RU199391U1 - Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов - Google Patents
Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU199391U1 RU199391U1 RU2020111373U RU2020111373U RU199391U1 RU 199391 U1 RU199391 U1 RU 199391U1 RU 2020111373 U RU2020111373 U RU 2020111373U RU 2020111373 U RU2020111373 U RU 2020111373U RU 199391 U1 RU199391 U1 RU 199391U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- wine
- tank
- fitting
- filtered
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 16
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 15
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 6
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 6
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 239000010425 asbestos Substances 0.000 description 4
- 230000001332 colony forming effect Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052895 riebeckite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011514 vinification Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011169 microbiological contamination Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220547770 Inducible T-cell costimulator_A23L_mutation Human genes 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 1
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 1
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011118 depth filtration Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011110 re-filtration Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23L—FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; PREPARATION OR TREATMENT THEREOF
- A23L2/00—Non-alcoholic beverages; Dry compositions or concentrates therefor; Preparation or treatment thereof
- A23L2/70—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter
- A23L2/72—Clarifying or fining of non-alcoholic beverages; Removing unwanted matter by filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12H—PASTEURISATION, STERILISATION, PRESERVATION, PURIFICATION, CLARIFICATION OR AGEING OF ALCOHOLIC BEVERAGES; METHODS FOR ALTERING THE ALCOHOL CONTENT OF FERMENTED SOLUTIONS OR ALCOHOLIC BEVERAGES
- C12H1/00—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages
- C12H1/02—Pasteurisation, sterilisation, preservation, purification, clarification, or ageing of alcoholic beverages combined with removal of precipitate or added materials, e.g. adsorption material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Nutrition Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области производства вина и может быть использована для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов в винодельческих хозяйствах. Устройство включает резервуар, состоящий из корпуса с крышкой, снабженный штуцером для соединения с источником газа, инертного по отношению к фильтруемому материалу, и фильтр, снабженный выходным патрубком для отвода фильтрата. В отличие от прототипа резервуар снабжен вентилем для подачи фильтруемого материала, регулятором расхода газа и устройством для контроля давления газа внутри резервуара. Фильтр установлен снаружи резервуара, включает корпус с крышкой, снабжен штуцером для подачи фильтруемого материала. Внутри фильтра размещен фильтроэлемент из двух слоев фильтровального материала на основе трековой мембраны из полимерной пленки с диаметром пор от 0,10 мкм до 0,65 мкм, в частности из полиэтилентерефталатной пленки с количеством пор 5×10-5×10на см. Слои фильтровального материала герметично соединены по периметру с образованием замкнутого объема, снабженного штуцером для отвода фильтрата из фильтроэлемента в выходной патрубок, выведенный из корпуса фильтра через его нижнюю часть. Внутри фильтроэлемента размещена дренажная подложка, а его внешние поверхности отделены от корпуса фильтра дренажными сетками. Между резервуаром и фильтром на трубопроводе установлен насос для прокачки фильтруемого материала. Фильтр может содержать не менее одного дополнительного фильтроэлемента. Устройство может быть оснащено трубопроводом для отвода концентрата, байпасным отводом, установлено на рамном каркасе, снабжено средствами для предварительной фильтрации. Технический результат: высокая надежность удаления из фильтруемого материала микроорганизмов, достижение микробиологической стабильности вина и виноматериалов без ухудшения органолептических показателей. 13 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 фиг.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области производства вина и предназначена для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов.
Известно устройство для стерилизующей фильтрации вин на основе стерилизующих асбестовых пластин (Риберо-Гайон Ж., Пейно Э., Риберо-Гайон П., Сюдро П. Теория и практика виноделия. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. Т 4. С. 138). Стерилизующие пластины применяют в картонных футлярах и устанавливают в надлежащем положении так, чтобы вино выходило через лицевую сторону пластины, на которой находится фабричный отпечаток сита. Насос, входящий в состав устройства, и фильтр следует хорошо приспосабливать один к другому. Насос должен иметь перепускной канал, позволяющий регулировать пропускную способность и давление. Фильтрование на асбестовых пластинах является одним из видов фильтрования в глубине слоя, осуществляемого не только на принципе процеживания. Часть микроорганизмов проникает на большую или меньшую глубину в пустоты неправильной формы между волокнами асбеста и задерживается в результате адсорбции или же процессов фиксации. Эффективность асбестовых фильтров общеизвестна, но в то же время можно отметить следующие недостатки: неправильность формы и размеров каналов; выделение волокон, увлекаемых жидкостью, а также микроорганизмов, когда способность адсорбции уже исчерпана или возрастает давление; чувствительность к резким изменениям давления. Рабочие органы фильтра нужно всегда содержать в безупречной чистоте и стерилизовать перед каждым использованием паром низкого давления при температуре не ниже 115°С или горячей водой с температурой не ниже 95°С. Среди органолептических последствий фильтрации необходимо отметить изменения, вызываемые собственно фильтрованием при механическом прохождении вина через фильтрующие слои, и эффект, обусловленный появлением привкуса, вносимого фильтрующим веществом.
Известны патронные и капсульные фильтры для стерилизующей фильтрации вин на основе однослойной гидрофильной ассиметричной мембраны из полиэфирсульфона с размером пор 0,2; 0,45; 0,65 и 0,8 мкм (Электронный ресурс: https://www.technofilter.ru/use/food/vino. Декабрь 2019 г.). Фильтр состоит из полипропиленового корпуса с концевыми деталями и адаптером, в котором размещена полиэфирсульфоновая мембрана и дренажный слой из полипропилена. Укрепляющее (инкапсулированное) кольцо адаптера выполнено из нержавеющей стали, а уплотнительные кольца - из силикона. Для эффективной работы фильтров через определенное количество циклов фильтрации необходима их стерилизация и промывка: промывка в прямотоке горячей водой (до 95°С) с химическими средствами, совместимыми с рН мембраны 1-14; автоклавирование (патроны) в течение 30 мин при температуре 121°С и давлении 0,12 МПа (80 циклов) или при температуре 132°С и давлении 0,2 МПа (20 циклов); автоклавирование (капсулы) при температуре 121°С и давлении 0,12 МПа (10 циклов). Стерилизацию паром патронных фильтров необходимо проводить в течение 30 мин при температуре до 132°С и давлении 0,2 МПа (10 циклов). Описанные фильтры применяются в режиме тупиковой фильтрации после тщательной предварительной очистки фильтруемого материала.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является устройство для стерилизующей фильтрации напитков (Патент РФ №146694, МПК A23L 2/72 (2006.01). Опубликовано 20.10.2014, Бюл. №29). Устройство включает установленный с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси и фиксации резервуар, состоящий из цилиндрического корпуса со штуцером для подачи сжатого газа, крышки со штуцером для отвода фильтрата и фильтрующего элемента. Резервуар с возможностью установки вручную в одном из двух вертикальных положений на подставке соединен с источником сжатого газа. Между корпусом и крышкой резервуара размещено уплотнительное эластичное кольцо с П-образным профилем. В профиль кольца вклеен диск из пористого материала, а между диском с кольцом и крышкой расположена дисковая мембрана диаметром больше внешнего диаметра кольца, при этом между дисковой мембраной и крышкой размещен дренажный диск из пористого материала диаметром менее внутреннего диаметра эластичного кольца. К недостаткам известного фильтра относятся прерывистая цикличность фильтрации с обязательной разборкой резервуара и очисткой фильтрующего элемента от мезги и осадка после каждого цикла фильтрации, небольшой объем фильтруемого материала за один цикл работы (~10 л), ограниченный объемом резервуара, длительность и трудоемкость процесса регенерации фильтрующего элемента. Число повторных применений фильтрующей мембраны составляет до пяти раз и более при отсутствии повреждений.
Благодаря непрерывно возрастающим требованиям покупателей микробиологический контроль вин прочно вошел в практику виноделия. В последние годы фильтрация вина и виноматериалов до стерилизующей степени становится все более востребованной при производстве вина в винодельческих фермерских хозяйствах, на небольших заводах. Однако большинство известных в настоящее время способов стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов и применяемых для этих целей устройств существенным образом воздействуют на органолептические показатели фильтруемого материала.
Практика стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов, основная задача которой заключается в их стабилизации к бактериальным и дрожжевым загрязнениям, обозначила одну из основных проблем качества получаемого продукта - необходимость обеспечения микробиологической стабильности без ухудшения его органолептических показателей.
Перед авторами заявляемого технического решения стояла задача устранить недостатки описанных выше технических решений и разработать простое в эксплуатации устройство, преимущественно для небольших винодельческих хозяйств, способное эффективно обеспечивать микробиологическую стабильность вина и виноматериала без ухудшения их органолептических показателей.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов, включающее резервуар, состоящий из корпуса с герметично примыкающей крышкой и снабженный штуцером для соединения с источником газа, инертного по отношению к фильтруемому материалу, и фильтр, снабженный выходным патрубком для отвода фильтрата. В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве
- резервуар снабжен вентилем для подачи фильтруемого материала, регулятором расхода газа и устройством для контроля давления газа внутри резервуара,
- фильтр установлен вне корпуса резервуара, включает корпус с герметично примыкающей крышкой и снабжен штуцером для подачи фильтруемого материала,
- внутри корпуса фильтра размещен фильтроэлемент, выполненный из двух слоев фильтровального материала, представляющего собой трековую мембрану из полимерной пленки с диаметром сквозных пор от 0,10 мкм до 0,65 мкм, слои фильтровального материала герметично соединены по периметру с образованием замкнутого объема, в котором размещена дренажная подложка и предусмотрено отверстие, снабженное штуцером для отвода фильтрата из фильтроэлемента в выходной патрубок для отвода фильтрата, выведенный из корпуса фильтра через его нижнюю часть, внешние поверхности фильтроэлемента отделены от внутренних поверхностей корпуса фильтра сепарационными сетками,
- между резервуаром и фильтром установлен насос для прокачки фильтруемого материала, соединенный с резервуаром и фильтром соответствующими трубопроводами.
В частных случаях выполнения заявляемой полезной модели:
- фильтр может содержать не менее одного дополнительного фильтроэлемента, при этом предлагается фильтроэлементы разместить параллельно друг другу и разделить между собой сепарационными сетками, а штуцеры для отвода фильтрата из фильтроэлементов вывести в выходной патрубок для отвода фильтрата из фильтра;
- в крышке фильтра может быть предусмотрен дополнительный штуцер для отвода концентрата, соединенный с дополнительным трубопроводом, второй конец которого введен через уплотняющую прокладку в верхнюю часть резервуара, при этом штуцер для подачи фильтруемого материала в фильтр дополнительно снабжают коллектором для разделения потока фильтруемого материала, а дополнительный штуцер для отвода концентрата снабжают коллектором для объединения потоков концентрата от фильтроэлементов;
- дополнительный трубопровод предлагается снабдить вентилем и устройством для контроля давления концентрата внутри трубопровода;
- устройство может быть размещено на подставке в виде рамного каркаса;
- в качестве фильтровального материала может быть использована трековая мембрана из полиэтилентерефталатной пленки с количеством пор 5×105 - 5×108 на см2;
- соединение двух слоев фильтровального материала может быть выполнено при помощи рамки, при этом каждый из слоев фильтровального материала присоединен герметично по своему периметру к соответствующей прилегающей поверхности рамки;
- герметичное соединение двух слоев фильтровального материала может быть выполнено при помощи рамки, размещенной между ними;
- соединение двух слоев фильтровального материала может быть выполнено термосваркой слоев между собой по периметру;
- трубопровод, соединяющий насос и фильтр, может быть снабжен байпасным отводом, введенным в нижнюю часть резервуара через уплотняющую прокладку;
- дополнительно предлагается трубопровод, соединяющий резервуар с насосом для прокачки фильтруемого материала, трубопровод, соединяющий насос и фильтр, и байпасный отвод снабдить вентилями, при этом трубопровод, соединяющий насос и фильтр предлагается дополнительно снабдить устройством для контроля давления фильтруемого материала внутри фильтра;
- на трубопроводе, соединяющем резервуар и насос для прокачки фильтруемого материала, дополнительно могут быть установлены средства для предварительной фильтрации;
- средства для предварительной фильтрации могут быть выполнены в виде патронного фильтра на основе металлической сетки с размером ячеек не более 100 мкм;
- вентиль для подачи фильтруемого материала, штуцер для соединения с источником газа, регулятор расхода газа и устройство для контроля давления газа внутри резервуара могут быть смонтированы на крышке резервуара.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является высокая надежность удаления из фильтруемого материала микроорганизмов, вызывающих порчу вина и виноматериалов, с достижением микробиологической стабильности готовой продукции без ухудшения ее органолептических показателей.
Ниже сущность полезной модели поясняется более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен общий вид заявляемого устройства;
на фиг. 2 представлен один из частных случаев выполнения заявляемого устройства;
на фиг. 3 представлен продольный разрез фильтра с одним фильтроэлементом;
на фиг. 4 представлен продольный разрез фильтра с несколькими фильтроэлементами.
Позиции на фиг. 1-4 обозначают:
1 - резервуар; 2 - корпус резервуара; 3 - крышка резервуара; 4 - штуцер для соединения с источником газа; 5 - вентиль для подачи фильтруемого материала; 6 - регулятор расхода газа; 7 - устройство для контроля давления газа внутри резервуара; 8 - фильтр; 9 - корпус фильтра; 10 - крышка фильтра; 11 - штуцер для подачи фильтруемого материала в фильтр; 12 - выходной патрубок для отвода фильтрата; 13 - фильтроэлемент; 14 - фильтровальный материал (трековая мембрана); 15 - дренажная подложка; 16 - штуцер для отвода фильтрата из фильтроэлемента; 17 - вентиль выхода фильтрата; 18 - сепарационная сетка; 19 - насос для прокачки фильтруемого материала; 20 - штуцер для отвода концентрата; 21 - трубопровод для отвода концентрата; 22 - коллектор для разделения потока фильтруемого материала; 23 - коллектор для объединения потоков концентрата от фильтроэлементов; 24 - устройство для контроля давления концентрата; 25 - подставка в виде рамного каркаса; 26 - плоская рамка; 27 - манометр для контроля давления фильтруемого материала внутри фильтра; 28 - байпасный отвод; 29 - средства предварительной фильтрации; 30 - вентиль байпасного отвода; 31 - вентиль линии отвода концентрата (дополнительного трубопровода); 32 - линия (трубопровод) выхода фильтруемого материала из резервуара; 33 - вентиль на линии выхода фильтруемого материала из резервуара; 34 - шланг подачи газа; 35 - баллон со сжатым газом; 36 - линия (трубопровод) входа фильтровального материала в фильтр.
Примеры заявляемого устройство, представленные на фиг. 1, 2, и входящего в его состав фильтра (фиг. 3, 4), иллюстрируют лишь некоторые случаи выполнения устройства и не охватывают все возможности его реализации в соответствии с формулой полезной модели.
Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов содержит резервуар 1, состоящий из корпуса 2, герметично закрытого крышкой 3. Герметичное соединение корпуса 2 с крышкой 3 выполнено при помощи уплотняющей прокладки, например, из силиконовой резины (на фиг. позицией не обозначена). Корпус 2 и крышка 3 могут быть изготовлены из нержавеющей стали марки AISI 304 (российский аналог по ГОСТ - 08X18Н10). Резервуар 1 снабжен штуцером 4 для соединения с источником газа, инертного по отношению к фильтруемому материалу, препятствующего окислению фильтруемого материала за счет замещения воздуха газом, предпочтительно - азотом, что позволяет осуществлять фильтрацию без доступа кислорода воздуха и повышать качество получаемого продукта. Для этой цели можно также использовать аргон или углекислый газ и другие газы, инертные по отношению к фильтруемому материалу. Резервуар 1 снабжен вентилем 5 для подачи фильтруемого материала, регулятором 6 расхода газа и устройством 7 (манометром) для контроля давления газа внутри резервуара 1. Штуцер 4, вентиль 5, регулятор 6 расхода газа и манометр 7 могут быть смонтированы на крышке 3 резервуара 1.
Снаружи резервуара 1 установлен фильтр 8, включающий корпус 9 с герметично примыкающей крышкой 10. Фильтр 8 снабжен штуцером 11 для подачи фильтруемого материала и выходным патрубком 12 для отвода фильтрата, выведенным из корпуса 9 фильтра 8 через его нижнюю часть. Внутри корпуса 9 фильтра 8 размещен фильтроэлемент 13, выполненный из двух слоев фильтровального материала 14, представляющего собой трековую мембрану из тонкой полимерной пленки с диаметром сквозных пор от 0,10 мкм до 0,65 мкм. Благодаря малой толщине, как правило, выбираемой из интервала от 8 мкм до 23 мкм, и практически калиброванным сквозным порам с диаметром в интервале от 0,10 мкм до 0,65 мкм, трековая мембрана обеспечивает очень высокую степень очистки фильтруемого материла от бактерий. В качестве трековых мембран могут быть использованы мембраны из полиэфиров (полиэтилентерефталата, поликарбоната полиимида, полипропилена).
Два слоя фильтровального материала 14 герметично соединены по периметру с образованием замкнутого объема, в котором размещена дренажная подложка 15, изготовленная, например, из нетканого полипропиленового материала или ситовой ткани из синтетических нитей, и предусмотрено отверстие, снабженное штуцером 16 для отвода фильтрата из фильтроэлемента 13 в выходной патрубок 12. Внешние поверхности фильтроэлемента 13 отделены от внутренних поверхностей корпуса 9 фильтра 8 сепарационными сетками 18, которые могут быть выполнены из переплетенных синтетических нитей.
Между резервуаром 1 и фильтром 8 установлен насос 19 для прокачки фильтруемого материала, соединенный с резервуаром 1 и фильтром 8 соответствующими трубопроводами.
В частном случае выполнения устройства для образования замкнутого объема фильтроэлемента 13 между двумя трековыми мембранами 14 размещают плоскую рамку 26, например, из полипропилена, и приваривают каждую трековую мембрану 14 по периметру к соответствующей плоской поверхности рамки 26, оставляя отверстие для установки штуцера 16. В другом частном случае две трековые мембраны 14 соединяют непосредственно между собой термосваркой по их периметру, оставляя отверстие для установки штуцера 16. Герметичную установку штуцера 16 в предусмотренном для него отверстии осуществляют при помощи термосварки, другой конец штуцера герметично соединяют с выходным патрубком 12 через уплотняющую прокладку (на фиг. не показана).
Фильтр 8 может быть снабжен дополнительными фильтроэлементами 13, размещенными параллельно друг другу и разделенными между собой сепарационными сетками 18. При этом штуцеры для отвода фильтрата 16 из фильтроэлементов 13 выведены в выходной патрубок 12. Количество дополнительных фильтроэлементов 13 может составлять от 1 до 20.
В крышке 10 фильтра 8 может быть предусмотрен дополнительный штуцер 20 для отвода концентрата, соединенный с дополнительным трубопроводом 21 для отвода концентрата. При этом второй конец трубопровода 21 введен через уплотняющую прокладку (на фиг. не показана) в верхнюю часть резервуара 1, штуцер 11 для подачи фильтруемого материала в фильтр 8 снабжен коллектором 22 для разделения потока фильтруемого материала, а дополнительный штуцер 20 для отвода концентрата снабжен коллектором 23 для объединения потоков концентрата от фильтроэлементов 13. Коллектор 22 выполнен в виде тонкостенного кольцевого цилиндр, в боковой стенке прорезаны щелевые пазы для разделения потока фильтрующего материала. Коллектор 23 выполнен в виде цилиндра, в боковой стенке которого прорезаны отверстия для установки выходного патрубка 12 и щелевые пазы для объединения потоков концентрата.
Устройство может быть размещено как на плоской поверхности, так и на подставке. Для удобства работы и компактного размещения составных элементов устройства его целесообразно установить на подставке 25 в виде рамного каркаса. Рамный каркас 25 может быть изготовлен путем электросварки из отрезков нержавеющей трубы и снабжен колесиками для мобильности устройства. В нижней части рамного каркаса 25 может быть дополнительно размещен баллон 35 со сжатым газом.
Трубопровод 36, соединяющий насос 19 и фильтр 8, может быть снабжен байпасным отводом 28, введенным в нижнюю часть резервуара 1 через уплотняющую прокладку (на фиг. не показана). Трубопровод 32, соединяющий резервуар 1 с насосом 19, дополнительный трубопровод 21 для отвода концентрата и байпасный отвод 28 могут быть снабжены вентилями 33, 31 и 30 соответственно. Трубопровод 36, соединяющий насос 19 и фильтр 8, и трубопровод 21 для отвода концентрата могут быть снабжены манометрами 27 и 24 соответственно.
На трубопроводе, соединяющем резервуар 1 и насос 19 можно установить средства 29 для предварительной фильтрации, например, в виде патронного фильтра на основе металлической сетки с размером ячеек не более 100 мкм.
Устройство, представленное на фиг. 1, работает следующим образом.
Перед началом работы резервуар 1 заполняют азотом или другим инертным газом, который от источника газа, по шлангу поступает через штуцер 4 и регулятор 6. Инертный газ вытесняет воздух в резервуаре 1, создавая в нем минимальное избыточное давление (~5 кПа). Давление в резервуаре 1 контролируют манометром 7. Затем из емкости (бочки, цистерны) с нефильтрованным вином или виноматериалом с помощью подающего рукава (на фиг. не показан) заполняют резервуар 1, открыв вентиль 5. После заполнения резервуара 1 примерно на 
объема вентиль 5 закрывают, отсоединяют подающий рукав и открывают вентиль 33. Фильтруемый материал по трубопроводу 32 самотеком заполняет насос 19 и фильтр 8. При этом допускается свободное вытекание фильтрата на выходе через вентиль 17. Включают насос 19, и начинается процесс фильтрации виноматериала. Отфильтрованный материал через вентиль 17 поступает в приемную емкость (на фиг. не показана).
Устройство, представленное на фиг. 2, работает следующим образом. Для создания инертной атмосферы внутри резервуара 1 его заполняют азотом или другим инертным газом, поступающим из баллона 35 по шлангу 34 для подачи газа, присоединенному к штуцеру 4 через регулятор 6 расхода газа. Азот вытесняет воздух в резервуаре 1, создавая в нем минимальное избыточное давление (~5 кПа). Давление в резервуаре 1 контролируют манометром 7. Затем из емкости (бочки, цистерны) с нефильтрованным вином или виноматериалом с помощью подающего рукава (на фиг. не показан) заполняют резервуар 1, открыв вентиль 5. Рекомендуется заполнять резервуар 1 примерно на 3Л объема. После заполнения резервуара 1 вентиль 5 закрывают, отсоединяют подающий рукав и открывают вентили 33, 30, 31 и 17. Фильтруемый материал по трубопроводу 32 самотеком заполняет фильтр 29 предварительной очистки, насос 19 и фильтр 8. При этом допускается свободное вытекание фильтрата на выходе через вентиль 17. Включают насос 19, подавая электропитание на его двигатель, и начинается процесс фильтрации виноматериала. Постепенно закрывая вентиль 30, устанавливают необходимый расход фильтрата или давление на входе в фильтр 8. Виноматериал под давлением поступает в фильтр 8 по трубопроводу 36 через штуцер 11. Давление внутри фильтра 8 контролируется манометром 27. При избыточном давлении часть виноматериала по байпасному отводу 28 возвращается в резервуар 1. Величина потока возвращаемого в резервуар 1 фильтруемого материала регулируется вентилем 15. Отфильтрованный виноматериал через выходной патрубок 12 и открытый вентиль 17 поступает в приемную емкость (на фиг. позицией не обозначена), снабженную герметично примыкающей крышкой. Часть виноматериала по дополнительному трубопроводу 21 отвода концентрата возвращается в резервуар 1. Давление на трубопроводе 21 отвода концентрата контролируется манометром 24, величина потока концентрата виноматериала, возвращаемого в резервуар 1 для повторной фильтрации, регулируется при помощи вентиля 31. Фильтрование проводят до неполного опустошения резервуара 1, не допуская холостого хода насоса 19.
Проведена экспериментальная очистка от бактерий и дрожжей образцов вина с использованием частных случаев выполнения заявляемого устройства, представленных на фиг. 1 (с одним фильтроэлементом) и на фиг. 2 (с тремя фильтроэлементами). В фильтре устройства, представленного на фиг. 1, использовался один фильтроэлемент, в котором два слоя, фильтровального материала соединены между собой термосваркой по периметру (бескорпусной фильтроэлемент). Фильтр устройства, представленного на фиг. 2, включал три фильтроэлемента, в каждом из которых два слоя фильтровального материала соединены при помощи плоской рамки, размещенной между ними, при этом каждый из них присоединен по своему периметру к соответствующей плоской поверхности рамки термосваркой. Фильтроэлементы выполнялись на основе трековых мембран из полиэтилентерефталатной пленки с количеством пор 5×105 - 5×108 на см2 и диаметром сквозных пор 0,30 мкм. Для прокачки фильтруемого материала использовался насос Delta ВСН1-370 производительностью 35 л/мин и максимальным напором 32 метра.
Экспериментальные исследования проведены на специально приготовленных образцах фильтруемого материала - имитаторах, подготовленных на основе вин из винограда сортов Шардоне (образец 1) и Каберне-Совиньон (образец 2).
Для выполнения экспериментов каждый образец был представлен в объеме 15000 мл. В отобранном объеме увеличивали содержание нерастворенных частиц путем введения винного осадка до концентрации 1 г/л - 1,5 г/л и искусственно создавали микробное и дрожжевое загрязнение винными дрожжами и другими колониеобразующими микроорганизмами до уровня ~3500 колониеобразующих единиц в литре. После подготовки образцов фильтрацию осуществляли в течение 45 минут. В процессе фильтрации поддерживали давление на входе в фильтр ~0,1 Мпа, каждые 5 минут отбирали пробы получаемого фильтрата для контроля микробного и дрожжевого загрязнения. Результаты определений микробиологического загрязнения приведены ниже в таблице 1. Многократное испытание в устройстве фильтроэлементов с фильтровальным материалом, имеющим диаметр пор других размеров (от 0,10 до 0,45 мкм), показало такие же результаты. При фильтрации в течение 45 минут с фильтровальным материалом, имеющим диаметр пор размером 0,65 мкм, микробиологическое загрязнение в фильтрате составило 10 колониеобразующих единиц в литре.
Результаты определения содержания нерастворимых в образцах веществ до и после фильтрации с фильтровальным материалом, имеющим диаметр пор в диапазоне от 0,10 до 0,65 мкм, представлены ниже в таблице 2.
Для анализа органолептических последствий стерилизующей фильтрации с использованием заявленного устройства были отобраны четыре образца виноматериалов объемом по 10000 мл каждый, изготовленные из сортов винограда Мускат белый, Шардоне, Пино Нуар, Каберне Совиньон.
Органолептические показатели виноматериалов определяли в соответствии с ГОСТ 32051-2013 «Продукция винодельческая. Методы органолептического анализа» до и после стерилизующей фильтрации. Результаты определения представлены в таблицах 3 и 4.
Фильтрация вина и виноматериалов с применением предлагаемого устройства обеспечивает стабилизацию фильтруемого материала к бактериальным и дрожжевым загрязнениям и делает возможным отказ от использования хорошо известной виноделам практики обработки виноматериала диоксидом серы для его химической стерилизации. Тем самым разрешается важная проблема в комплексе задач по производству экологически чистого вина: соединения серы в готовом продукте присутствуют либо в ничтожных количествах, либо отсутствуют вовсе. Использование заявленного устройства для стерилизующей фильтрации, как показали проведенные эксперименты, сохраняет неизменность специфических качественных характеристик вина и виноматериалов (в том числе его тельность, аромат, вкус, цвет). Таким образом, применение предлагаемой полезной модели (устройства) в виноделии позволяет очищать от колониеобразующих микроорганизмов вино и виноматериалы не только без ухудшения, но и с некоторым улучшением их органолептических показателей.
Claims (14)
1. Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов, включающее резервуар, состоящий из корпуса с герметично примыкающей крышкой и снабженный штуцером для соединения с источником газа, инертного по отношению к фильтруемому материалу, и фильтр, снабженный выходным патрубком для отвода фильтрата, отличающееся тем, что резервуар снабжен вентилем для подачи фильтруемого материала, регулятором расхода газа и устройством для контроля давления газа внутри резервуара, фильтр установлен вне корпуса резервуара, включает корпус с герметично примыкающей крышкой и снабжен штуцером для подачи фильтруемого материала, внутри корпуса фильтра размещен фильтроэлемент, выполненный из двух слоев фильтровального материала, представляющего собой трековую мембрану из полимерной пленки с диаметром сквозных пор от 0,10 мкм до 0,65 мкм, слои фильтровального материала герметично соединены по периметру с образованием замкнутого объема, в котором размещена дренажная подложка и предусмотрено отверстие, снабженное штуцером для отвода фильтрата из фильтроэлемента в выходной патрубок для отвода фильтрата, выведенный из корпуса фильтра через его нижнюю часть, внешние поверхности фильтроэлемента отделены от внутренних поверхностей корпуса фильтра сепарационными сетками, между резервуаром и фильтром установлен насос для прокачки фильтруемого материала, соединенный с резервуаром и фильтром соответствующими трубопроводами.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фильтр содержит не менее одного дополнительного фильтроэлемента, при этом фильтроэлементы размещены параллельно друг другу и разделены между собой сепарационными сетками, а штуцеры для отвода фильтрата из фильтроэлементов выведены в выходной патрубок для отвода фильтрата.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что в крышке фильтра предусмотрен дополнительный штуцер для отвода концентрата, соединенный с дополнительным трубопроводом, второй конец которого введен через уплотняющую прокладку в верхнюю часть резервуара, при этом штуцер для подачи фильтруемого материала в фильтр дополнительно снабжен коллектором для разделения потока фильтруемого материала, а дополнительный штуцер для отвода концентрата снабжен коллектором для объединения потоков концентрата от фильтроэлементов.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительный трубопровод снабжен вентилем и устройством для контроля давления концентрата внутри трубопровода.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно установлено на подставке в виде рамного каркаса.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве фильтровального материала используют трековую мембрану из полиэтилентерефталатной пленки с количеством пор 5×105 - 5×108 на см2.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение двух слоев фильтровального материала выполнено при помощи рамки, при этом каждый из слоев фильтровального материала присоединен герметично по своему периметру к соответствующей прилегающей поверхности рамки.
8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что герметичное соединение двух слоев фильтровального материала выполнено при помощи рамки, размещенной между ними.
9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение двух слоев фильтровального материала выполнено термосваркой слоев между собой по периметру.
10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий насос и фильтр, снабжен байпасным отводом, введенным в нижнюю часть резервуара через уплотняющую прокладку.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что трубопровод, соединяющий резервуар с насосом для прокачки фильтруемого материала, трубопровод, соединяющий насос и фильтр, и байпасный отвод снабжены вентилями, при этом трубопровод, соединяющий насос и фильтр, дополнительно снабжен устройством для контроля давления фильтруемого материала внутри фильтра.
12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на трубопроводе, соединяющем резервуар и насос для прокачки фильтруемого материала, дополнительно установлены средства для предварительной фильтрации.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что средства для предварительной фильтрации выполнены в виде патронного фильтра на основе металлической сетки с размером ячеек не более 100 мкм.
14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вентиль для подачи фильтруемого материала, штуцер для соединения с источником газа, регулятор расхода газа и устройство для контроля давления газа внутри резервуара смонтированы на крышке резервуара.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111373U RU199391U1 (ru) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020111373U RU199391U1 (ru) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU199391U1 true RU199391U1 (ru) | 2020-08-31 |
Family
ID=72421113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020111373U RU199391U1 (ru) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU199391U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115336665A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-11-15 | 黑龙江飞鹤乳业有限公司 | 乳铁蛋白处理方法、装置以及有效性验证方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2623518A1 (fr) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Champagne Station Oenotechniqu | Cuve de stabilisation du vin par refrigeration |
| RU1803422C (ru) * | 1990-01-23 | 1993-03-23 | И.С.Панашеску | Установка дл осветлени виноградного сусла и тому подобных продуктов |
| RU2125601C1 (ru) * | 1997-12-01 | 1999-01-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Аппарат для стабилизации соков и вин от выпадения осадка |
| RU2450048C1 (ru) * | 2011-03-02 | 2012-05-10 | Вячеслав Сергеевич Разуваев | Устройство для получения спиртосодержащих напитков |
| RU146694U1 (ru) * | 2014-04-01 | 2014-10-20 | Александра Артуровна Котова | Устройство для стерилизующей фильтрации напитков |
-
2020
- 2020-03-19 RU RU2020111373U patent/RU199391U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2623518A1 (fr) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Champagne Station Oenotechniqu | Cuve de stabilisation du vin par refrigeration |
| RU1803422C (ru) * | 1990-01-23 | 1993-03-23 | И.С.Панашеску | Установка дл осветлени виноградного сусла и тому подобных продуктов |
| RU2125601C1 (ru) * | 1997-12-01 | 1999-01-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности | Аппарат для стабилизации соков и вин от выпадения осадка |
| RU2450048C1 (ru) * | 2011-03-02 | 2012-05-10 | Вячеслав Сергеевич Разуваев | Устройство для получения спиртосодержащих напитков |
| RU146694U1 (ru) * | 2014-04-01 | 2014-10-20 | Александра Артуровна Котова | Устройство для стерилизующей фильтрации напитков |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ж. РИБЕРО-ГАЙОН и др. "Теория и практика виноделия. Т.4. Осветление и стабилизация вин. Оборудование и аппаратура. М. Легкая и пищевая промышленность. 1985 г., с.125-128. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115336665A (zh) * | 2022-10-18 | 2022-11-15 | 黑龙江飞鹤乳业有限公司 | 乳铁蛋白处理方法、装置以及有效性验证方法 |
| CN115336665B (zh) * | 2022-10-18 | 2023-02-03 | 黑龙江飞鹤乳业有限公司 | 乳铁蛋白处理方法、装置以及有效性验证方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3374636B1 (en) | Disposable alternating tangential flow filtration units | |
| US5536403A (en) | Liquid purification system with microfiltration means, disinfection means and adsorption means | |
| US5944998A (en) | Rotary filtration device with flow-through inner member | |
| CN201337887Y (zh) | 中空纤维膜过滤装置 | |
| EP2184095A1 (en) | System and method for filtration of liquids | |
| US20070131614A1 (en) | Low pressure filtration | |
| RU199391U1 (ru) | Устройство для стерилизующей фильтрации вина и виноматериалов | |
| KR101402528B1 (ko) | 고유량 가압식 막모듈 정수장치 | |
| CN213569772U (zh) | 一种采用纳米纤维膜的净水器滤芯 | |
| JP5003614B2 (ja) | 生体細胞の分離方法及び培養装置 | |
| RU146694U1 (ru) | Устройство для стерилизующей фильтрации напитков | |
| JP6705725B2 (ja) | 細胞分離装置および培養装置 | |
| CN208378557U (zh) | 海水微净化装置及海水深度处理系统 | |
| CN222348822U (zh) | 一种超滤膜产水前处理装置 | |
| CN100572308C (zh) | 一种含尿素解析废水处理系统及方法 | |
| CN222529080U (zh) | 一种富集设备 | |
| CN211978495U (zh) | 一种水质细菌过滤富集器 | |
| CN213171815U (zh) | 一种去离子水设备 | |
| CN108125099A (zh) | 一种熟食保鲜锁味的工艺方法 | |
| CN220811951U (zh) | 一种多介质过滤纯水装置 | |
| CN212492414U (zh) | 一种浸没式超滤膜组件 | |
| CN216260068U (zh) | 一种超滤膜元件的检漏装置 | |
| CN219709203U (zh) | 一种大流量反渗透净水机 | |
| CN220715243U (zh) | 一种防尘型发酵罐过滤滤芯 | |
| CN213652028U (zh) | 一种新型多阀控制水处理系统 |