ENOLOGIA Le scelte della filtrazione SARA BARACCHI La filtrazione gioca un ruolo primario nella preparazione di vini e mosti. Per rispondere ai bisogni di un consumatore sempre più esigente le aziende devono garantire vini stabili dal punto di vista chimico, microbiologico e sensoriale La filtrazione è un procedimento attraverso il quale viene eliminata una fase solida in sospensione in una liquida, attraverso un supporto filtrante. Questo elemento, non solo deve essere idoneo a non modificare sostanzialmente le caratteristiche intrinseche del prodotto, ma deve altresì garantire un buon rendimento dell’operazione, affinché il costo sia conforme al suo utilizzo. In enologia si distinguono diversi tipi di filtrazione; in funzione dell’elemento filtrante utilizzato e della sua porosità possiamo riassumerli in: filtrazione per alluvionaggio con uso di coadiuvanti come farine fossili, perliti o cellulosa, filtrazione su strati filtranti o cartoni, filtrazione frontale su membrana e filtrazione tangenziale su membrana. Dal momento che la filtrazione su supporto particolarmente stretto può produrre rapidamente un colmataggio, mentre se la realizziamo utilizzando pori più grossolani potrebbe risultare insufficiente, occorre di norma procedere per gradi. In funzione della torbidità in partenza, anche considerando tutte le altre operazioni che concorrono all’illimpidimento (centrifugazioni, travasi, chiarifiche, sedimentazione spontanea, ecc.), l’enologo stabilirà la strategia da seguire per ottenere il migliore risultato. In generale, la misura della torbidità in uscita dal filtro è un parametro indicatore per valutare l’efficacia del processo ( ). Altro aspetto importante di cui tenere conto è l’arricchimento di ossigeno che si può ottenere a seguito del passaggio nei filtri che, soprattutto con prodotti poveri in SO libera, può produrre effetti indesiderati. tabella 1 2 . Tabella 1 Corrispondenza fra la misura della torbidità (NTU) e l’aspetto visivo (da P. Ribéreau–Gayon, Y. Glories, A. Maujean, D. Dubourdieu; Trattato di Enologia II; 2003 Edagricole) . Queste macchine hanno un tamburo cilindrico rotante attorno al proprio asse orizzontale, immerso in un serbatoio contenente il fluido da filtrare e il coadiuvante di filtrazione. All’interno del tamburo viene generata una depressione che permette l’aspirazione del liquido e del coadiuvante e la formazione del letto di filtrazione sulla superficie del cilindro. Lo strato filtrante è rinnovato permanentemente garantendo una resa costante nel tempo; tuttavia, con questa pratica si verifica una perdita di sostanze volatili oltreché una diminuzione dell’anidride solforosa libera e conseguente ossidazione del prodotto. Per queste ragioni, è per lo più la feccia di fermentazione a essere filtrata con questo macchinario, che richiede anche un utilizzo elevato di coadiuvante, mentre si stanno recentemente introducendo anche per i liquidi più torbidi nuove tecnologie più performanti e rispettose della qualità che fanno uso soprattutto di materiali ceramici. ALLUVIONAGGIO PER FECCE, MOSTI E VINI TORBIDI La filtrazione per alluvionaggio con farine fossili o altri coadiuvanti è largamente utilizzata soprattutto per illimpidire vini e mosti torbidi e rappresenta una delle prime fasi della chiarificazione. Appartengono a questa categoria i filtri a pressa (o filtri feccia) e i filtri rotativi sottovuoto. normalmente si trattano i liquidi molto torbidi, i depositi ottenuti a seguito di sfecciatura statica dei mosti bianchi, i depositi dopo collaggio dei chiarificanti e successivo travaso, le fecce di fermentazione. Essi sono costituiti da un insieme di piastre concamerate con tele filtranti, poste all’interno di un telaio in acciaio inossidabile. Un coadiuvante viene addizionato al vino da trattare e pompato al filtro. Le piastre di cui è formato il filtro sono ingegnerizzate per delimitare delle camere di filtrazione nelle quali entra il fluido torbido ed esce il liquido filtrato. Un idoneo circuito di aria compressa consente poi di eliminare i residui trattenuti nel procedimento. Normalmente sono filtri molto robusti e con funzionamento semplice. Nei filtri a pressa, La filtrazione per alluvionaggio può impiegare anche i filtri rotativi sottovuoto CARTONI E STRATI FILTRANTI La filtrazione con strati filtranti impiega cartoni costituiti da cellulosa e altri coadiuvanti di filtrazione. Questi cartoni sono interposti fra piastre metalliche, montate su due longheroni; a una estremità vi è un elemento fisso mentre all’altra un elemento mobile che scorre sui due longheroni. Utilizzando una vite meccanica vengono schiacciati i cartoni e le piastre contro l’elemento fisso, generando il gruppo di filtrazione. I cartoni filtranti funzionano associando un’azione di setacciamento a una di adsorbimento. Esistono in commercio cartoni definiti “sgrossanti” e cartoni cosiddetti “sterilizzanti” con un maggiore potere di ritenzione microbica. In commercio si trovano anche moduli lenticolari, nei quali i cartoni sono montati in carter chiusi che garantiscono minori rischi di perdite a elevate pressioni. È una tecnica ancora molto impiegata, che può essere utilizzata nella fase pre-imbottigliamento, per assicurare stabilità microbica e conferire la limpidezza ricercata. LA FILTRAZIONE SU MEMBRANA: LA MICROFILTRAZIONE La filtrazione su membrana frontale viene utilizzata in enologia in diversi ambiti; tra i più comuni troviamo la , l’ e l’osmosi inversa. In generale, la membrana è caratterizzata solitamente da uno strato di materiale sottile, poroso e uniforme applicato su una struttura macroporosa, solitamente in acciaio o materiale plastico, purché resistente alla pressione. Le diverse dimensioni dei pori che costituiscono la membrana fanno sì che essa trattenga i soluti dalle dimensioni superiori. L’ è un particolare tipo di filtrazione a elevata pressione su membrana, dove è possibile separare soluti con dimensione molecolare simile a quella del loro solvente. Quando il liquido da filtrare arriva frontalmente alla superficie della membrana, è molto importante che sia già precedentemente pre-filtrato onde evitare il rapido intasamento dell’elemento filtrante. In taluni casi si possono trovare filtri dotati di dispositivi di back-wash proprio per ridurne la colmatazione. In commercio le membrane sono proposte piegate – per aumentarne la superficie filtrante – e raccolte in elementi modulari, detti cartucce, che devono resistere alle alte temperature e pressioni; devono inoltre mostrare un buon flusso d’evacuazione del residuo di filtrazione e una buona velocità di circolazione del prodotto. Nel tempo, sono state anche prodotte cartucce di grandi dimensioni, con l’obiettivo di aumentare notevolmente la superficie filtrante, e di abbassare i costi di esercizio. microfiltrazione ultrafiltrazione osmosi inversa Impianto automatizzato di microfiltrazione. Photo courtesy of AEB Group. Fonte e copyright: AEB Group FILTRAZIONE TANGENZIALE Nella filtrazione tangenziale su membrana, si impiega un’alimentazione del prodotto da filtrare con flusso parallelo rispetto alla superficie filtrante; visto che il fluido in pressione scorre sulla superficie della membrana stessa, una parte del liquido la attraversa e si illimpidisce diventando il cosiddetto . Le particelle da rimuovere sono trascinate in continuo dal flusso, facendo sì che non si intasi il filtro; un certo colmataggio rimane inevitabile ma è sicuramente minore rispetto a quello prodotto in una filtrazione frontale. Anche in questo caso, esistono dei sistemi di decolmatazione attraverso l’inversione del flusso. Il , ovvero il concentrato che contiene le impurezze, viene poi evacuato. Con questa tecnica a flusso tangenziale si evidenzia normalmente una maggior durata dell’elemento filtrante e un minor costo di esercizio rispetto alla filtrazione su membrana frontale. Per la continua esigenza di pulizia del liquido, trattato per l’illimpidimento e per la stabilizzazione microbiologica, l’utilizzo di questa forma di filtrazione si è molto affermata, anche partendo da fluidi con elevata torbidità. permeato retentato IL FUTURO DELLA FILTRAZIONE Il filtraggio in enologia è un processo che, se adottato con coerenza produttiva, indubbiamente migliora notevolmente il vino e preserva da una serie di rischi qualitativi e organolettici. Grazie anche alle aziende produttrici, che hanno investito nel miglioramento tecnologico di tale processo, gli impianti di filtrazione si sono evoluti per garantire sicurezza operativa e facilità di utilizzo. Inoltre, si è lavorato per aumentare la vita degli elementi filtranti, per rendere semplici le operazioni di sostituzione degli stessi e per riuscire a sanificare più rapidamente i macchinari. Infine, in un ottica di miglioramento continuo dei processi, il mercato richiede una sempre maggiore automatizzazione dei sistemi – allo scopo di aumentare la tracciatura del prodotto in ogni sua fase -, filtri con bassi costi energetici di esercizio, elementi filtranti che riducano l’utilizzo di coadiuvanti e una maggiore flessibilità dei macchinari.