Reinen Wein einschenken

Mikrobiologische Stabilität durch Filtration

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05.09.2019 Wenn Wein nach dem Abfüllen in Flaschen noch Hefen und Bakterien enthält, schadet dies dem Geschmack und dem Aussehen des Endprodukts.

Entscheider-Facts

  • Ein Wein- und Sekthersteller benötigte eine wirtschaftliche Lösung, um die mikrobiologische Stabilität der Produkte nach dem Abfüllen sicherzustellen.
  • Nach eingehender Prozessanalyse und –Optimierung erstellte der beauftragte Filteranbieter ein Konzept, das eine Kombination von Vor- und Membranfilterkerzen sowohl im Abfüllprozess als auch in der Filtration von Servicemedien zur Filterregeneration nutzt.
  • Durch die erzielte Produktstabilität und dreifache Standzeiten der Filterkerzen konnte der Betreiber die Wirtschaftlichkeit und Produktsicherheit deutlich steigern.
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Geeignete Filtration ist wichtig für ein ansprechendes Aussehen von Sekt und Wein.Bilder: Eaton Technologies

Für hohe Produktqualität ist die mikrobiologische Stabilität ein entscheidender Faktor. Wirtschaftliche Filtrationslösungen leisten hierzu einen wichtigen Beitrag.
Nachgärungen in der verschlossenen Flasche können geschmackliche Veränderungen und Nachtrübungen verursachen, und durch das gebildete CO2 kann die Flasche unter enormen Druck stehen. Um Rückrufaktionen aufgrund von Qualitätsproblemen und potenzielle Verletzungen von Mitarbeitern und Konsumenten durch explodierende Glasflaschen zu vermeiden, muss also die mikrobiologische Sicherheit der Filtrate gewährleistet sein. Wirtschaftlich betrachtet sind das Aufziehen der Flaschen und die erneuerte Filtration und Abfüllung zudem sehr zeit- und kostenintensiv.

Ein weiterer Aspekt ist, dass der Filtrationsprozess auf die optimale Standzeit der teuren Membranfilterkerzen abgestimmt sein muss. Frühzeitige Verblockungen führen zu Stillständen in der Abfüllung, wodurch die Filterleistung sinkt und die Prozesskosten sowie die Materialkosten für den Ersatz der Filterkerzen steigen.

Polizeifilter gegen Mikroorganismen

Die hohe kolloidale und mikrobiologische Belastung erschwert die Filtrierbarkeit der Produkte. Entsprechend müssen Membranfilterkerzen mit hohen Keimrückhalteraten (LRV >7 pro cm²) eingesetzt werden, die trotz des engen Filtermaterials eine gute Standzeit erzielen. Um die Filtrierbarkeit und den Schutz der Membranfilterkerzen zu optimieren, sollen geeignete Vorfilterkerzen identifiziert werden. Diese halten vorwiegend Partikel und Kolloide zurück, die die Membrane frühzeitig verblocken können, so dass die Membranfilterkerzen als End- und „Polizeifilter“ nur noch vorhandene Mikro-organismen abtrennen.

Der Sekt- und Weinhersteller Hubert Sekt aus Sered, Slowakei, filtriert jährlich ein Gesamtvolumen von ca. 16 Millionen Litern Wein und Sekt. In insgesamt drei Abfülllinien kommen unterschiedliche Filtermedien zum Einsatz. Die Sekt- und Weinlinie sind jeweils mit Filterkerzen bestückt, die Spirituosenlinie mit Tiefen-filterschichten des Filterherstellers Eaton. In den letzten beiden Jahren probierte Hubert Sekt auch günstigere Optionen in der Sekt- und Weinlinie aus.
Da die günstigeren Kerzen Probleme bezüglich der mikrobiologischen Stabilität sowie der Standzeit und somit der Filtrationsleistung mit sich brachten, fiel dem Unternehmen die Entscheidung leicht, wieder mit Eaton zusammenzuarbeiten. Nach einer kompletten Prozessanalyse durch den Filteranbieter erstellte dieser ein optimiertes Filtrationskonzept. Untersucht wurden die Filtrierbarkeit der Weine, die Anströmgeschwindigkeit, die Vorfiltrationsstufen von Wein und Servicemedien wie Wasser und Dampf, und der Reinigungsprozess der Filterkerzen (Regeneration). Die erarbeitete Prozesslösung setzt sich aus optimal aufeinander abgestimmten Vor- und Membranfilterkerzen sowie Wasserfilterkerzen für den Spülprozess und einer Dampffilterkerze für die Sterilisation zusammen.

Kombination aus Vor- und Membranfilter

Als Vorfilter sind Beco-Tiefenfilterkerzen mit einer nominellen Abscheiderate von 0,6 µm im Einsatz. Die abgestufte Wicklung kann ein breites Partikelspektrum aufnehmen und erhöht den Reinigungserfolg in der Regenerationsphase. Sie verfügen über eine große Fläche an feinem Filtermaterial. Somit sind lange Standzeiten, hohe Anströmung bei niedrigem Differenzdruck und sehr gute Filtrierbarkeiten möglich. Der Anbieter empfiehlt gewickelte Tiefenfilterkerzen, da sie mechanisch robuster und rückspülbar sind. Aufgrund der fraktionierten Tiefenfiltration haben sie zusätzlich eine höhere Partikelaufnahmekapazität als plissierte Tiefenfilter-
kerzen. Die verblockenden Substanzen sind dadurch leichter zu entfernen und ermöglichen eine längere Filterstandzeit.

Mit einer absoluten Abscheiderate von 0,45 µm trennen Beco Membran PF Plus-Membranfilterkerzen Hefen und Bakterien zuverlässig ab. Aufgrund der
hohen mechanischen und thermischen Stabilität können sie häufig gespült und sterilisiert werden. Das maximiert die Lebensdauer und somit die Standzeiten. Ein großer Vorteil der Membranfilterkerzen ist, dass sich ihre Integrität testen lässt. Durch diese überprüfbare Sicherheit können sie als „Polizeifilter“ vor der Abfüllung eingesetzt werden.

Für die Filtration der Servicemedien Wasser und Dampf kommen unterschiedliche Filterkerzen zum Einsatz. Diese Filtration ist unbedingt notwendig, da Partikel und Verunreinigungen den Regenerationserfolg erheblich mindern und die Filterkerzen beschädigen können. Das Spülwasser für die Regeneration der Vor- und Endfilterkerzen wird in zwei Stufen filtriert. Dies geschieht in Stufe 1 mit Beco-Vorfilterkerzen mit einer nominellen Abscheiderate von 0,6 µm. Stufe 2 bilden die Beco Membran PS-Membranfilterkerzen mit einer absoluten Abscheiderate von 0,2 µm für keimfreies Spül- und Rinserwasser. Für partikelfreien Dampf zur Sterilisation der Vor- und Endfilterkerzen sowie des Gehäuses werden Beco Protect KM-Edelstahlfilterkerzen mit einer nominellen Abscheiderate von 10 µm verwendet.

Dreifache Standzeit und stabile Prozesse

„Die Analyse des Filtrationsprozesses sowie die anschließenden Optimierungen führen zu sicheren und wirtschaftlichen Ergebnissen. Jeder Betrieb hat spezifische Anforderungen und Bedingungen, die ermittelt werden müssen. Eaton verkauft nicht einfach nur Filterkerzen, sondern hat uns mit der langjährigen Expertise und technischem Know-how sowie aufgrund des sehr guten Kundenservices überzeugt“, betont Ingrid Vajcziková, Ph.D., Hauptoenologin Hubert Sekt. „Trotz höherer Materialkosten sparen wir heute unterm Strich, da die Standzeiten dreimal so hoch sind und die Prozesse stabil laufen.“

Das Filtrationskonzept ist exakt auf die Anforderungen des Betreibers abgestimmt und ermöglicht eine hohe Wirtschaftlichkeit und gleichbleibend hohe Produktqualität. Die Prozesskosten verringern sich durch die verbesserte Prozesssicherheit und -zuverlässigkeit. Zusätzlich sinken die Materialkosten durch die optimierte Standzeit der Membranfilterkerzen, welche bestmöglich durch die abgestimmte Vorfiltration und Servicemedienfiltration geschützt werden. Durch den Einsatz der Kombination von Vorfilterkerzen und den nachgeschalteten Membranfilterkerzen kann Hubert Sekt die mikrobiologische Stabilität der Weine und Sekte erzielen und die Filterleistung auf das dreifache erhöhen.

Hubert Sekt
Im Jahr 1825 gründeten der Kolonialwaren- und Weinhändler Johann Fischer und der Arzt Michael Schönbauer in Bratislava, der Hauptstadt der Slowakei, das erste Unternehmen in Europa außerhalb Frankreichs, in dem Sekt nach dem ursprünglichen französischen Rezept aus der Champagne hergestellt wurde. 1877 wurde das Unternehmen von der Familie Hubert übernommen und erfolgreich weitergeführt. Hubert Sekt gehört seit dem Jahr 2000 zur Henkell & Co.-Gruppe, die zu den führenden Anbietern von Sekt, Wein und Spirituosen in Europa zählt, in 20 Ländern mit eigenen Unternehmen vertreten ist und weltweit in mehr als 100 Staaten exportiert. Das Unternehmen produziert ein reichhaltiges Sortiment an Sekten für jeden Geschmack und in allen Preisklassen. Durch den Zusammenschluss mit dem größten slowakischen Weinerzeuger Vitis Pezinok im Jahr 2008 führt Hubert J. E. heute sowohl den slowakischen Sekt- als auch den Weinmarkt an.

 

Heftausgabe: September 2019

Über den Autor

Elke Brandscheid, Product Management Filtration & Technical Service, und Dieter Speh, Application Engineer, Eaton Technologies
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