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

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

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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• 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

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

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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• 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

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

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

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

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

-----------------------------------------------

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
    • httpwwwbvsdepahoorgbvsastefulltextenciclopedia67pdf

-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

- 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

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