problema porque las bacterias que provocan esto no
suelen ser patoacutegenas
- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
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- Olor a mantequilla debido a las bacterias laacutecticas
- Acidificacioacuten debida a la presencia de bacterias aceacuteticas que provocan la oxidacioacuten
del etanol al aacutecido aceacutetico
La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado
hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo
durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en
continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un
eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
Proceso de elaboracioacuten de la cerveza
REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
-
- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
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REFERENCIAS
Bureau of Labor Statistics (BLS) 1991 Occupational Injuries and Illnesses in the
United States by Industry 1989 Washington DC BLS
Caisse nationale drsquoassurance maladie des travailleurs salarieacutes 1990 Statistiques
nationales drsquoaccidents du travail Pariacutes Caisse Nationale drsquoassurance maladie des
Travailleurs Salarieacutes
Hetrick RL 1994 Why did employment expand in poultry processing plants
Monthly Labor Review 117(6)31
Linder M 1996 I gave my employer a chicken that had no bone Joint firm-state
responsibility for linespeed- related occupational injuries Case Western Reserve
Law Review 4690
Merlo CA y WW Rose 1992 Alternative methods for disposalutilization of organic
by-productsmdashFrom the literaturerdquo En Proceedings of the 1992 Food Industry
Environmental Conference Atlanta Georgia Georgia Tech Research Institute
httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
- Leyes de la filtracioacuten
-
- Equipos de filtracioacuten
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- Elaboracioacuten de la cerveza
- El resultado de la maceracioacuten se mezcla con luacutepulo que aporta componentes como el pirogalol taninos resinas y aceites que dan la amargura caracteriacutestica de la cerveza y ademaacutes actuacutean como estabilizantes
- A continuacioacuten se separa el precipitado proteico el luacutepulo agotado y el resto de soacutelidos a veces con la ayuda de un agente floculante en un separador adecuado o mediante la combinacioacuten de un tanque de sedimentado y un filtro o centriacutefuga Una vez separados los soacutelidos el mosto se enfriacutea mediante un sistema de intercambio de calor hasta la temperatura inicial de fermentacioacuten Ademaacutes se airea hasta que la concentracioacuten de oxiacutegeno sea entre 5 y 15 mg por litro para favorecer la formacioacuten de aacutecidos grasos insaturados y esteroles que despueacutes no se podraacuten producir
- En las fermentaciones para obtener lager el recuento inicial de ceacutelulas es de 107 ceacutelulas por mililitro Se usan levaduras seleccionadas preparaacutendose un inoacuteculo nuevo para cada fermentacioacuten La temperatura inicial es de unos 10ordm C Al cabo de unos 3 diacuteas la poblacioacuten de levaduras se ha incrementado unas 4 ndash 5 veces La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacioacuten Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el maacuteximo Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10ordm la fermentacioacuten dura unos 10 diacuteas pero si se hace entre 15 y 22ordm C se completaraacute en 3 diacuteas
- De hecho es bastante que la cerveza se contamine porque se calientan las materias primas Pero pese a esto se puede contaminar en diferentes etapas del proceso
- La cerveza se hace por fermentaciones en carga normalmente Se ha intentado hacer fermentacioacuten en continuo pero la empresa que lo intentoacute lo hizo soacutelo durante un antildeo y despueacutes volvioacute a la fermentacioacuten en cargas El fermentador en continuo que maacutes tiempo ha estado funcionando han sido 114 diacuteas lo que es un eacutexito Despueacutes se tiene que esterilizar el fermentador y volver a empezar
- httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf
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