Ultrafiltrarea

Termenul de “ultrafiltrare” a fost utilizat pentru prima data de Bechhold in 1907/12/ tot el fiind acela care a realizat palnia de ultrafiltrare, “palnia Bechhold”.

Ultrafiltrarea face parte din categoria proceselor de membrana, fiind procedeul prin care se indeparteaza dintr-un sistem compusi cu mase moleculare cuprinse intre 500 – 50.000 Da (zaharuri, biomolecule, polimeri, particule coloidale), ceea ce corespunde la un diametru mediu al porilor cuprins intre 0,1–1 nm (10-1000 Å). Asadar, fata de microfiltrare prin care se indeparteaza impuritati mecanice si suspensii coloidale, prin ultrafiltrare sunt separate particule de marimea substantelor macromoleculare de cele cu masa moleculara mica, conform reprezentarii schematice din figura 4.

Fig. 4 Schema de principiu a ultrafiltrarii

Metodele de obtinere a membranelor de ultrafiltrare sunt similare cu cele utilizate la microfiltrare, aplicandu-se anumite conditii specifice de lucru, in functie de natura materialului si diametrul porilor.

Membranele de ultrafiltrare si microfiltrare pot fi considerate ca membrane poroase unde rejectia este determinata in principal de marimea si forma porilor legate de cele ale solutului si unde transportul solventului este direct proportionala cu presiunea aplicata. Astfel curgerea solventului prin membrana poroasa poate fi descrisa de exemplu de ecuatia Kozeny-Carman. In ambele cazuri principiul separarii este sitarea. Exista totusi o diferenta importanta intre cele doua tipuri de

membrane: membrana de ultrafiltrare are o structura asimetrica cu un strat activ (“top layer”) mult mai dens (marimea porilor mai mica si porozitatea superficiala mai scazuta) si in consecinta are o rezistenta hidrodinamica mai mare.

Grosimea stratului activ in membrana de ultrafiltrare este in general mai mica de 1µm.

Majoritatea membranelor de ultrafiltrare care se comercializeaza astaziu sunt obtinute prin inversia de faza din urmatoarele materiale:

polisulfona/poli(etersulfona)/polisulfona sulfonata poliimide/poli(eter)imida pliamide alifatice polietercetone esteri celulozici (ex. Acetat de celuloza) poli(viniliden fluorura) poliacrilonitril(si bloc-copolimerii)

Membranele ceramice de ultrafiltrare se obtin din Al₂O sau ZᵣO₂.

Deoarece limita inferioara pentru membranele poroase obtinute prin sintetizare este de 0,1µm pentru diametrul porilor, aceasta tehinca nu poate fi folosita pentru prepararea membranelor de ultrafiltrare.Structurile poroase sinterizate pot fi folosite ca substraturi in membranele compozite de osmoza inversa, nanofiltrare, separarea gazelor si pervaporatie.

Ca si in microfiltrare performanta procesului nu este egala cu prioritatile membranei.Motivul este acelasi: aparitia polarizarii de concentratie si colmatarii. Solutul macromolecular retinut de membrana se acumuleaza la suprafata membranei rezultand o crestere de concentratie. In acest stadiu, fluxul conevctiv al solutului la membrana este egal cu fluxul difuzional invers de la membrana spre intreaga masa. In continuare prin cresterea presiunii nu se va obtine o crestere a fluxului datorita rezistentei stratului secundar care s-a marit astfel ca se va atinge o valoare de flux limita .

Aplicatiile ultrafiltrarii sunt in majoritate la nivel industrial, existand si unele in faza de studiu. Aplicatiile industriale sunt in domeniu alimentar, cu deosebire in industria laptelui, industria farmaceutica, textila, chimica, metalurgica, industria hartiei sau a prelucrarii pielei.

Membranele de ultrafiltrare au fost in general utilizate pentru solutii apoase, dar in ultima perioada s-a deschis un camp vast de aplicatii si pentru sisteme

neapoase, mai ales ca s-au dezvoltat noi polimeri mai rezistenti, precum si membranele anorganice sau compozite.

In rezumat principalele caracteristici ale procesului de ultrafiltrare:membrane: poroase asimetricegrosime: ≈ 150 µm (sau strat activ 1µm)marimea porilor: 1-100 nmforta motrice: presiunea (1-10 bari)principiul de separare: mecanism de sitarematerial membranar: polimeric, ceramic.

TIPURI DE MEMBRANE

In prezent exista doua categorii de membrane: membrane organice utilizate in mod obisnuit la ultrafiltrare si osmoza

inversa; membrane minerale cu suport in carbon sau in ceramica si straturi

filtrante de oxid de zirconiu sau lumina, rezistente la temperaturi inalte (+200°C) si diferenta de presiune ΔP mergand pana la 200 bar.

Diametrul porilor testati in oenologie:0,8µ 0,45µ Microfiltrarea0,25µ

0,1µ Ultrafiltrarea

0,005µAceasta tehinca este utilizata de exemplu la must inainte de fermentatie sau

la vin. Testarile au condus la urmatoarele constatari: procentul de reziduu final, raportat la volumul pus in lucru este

cuprins intre 2,5 – 5%; se observa o anumita retentie a polifenolilor totali din vinurile rosii,

precum si o diminuare a intensitatii culorii. precipitatiile tartrice sunt favorizate la vinurile nestabilizate in

prealabil;

eliminarea proteinelor instabile; retentie importanta de polizaharide din vin, superioara celei obtinute

prin filtrarea traditionala. Aceasta proprietate prezinta un mare interes pentru must, inainte de trecerea la fermentatie. Aceasta tehnica permite amelirorarea calitatii produselor obtinute din struguri putrezi.

Filtrarea tangentiala in oenologie este o tehinca recenta care cere inca numeroase studii pentru a defini campul sau de actiune, ansamblul posibilitatilor si limitele.

Utilizarea membranelor minerale si primele incercari au lasat sa se intrevada posibilitatea unei modificari profunde a proceselor utilizate, dar procedeul este inca foarte costisitor.

Membranele folosite pentru filtrarea tangentiala sunt asimetrice (anizotrope) si sunt in general constituite dintr-o pelicula superficiala cu grosime de 0,1–0,15µ, microporoasa, care alcatuieste membrana propriu zisa cu anumite proprietati de retentie si rezistenta hidarulica. Aceasta membrana acopera o structura cu grosime si porozitate mai mare care are rolul de suport mecanic si de drenaj, rezistenta acestui strat la curgerea tangentiala fiind mica.

Unele membrane sunt prevazute si cu un strat de armare care le mareste rezistenta. Cu membranele asimetrice se pot atinge debite de permeat ridicate, chiar daca se opereaza la presiuni relativ mici. Dintre membranele asimetrice amintim:

acetatul de celuloza care este o membrana din prima generatie.Acetatul constituie membrana propriu-zisa, fixata pe un suport poros de drenare (fara strat de armare) . Acest tip de membrana prezinta dezavantajul ca se comporta necorespunzator la actiune agentilor chimici, la temperaturi ridicate si sunt sensibile la actiune microorganismelor;

policlorura de vinil, polisulfonele (polisulfamide), polielectroliti complecsi pe baza de polistiren , polihidroximetilacrilamida, copolimeri de acrilonitrili, poligalactoza-metilocrilat, poli-2,6 dimetilfenilen-eter sulfonat. Aceste membrane sunt din generatia a doua si sunt in general mai complexe. De exemplu pelicula ultrasubtire de polihidroximetilacrilamida sub forma de retea, care asigura selectivitatea, este fixata pe un strat microporos de polisulfon cu grosime de 50µ, servind ca suport protector. Aceasta la randul sau este fixata pe un strat impaslit de poliester sau polipropilen cu grosime de 100-200µm cu rolul de a mari rezistenta mecanica in intreg ansamblu.

membrane minerale (inerte din punct de vedere chimic): oxid de zirconiu, care se depunde pe un strat de carbune ales pentru stabilitate chimica, mecanica si termica.

membrana filtranta propriu-zisa cu pori corespunzatori scopului urmarit (grosime 15-20 µm) plasat pe un suport cu grosime de cativa milimetri. Cele doua straturi sunt unite intre ele monolit prin legaturi ceramice;

membrabele preformate care pot fi electroformate sau membrane ceran (meleopare) care se obtin dupa tehnici speciale dintr-un metal capabil de a se electroliza, din policarbonati sau poliesteri in pelicule care se iradiaza in reactoare nucleare. Membranele nucleopare reprezita urmatoarele caracteristici:

o au o mare uniformitate a diametrului porilor;

o porii sunt cilindrici si capilari, cu limite de actiune de la 0,15µ

la 12µ;o au grosime redusa (10µ) permitand debite mari de filtrare la o

pierdere redusa de sarcina ;o porozitate = 20%, iar numarul de pori pe cm² = 106 – 109;

o prezinta o mare usurinta de pliere, pelicula filtranta nefiind

fragila, ceea ce permite realizarea unei mari suprafete filtrante (3,7 m pentru un cartus de 500 mm lungime);

o au o suprafata neteda care permite un flux tangential ridicat;

o prezinta o transparenta accentuata, ceea ce asigura un examen

microscopic usor;o prezinta fenomene de absorbtie si adsorbtie reduse, pot fi usor

curatite in contracurent cu asigurarea aproape totala a permeabilitatii initiale;

o au inertie chimica mare, sunt rezistente la temperaturi cuprinse

intre -170°C si +140°C, putand fi usor sterilizate cu abur.Membranele minerale si performante sunt membrane din generatia a treia.La ultrafiltrare se folosesc si membrane numite “lichide”; in aceste cazuri de

separare, rezistenta de baza care se contrapune transferului de substanta este difuzia acestei substante prin pelicula lichida care se poate forma prin legarea ei cu materialul suportului si care acopera porii membranei.

Membranele filtrante, realizate ca pelicule subtiri din polimeri sintetici cu un numar imens de pori, prezinta o mare uniformitate a structurilor dar si particularitati ale mecanismului de retinere a particulelor care dau tulbureala.

Membranele filtrante in functie de natura chimica a materialului din care sunt realizate, pot fi esteri ai celulozei, poliesteri, policarbonati, polipropilena, polietilena, rasini polisulfonice, copolimeri acrilici, poliamide si clorura de polivinil. In functie de marimea particulelor care pot fi separate, membranele filtrante sunt realizate pentru microfiltrare, ultrafiltrare si osmoza.

Membranele de ultrafiltrare sunt formate dintr-un film subtire, elastic si foarte rezistent, la care porii sunt mult mai ingusti decat cei de la membranele de microfiltrare.

Dupa largimea porilor, membranele de ultrafiltrare se produc intr-o gama destul de larga, incepand de la cele cu pori de 1µm si pana la cele cu pori de 50µm. Spre deosebire de membranele de microfiltrare, diferentiate dupa diametrul nominal, membranele de ultrafiltrare se diferentiaza dupa pragul de retinere (numit si “cut-off”).

Pragul de retinere al unei membrane de ultrafiltrare se defineste prin masa moleculara a celor mai mici particule coloidale, macromolecule sau agregate de molecule si ioni care nu pot trece prin porii membranei respective. Separarea nu este absolut selectiva, adica probabilitatea separarii este cu atat mai mare cu cat diferenta dintre masa moleculara a substantei care trebuie separata si pragul de retinere a membranei este mai mare.

CARACTERISTICILE MEMBRANELOR

Ca orice mediu de filtrare, membranele sunt caracterizate prin: constitutie (natura, structura, forma, porozitate, distributia diametrului

porilor); proprietati chimice (stabilitate, compatibilitate, absorbtie, etc.); proprietati biologice (putere de inhibare, stimulare, absorbtie); proprietati fizice (mecanice, hidraulice, putere de filtrare etc.);

Metodele de determinare a marimii porilor includ: metoda absorbtiei de gaze (metoda BET): volumul de gaz care penetreaza filtrul este proportional cu

suprafata interna a porilor; metoda termoporometrica: analiza calorimetrica a solidificarii unui corp retinut in interirorul materialului poros;

Porometria cu mercur: mercurul este introdus sub presiune crescanda in porii din ce in ce mai fini, urmand legea:

,

unde: p este tensiunea superficiala a mercurului, - unghiul de contact cu mediul

de filtrare , iar d diametrul porilor. Cu aceasta metoda se pot determina diamtere de pori cu:

Porozitate in sensul strict reprezinta raportul dintre volumul porilor si volumul aparent.

Permeabilitatea este o proprietate intrinseca a mediului filtrant care permite calculul pierderilor de presiune. Permeabilitatea B0 este data de relatia:

B0=

in care: µ este vascozitatea fluidului; Q – debitul de filtrat; F – suprafata filtranta; e – grosimea mediului filtrant; Δ p – pierderile de presiune.

Permeabilitatea este definita numeric drept cantitatea de apa care trece prin

unitatea de suprafata de membrana in unitatea de timp (kg sau l ).

Eficacitatea reprezinta capacitatea filtrului de a retine particule in functie de marimea lor:

E=1-(

unde: este concentratia substantei in solutia care intra la filtrare (g/l);

- concentratia substantei in permeat (g/l).

Determinarea rezistentei hidraulice a aparatelor membranice este analogica cu metodele de determinare a pierderii de presiune la micsorarea cantitatii de lichid in canale:

unde v este viteza de miscare a solutiei in canal, m/s.Rezistenta hidraulica R opusa fluxului de filtrat se poate defini ca suma

dintre rezistenta a membranei si cea a ultraprecipitatului, :

Productivitatea limita a membranei se exprima prin cantitatea de filtrat V, care se obtine in unitatea de timp t de pe o unitate de suprafata de lucru F a

membranei [kg/(m2 h) ]:

Selectivitatea (%) a procesului de separare cu ajutorul membranelor

semipermeabile se determina astfel:

unde si reprezinta concentratia substantei solubile in solutia initiala si filtrat.

Factorul de separare :

unde: si sunt concentratiile molare ale componentelor A si B in filtrat;

si sunt concentratiile molare ale componentelor A si B in solutie initiala.

Porozitatea se poate determina cu relatia:

in care: este volumul porilor care traverseaza toata membrana; este volumul

membranei.Daca se stie componenta membranei, se poate calcula partea volumica a

porilor cu relatia:

in care: este masa membranei; si sunt continutul in fractii si densitatea

componentei de baza a membranei i.Efectul de curatire a membranei se determina din relatia:

in care: este debitul de permeatie a membranei noi cu apa distilata; este

debitul de permeatie a membranei dupa ultrafiltrarea produsului ; este debitul

de permeatie a membranei dupa curatire.

MODULE PENTRU TEHNICILE DE MEMBRANA (ULTRAFILTRARE SI OSMOZA INVERSA)

Un modul reprezinta un ansamblu de elemte primare de ultrafiltrare sau osmoza inversa (cartuse) de o anumita forma si lungime, legate intre ele in serie, delimitate prin elemete separatoare si care sunt introduse intr-o carcasa.

Modulele se grupeaza in sectii care se leaga in serie, iar in fiecare sectie modulele sunt legate in paralel sau in serie.

Modulele trebuie sa raspunda la mai multe criterii, legate de lucru propriu-zis si la exigentele impuse de fiecare produs care urmeaza a fi tratat.

Conditia de a lucra sub presiune conduce la necesitatea de a avea sisteme fiabile, etanse intern si extern, precum si un sistem adecvat de sustinere a membranei. In scopul evitarii zonelor moarte, defavorabile bunei comportari a instalatiilor, este necesar ca geometria interna a modulului sa fie astfel realizata incat sa permita lichidului sa circule cu o viteza tangentiala adecvata.

La aceste conditii generale, pentru industria alimentara se impun si o serie de conditii legate de natura solutiilor de prelucrat, respectiv igienizare, demontare si montare usoare, interschimbabilitatea membranelor, posibilitatea de control vizual si accesibilitatea la toate piesele.

Modulele comercializate pot fi grupate in urmatoarele categorii:a) module tubulare (Abcor, Paterson Candy, Valfilm, Kalle). La aceste module

se folosesc membrane tubulare si in functie de pozitia propriu-zisa a membranei si a suportului se deosebesc doua variante:

membrana propriu-zisa este plasata in exteriorul suportului, alimentarea cu lichid facandu-se prin exterior. Permeatul trece prin membrana propriu-zisa fiind colectat in interiorul tubului poros, de unde este evacuat;

membrana propriu-zisa este plasata in interiorul tubului poros cu

=10-25mm, iar permeatul strabate membrana propriu-zisa fiind

colectat la exterior.In fig. 6.28 se arata schematic o membrana tubulara. Pentru reducerea volumului si a suprafetei ocupate de modul, respectiv a instalatie, s-au construit si membrane tubulare elicoidale prevazute cu suporturi flexibile. (fig. 6.29 ).

b) module cu lame (Door Oliver) care sunt formate din cartuse alcatuite dintr-o serie de lame poroase acoperite de membrane propriu-zise, lichidul curgand printre spatiile dintre lame.

Modulele plane sunt comparabile tehnologic cu filtrele-presa. Lichidul de trata circula cu mare viteza fie radial, asa cum este cazul modulelor DDS, fie paralel cu placile port-membrane (module DDS si Rhone-Poulenc). In ambele cazuri, membranele propriu-zise sunt fixate pe suporturi iar ultrafiltratul este evacuat din instalatie prin intermediul unui colector sau printr-un sistem de drenaj practicat in placa portmembranara.

Fig. 6.28 Schema de principiu a unei membrane tubulare.

Fig. 6.29. Membrana de ultrafiltrare tubulara elicoidala.

Sunt construite module cu microtuburi cu (ext)=100-120µ si grosimea

membranei de 20-25µ, dispuse in jurul unui tub central de alimentare poros, intreg ansamblul fiind carcasat intr-un cilindru de presiune. Modulele cu microtuburi plasate in jurul unui tub poros central sunt incadrate in asa-numitul sistem “Hollow fiber”.(fig. 6.30)

Fig. 6.30 Module cu membrane tip microtuburi (Hollow fiber).

Pentru a se obtine debite mari de filtrare sunt necesare viteze de trecere ridicate a lichidului in compartimentele de ultrafiltrare, respectiv debite mari de pompare. In vederea reducerii pierderilor de energie, modulul de ultrafiltrare se instaleaza pe o bucla de recirculare, care permite reciclarea partiala a lichidului ce traverseaza modulul.

Deci ultrafiltrarea poate fi realizata discontinuu, semicontinuu si continuu.In primul caz, lichidul de prelucrat aflat in cuva de alimentare este pompat in

bucla de recirculare prin intermediul pompei. Pe masura ce se elimina ultrafiltratul (permeatul), lichidul din cuva se imbogateste in macromolecule, operatia oprindu-se cand retenatul continut de cuva ajunge la concentratia dorita; in cazul al doilea, instalatia este prevazuta cu un sistem de detectie a nivelului de lichid in cuva; in cazul al treilea, retenatul este evacuat permanent la concentratia dorita.

Rezultatele satisfacatoare la microfiltrarea tangentiala s-au obtinut cu membrane ceramice introduse in cartuse.(fig. 6.31)

Membranele sub forma de tuburi cu diametrul exterior de 10-60mm si lungimea de 750mm sunt asamblate intr-un numar determinat in cartusul respectiv care indeplineste urmatoarele functii: suport de membrana, separarea solutiei initiale in permeat si retenat si asigurarea curgerii tangentiale, rezistenta la presiune, temperatura si agenti de curatire.

Elementele rigide ale cartusului sunt din otel inoxidabil. In cartusul filtrant, antrenarea lichidului se realizeaza cu ajutorul unui rotor aflat in interiorul tubului ceramic. In ceea ce priveste microfiltrarea tangentiala s-au obtinut rezultate bune cu membrane Carbosep, permeabilitatea medie inregistrata fiind de 115-125 l/m2h, timp de cateva ore de functionare neintrerupta. Nu s-au observat scaderi ale concentratiei de alcool si de esteri, in schimb continutul de antociani si taninuri in microfiltrat s-a diminuat.

Fig. 6.31. Schita unui cartus filtrant cu membrana ceramica

ULTRAFILTRAREA VINULUI

Ultrafiltrarea pe membrane mineral (SFEC si CERAVER) este deosebit de promitatoare, deoarece rezista la temperaturi ridicate, la agentii colorati, acizi, baze, la presiuni mari de lucru. Membranele folosite pentru ultrafiltrarea vinului fabricate de Ceraver-Bazet sunt sub forma de tuburi, suportul si membrana propriu-zisa fiind tuburi de alumina cu urmatoarele caracteristici: lungime 0,75m,

suprafata utila m2, grosimea stratului filtrat 10-15µm, diametrul

interior m. Diametrul porilor membranelor poate fi de 2000, 4500 si

12000 Å, respectiv 0,2; 0,45 si 1,2µm. Debitele de permeat realizate la membranele cu pori de 0,2µm la o viteza de curgere de 4,7m/s si presiune de 0,3MPa au fost: 75 l/m2h pentru vin rosu brut; 79 l/m2h pentru vin rosu prefiltrat; 95 l/m2h pentru vin roz; 91 l/m2h pentru vinul alb. Schema unei instalatii de ultrafiltrare este prezentata in fig. 6.32.

Experientele intreprinse pe o asemenea instalatie au scos in evidenta urmatoarele :

din punct de vedere al retinerii microorganismelor se comporta bine membranele cu pori de 0,2-0,45µm;

la temperatura si presiune constanta, debitul de ultrafiltrat este direct proportional cu viteza de circulatie a vinului, deoarece se micsoreaza concentratia de polarizare si deci se favorizeaza fluxul de permeat.

retentia de microorganisme si macromolecule este cu atat mai buna cu cat porii sufera oarecare opturare iar stratul de depozit prezinta un anumit grad de tasare, acestea insa micsorand debitul de permeat;

presiunea de filtrare mai mare de 0,7 MPa conduce si la retinerea substantelor colorate, ceea ce nu este de dorit. Presiunea obtinuta este de 0,3 MPa;

cresterea temperaturii a condus la: ameliorarea debitului de filtrare prin scaderea vascozitatii produsului si prin modificarile fizico-chimice ale macromoleculelor; inregistrarea fenomenelor de oxidare (se recomanda o

temperatura de filtrare ).

formarea progresiva a stratului de colmatare diminueaza debitul de ultrafiltrat, scaderea rapida avand loc dupa o ora. Scaderea ulterioara a debitului de ultrafiltrat cu 2-3% se datoreaza obturarii partiale a porilor. Produsele care intervin in colmatare sunt acidul tatric si bitartratii, proteinele cu masa moleculara mare, polifenolii, complexele de polifenoli cu alte molecule in special polizaharide.

Fig.6.32 Schita unei instalatii de ultrafiltrare a vinului pe membrane minerale: 1-vas de alimentare; 2- pompa volumetrica cu variator de viteza; 3- debitmetru; 4- tub de ultrafiltrare; (4a- strat filtrat intern; 4b- strat poros); 5- colector de permeat; 6- manometru; 7- schimbator de caldura; 8- vana de contrapresiune; 9- criostat.

Practica desfasurarii procesului de ultrafiltrare ne arata ca acesta se poate petrece in unul din urmatoarele regimuri: regim-gel si regim pana la gel. In cazul al doilea concentratia pe suprafata membranei este mai mica decat concentratia formarii gelului; in cazul intai concentratia compusilor cu masa moleculara inalta atingand o anumita valoare, la suprafata membranei se formeaza un strat de gel.

In prezent nu exista metode pentru calculul ultrafiltrarii in regimul-gel.Schema tehnologica a instalatiei este prezentata in figura 6.33. Solutia

diluata de compusi cu masa moleculara inalta (CMMI) care contin si sarea anorganica, din vasul 1 cu pompa 2, se vehiculeaza in filtrul de nisip 3, unde se curata de substante solide echilibrate in lichid. Mai departe solutia este vehiculata cu ajutorul pompei de presiune 4 in aparatul pentru ultrafiltrare 5, unde este concentrata pana la concentratia data de CMMI. Permeatu se colecteaza in vasul

intermediar 6, de unde cu pompa 7, solutia este vehiculata in schimbatorul de caldura 8.

Fig. 6.33. Schema tehnologica pentru concentrarea solutiilor cu folosirea ultrafiltrarii: 1- vas pentru solutia initiala; 2- pompa; 3- filtru; 4- pompa; 5- aparat ultrafiltrare; 6- recipient intermediar; 7 – pompa; 8 – schimbator de caldura; 9- instalatie pentru evaporare; 10- ecipient pentru solutie tratata cu abur.

De aici, dupa ce este incalzit va fi vehiculat in instalatia pentru evaporare 9, care lucreaza la suprapresiune. In instalatia 9, concentratia sarii anorganice in permeat se duce pana la valoarea necesara. Solutia tratata cu abur se scurge in recipientul 10.

In vinificatie se folosesc deseori instalatii de ultrafiltrare pe membrane din colodiu, care se pregatesc prin deshidratarea colodiului-solutiei de litroceluloza in amestec cu alcool si ester. Astfel de membrane poseda pori foarte mici si dimensiunile lor depind de concentratia nitrocelulozei si de conditiile de evaporare.

Se mai folosesc si membranele tip Sartorius sau membranele Milipor cu o structura foarte poroasa, fiindca porii constituie in ele aproape 10% din volumul total. Acesti pori sunt similari in functie de dimensiuni; se cunosc mai mult de 20 de dimensiuni ale porilor-de la 0,025 la 14µm.

Experientele efectuate au arata ca adeseori are loc retinerea particulelor mici, datorira faptului ca membranele se astupa repede.

INDUSTRIA SUCURILOR

Procesele de membrana si-au gasit o larga aplicare in industria sucurilor racoritoare si a bauturilor de fructe, inlocuind in procesele clasice anumite faze cum sunt: sterilizarea termica, tratamentul enzimatic, utilizarea de agenti de clarificare, filtrarea cu adjuvanti.

Tinand seama de cerintele de calitate impuse de standardele internationale actuale, produse de calitate din gama celor mentionate anterior se obtin prin utilizarea in fluxul tehnologic de fabricatie a tehnicilor de membrana. Astfel, membranele de microfiltrare sunt utilizate indepartarea drojdiilor si a altor microorganisme fie din materiile prime fie din produsul final. Sunt purificate pe aceasta cale apa tehnologica, siropul de zahar si sucurile de fructe.

Prin operatia de microfiltrare (MF) se realizeaza sterilizarea produsului care ii confera stabilitate biologica.

Prin operatia de ultrafiltrare (UF) se indeparteaza particule submicronice aflate in suspensie care prin prezenta lor confera proprietati organoleptice necorespunzatoare produsului repsectiv.

Utilizarea ultrafiltrarii in procesul de obtinere a sucurilor de fructe

Metodele traditionale de obtinere a sucurilor de fructe implica mai multe operatii bloc: sortare, spalare, decojire, zdrobire, pasteurizare, tratament enzimatic, filtrare, clarificare, filtrare finala cu adjuvanti.

Operatia de pasteurizare se realizeaza termic in scopul distrugerii microorganismelor existente.Dupa aceasta urmeaza tratarea sucului cu un preparat enzimatic complex pectolitic si amilolitic, pentru degradarea pectinelor si a amidonului, realizandu-se astfel o aglomerare a suspensiilor solide si o micsorare a vascozitatii sucului.Operatia de filtrare care urmeaza supa aceasta etapata este usurata conducand la indepartarea grosiera a particulelor din suspensie.

Deoarece se urmareste obtinerea unui suc limpede, operatia de filtrare este urmata de faza de “clarificare” care se realizeaza cu ajutorul unor agenti specifici (de ex. Gelatina) , avan o durata totala de circa 20-30 ore.In final, sucul obtinut este supus unei ultime filtrari utilizand adjuvanti de filtrare ca bentonita, celita, etc.

Operatiile enumerate prezinta urmatoarele dezavantaje:

-consumuri mari de energie;

-operare discontinua;

-utilizarea unei forte mari de munca;

-cicluri lungi de fabricatie;

-cheltuieli mari generate de utilizarea enzimelor si adjuvantilor de filtrare;

-modificarea caracteristicilor organoleptice ale sucurilor, intr-un timp relativ scurt.

Pentru eliminarea acestor dezavantaje sa urmarit introducerea tehnicilor membranare, dintre acestea cea mai eficienta pentru scopul propus fiind ultrafiltrarea (UF).

In tehnologiile actuale, UF intervine dupa obtinerea sucului brut.Acesta se trateaza cu o cantitate mult mai mica de preparat enzimatic pectolitic (circa 1/3-1/4 din cantitatea utilizata in tehnologia conventionala) si apoi este ultrafiltrat. Ultrafiltrarea poate fi aplicata si pentru purificarea sucului brut, insa, fluxul este mult mai mic fata de ultrafiltrarea sucului partial depectinizat.Astfel, fluxul pentru ultrafiltrarea unui suc netratat enzimatic in cazul utilizarii unei membrane de tip ROMICON este de 35 l/m2h , comparativ cu 120 l/m2h in cazul ultrafiltrarii aceluiasi suc tratat enzimatic partial.

In figura 2 se reprezinta efectul depectimizarii partiale a unui suc de mere asupra fluxului de permeat/2/ obtinut prin UF.

Prin ultrafiltrare se indeparteaza particulele coloidale macromoleculare din sucul de mere (pectine, amidon, proteine) care produc opalescenta, insa zaharurile (fructoza, glucoza, zaharoza) si aromele (sorbitoli,esteri,acizi organici) permeeaza liberi prin membrana, mentinand astfel caracteristicile de baza ale sucului.

Un mare avantaj al aplicarii tehnice de UF in constituie eliminarea etapei de sterilizare termica datorita faptului ca membranele de ultrafiltrare retin total microorganismele dezvoltate in mediul bogat in substante nutritive, in cazul de fata sucul de fructe, contribuind in acelasi timp la prelungirea duratei de stocare.

Intr-o instalatie de prelucrare a sucurilor de fructe, partea centrala o constituie modulul de ultrafiltrare, echipat cu membranele adecvate.

In fig 3 este redata schema unei astfel de instalatii care cuprinde:

1. Rezervor de alimentare, cu capacitate de 100-500 l, in functie de suprafata modulului de ultrafiltrare si de durata ciclurilor de functionare;

2. Filtru de protectie, prefiltru echipat cu material filtrant cu porozitate cuprinsa intre 100-150 µm, prin care se indeparteaza particule solide in suspensie pentru evitarea colmatarii membranelor si prelungirea duratei de functionare a pompei de alimentare;

3. Pompa de recirculare;4. Schimbator de caldura pentru mentinerea unei temperaturi scazute

(constanta), in scopul evitarii fenomenului de oxidare;5. Robinete de reglare a debitului de lichid;6. Robinete de reglare a debitului de lichid;7. Manometre situate de o parte si de alta a modulului pentru constrolul

parametrilor de lucru (0-6 bar).8. Robinete de evacuare;9. Modul de ultrafiltare;10.Robinet de reglare a presiunii de lucru;11.Debimetru de control.

Modulul de ultrafiltrare este constituit dintr-un set de placi port-membrana si placi de separare dispuse intre doua placi terminale (modul tip “filtru-presa”), stranse cu ajutorul unor tiranti.

Sucul supus prelucrarii prin ultrafiltrare este alimentat printr-un orificiu practicat in placile port-membrana,de unde se repartizeaza pe suprafata membranelor.

Colectarea sucului ultrafiltrat (permeat) se realizeaza prin doua canale colectoare laterale.Sucul ultrafiltrat ajunge la aceste canale colectoare prin striatiile de pe suprafata placilor port-membrana.Fiecare placa port-membrana se echipeaza cu cate doua membrane de ultrafiltrare realizandu-se astfel un ansamblu omogen intersanjabil.

Calculele economice comparative intre tehnologia conventionala si cea moderna care utilizeaza procesul de ultrafiltarre demonstreaza fiabilitatea acesteia din urma.

In tabelul 1 sunt inscrise costurile de operare pentru cele 2 procedee prin care se realizeaza o productie ce circa 200.000 l/zi.

Tabel 1. Costuri de operare pentru clarificarea sucului de mere prin filtru-presa clasic, respectiv prin ultrafiltrare

Operatia tehnologica Costuri de operare/ziUSD

UF Filtru presa clasicaDepectinizare 363 1209

Inlocuire membrana de UF: o data la 3 ani

190 -

Inlocuire filtru - 88Filtrare grosiera - 160Filtrare finala - 195

Forta de munca 40 480Intretinere 40 60

Consum energie 58 88Curatire chimica 39 25

Cheltuieli de investitie 518 450Total 1248 2755

Datele din tabel evidentiaza o reducere a cheltuielilor cu cca 45% in cazul utilizarii ultrafiltrarii.Reducerea cheltuielilor prin procedeul membranar este determinata si de micsorarea cantitatii de enzima necesara, eliminarea agentilor de clarificare si a adjuventilor de filtrare.

In plus, procesul de ultrafiltrare aplicat la clarificarea sucului de mere are umratoarele avantaje:

-micsorarea cantitatii de polifenoloxidaza, responsabila pentru fenomenul de degradare oxidativa a unor componenti si implicit imbunatatirea calitatilor sucului;

-posibilitatea de automatizare a procesului de ultrafiltrare, care va decurge astfel ca proces continuu.

Datele de specilaitate arata ca ultrafiltrarea era aplicata in tehnologii de obtinere a sucurilor de mere, atat in Europa cat si in SUA, inca din anii ’80.

Tehnica ultrafiltrarii se utilizeaza in ultimul timp tot mai frecvent si la obtinerea sucurilor de afine, pere, struguri, etc.

CONCENTRAREA SUCURILOR DE FRUCTE PRIN OSMOZA INVERSA

Industria de sucuri de fructe este orientate, in ultimul timp, din ratiuni economice, spre obtinerea de sucuri concentrate.Procedeul clasic presupune evaporarea apei in instalatii complexe,costisitoare, alcatuite in principiu din abateri de evaporare sub vid.Procesul este energofag, prezentand si dezavantajul obtinerii unor concentrate care nu mai pastreaza toate caracteristicile initiale ale

sucului (in principal are loc o pierdere a aromei specifice fructului care in produsul final se reface fie prin adaosuri de uleiuri esentiale fie prin adaosul unei mici cantitati de suc proaspat).

Tehnologiile membranare, respectiv tehnica osmozei inverse (OI) ofera posibilitatea obtinerii unor concentrarte calitativ superioare celor obtinute prin procedeele clasice.La nivel mondial problema nu este rezolvata definitiv, datorita dificultatilor intampinate in obtinerea de membrane performante pentru acest proces.

Diferenta intre OI si UF consta in esenta in caracteristicile de retinere ale compusilor esentiali la suprafata membranelor.In cazul prelucrarii produselor alimentare, membranele de UF pot retine molecule cu dimensiuni apropiate de proteine, pe cand membranele de OI retin si compusi cu masa moleculara mica de tipul sarurilor sau zaharozei.

In scopul concentrarii sucului de fructe este necesara retinerea zaharurilor, de exemplu dizaharidele cum ar fi zaharoza, prezenta in sucul de fructe in concentratie de 5% din masa totala si monozaharidele cum ar fi glucoza si fructoza, prezente de asemenea in sucurile de fructe in concetratie de 5% din masa totala.Mai este necesara retinerea acizilor organici cum ar fi acidul citric si acidul malic, prezenti in suc in proportie de 1-2 %, precum si a diversilor saruri al caror continut este sub 0,5% in suc.In plus este dorita si retinerea compusilor de aroma cum ar fi alcoolii, esterii, aldehidele etc. care de asemenea au masa moleculara mica si sunt cantitati infime.In mod obisnuit sunt minim 100 de asemenea compusi intr-un suc de fructe, cu o concentratie totala de mai putin de 400 ppm.

In trecut s-au obtinut produse satisfacatoare prin evaporarea apei sub vid, dar in urma cu 25 de ani s-a lansat ideea utilizarii OI la concentrarea sucului de fructe pentru reducrerea costurilor de indepartare a apei /3/ .Scopul procesului ar fi reducerea la minim a oricarui efect termic care ar apare in timpul indepartarii apei, atingerea unei retentii a aromelor, reducerea consumului energetic si a costurilor de capital pentru utilajul de deshidratare.

O prima problema care a impiedicat aplicarea industriala a OI a constituit-o presiunea osmotica mare a sucului,Concentratele omeciale cum ar fi sucul de

portocale sau de mere contin 40-45 % substanta uscata care dezvolta presiuni osmotice de 82-88 atm.Asemenea presiuni osmotice necesita presiuni de operare mari si deci membrane si echipamente care sa satisfaca aceste conditii.Atat membranele cat si pompele din componenta instalatiilor, au constituit o problema, limitand concentratia finala a substantei uscate in sucurile de fructe la 30-35% substanta uscata.

A doua problema a fost selectivitatea membranelor fata de compusii de aroma,In principiu aromele, care definesc si diferentiaza caracterul fiecarui suc, sunt in general molecule hidrofole, acest lucru facand dificila retinerea lor pe membrane.Alte limitari tin de valorile mici ale fluxurilor de permeat, colmatare, curatare, iginienizarea membranelor, modulelor si a echipamentelor auxiliare.

Pentru a preveni compactarea membranelor, presiunea maxima de operare este limitata la 7 MPa (69 atm), concentrarea maxima a componentilor fiind de 30-35 %.Temperatura maxima de prelucrare sau spalare este de cca 40oC.Intervalul optim de pH este in apropierea valorii 4,5 ideal pentru prelucrarea sucurilor de fructe, dar exclude spalarea cu o solutie bazica,uzuala in industria alimentara.Retentia solvitilor s-a dovedit satisfacatoare pentru majoritatea compusilor dizolvati (zaharuri,saruri, etc), fiind insa redusa in cazul aromelor /4/.

Una dintre primele membrane aplicate la concentrarea sucurilor de fructe a fost membrana compozita, din ploieteramida pe suport de polisulfon /5/.Aceasta membrane are o stabilitate superioara, permitand lucrul la temperaturi si presiuni ridicate, pe un domeniu larg de pH.Valorile retentiei pentru aldehide, alcooli, esteri si cetone (considerate drept compusi etalon pentru aromele sucurilor de fructe) au fost satisfacatoare.Principalul dezavantaj al membranei poliamidice era totusi reprezentant de rezistenta redusa la substantele utilizate ca agenti de spalare si dezinfectie.

S-au efectuat de asemenea experimente de concetrare prin osmoza inversa cu suc de portocale si suc de rosii /3/.Sucul de protocale a fost pasteurizat, ingehtat si centrifugat in prealabil pentru indepartarea solidelor suspendate si s-a supus osmozei inverse pe membrane din polieteramida in configuratie

spiralata.Sucul de rosii a fost prelucrat dupa centrifugare prin osmoza inversa pe membrane din acetat de celuloza.

In cazul sucului de portocale datele cromatografice au aratat ca prin osmoza inversa nu se retine bine alcoolul etilic insa ceilalti compusi de aroma sunt retinuti satisfacator.In ceea ce priveste sucul de rosii, osmoza inversa conduce la concentrarea de 12-18% a substantei uscate.

Progresele inregistrate in ultimii ani in domeniul obtinerii membranelor de osmoza inversa care pot fi exploatate in conditii economice avantajoase, au permis utilizarea la nivel industrial a acestora pentru obtinerea unei game largi de produse concentrate de us alimentar.

STRATURI FILTRANTE

Procesul de filtrare depinde nu numai de natura materialului din care sunt formate straturile filtrante, dar si de modul in care sunt alcatuite aceste straturi.Acestea pot fi realizate in timpul operatiei de filtrare, cu putin timp inainte sau sunt obtinute in unitati specilaizate (sub forma de placi,tesaturi, membrane).

Dupa modul de prezentare a materialului filtrate din care sunt constituite, starturile filtrante se grupeaza in straturi pulverulente, straturi fibroase, tesaturi si membrane.

Straturile filtrante pulverulente sunt realizate din dioatomit, perlit sau dintr-un amestec al acestora, prin prealuvionare sau aluvionare pe suporturi cu rezistenta mecanica ridicata.

Stratul prealuvionar se formeaza prin recircularea amestecului dintre materialul filtrant si apa sau vin.Recircularea se termina in momentul in care vinul sau apa care circula este absolute limpede, apoi incepe procesul propriu zis de filtrare.

In scopul evitarii colmatarii rapide al stratului filtrant prealuvionar este necesar ca in tot timpul filtrarii sa se continue aluvionarea, introducand diatomit in filtru concomitant cu introducerea vinului de filtrate.Diatomitul impreuna cu

particulele dispersate in vin formeaza un strat poros, care permite marirea randamentului suprafetei filtrante de 5-10 ori.

Straturile filtrante fibroase sunt continuite din fibre de celuloza, azbest sau amestecul lor, depuse prin prealuvionare pe suprafete-suport sau realizate sub forma de placi prefabricate.

Straturile filtrante fibroase formate prin prealuvionare sunt realizate prin recircularea unui amestec de apa sau vin cu azbest, care se depunde pe suportul filtrant.In momentul in care rezulta un filtrant perfect, limpede se intrerupe recircularea si se incepe filtrarea propriu zisa a vinului, care este continuata pana la colmatarea stratului filtrant indicate la micsorarea debitului.

Pentru a mentine un debit de filtrare efficient, o perioada de timp mare, uneori se formeaza un strat de azbest prin prealuvionare, iar apoi vinul se filtreaza prin aluvionare continua cu diatomit sau perlit.

Straturile fibroase prefabricate, numite uzual placi filtrante, sunt constituite din celuloza si azbest associate in diferite proportii.La unele tipuri, in alcatuirea placilor se mai introduce diatomit, perlit sau diefriti polimeri sintetici.

Suspensia apoasa a materialelor filtrante mai sus mentionate, bine pregatita (omogenizata), este turnata progresiv pe o banda transportoare din tesatura care vibreaza usor si care, pentru idnepartarea apei, este introdusa intr-un uscator.Produsul uscat, sub forma de banda continua, este taiat in placi cu dimensiuni tipizate de 40x40 cm sau 60x60 cm.

Fiecare placa este marcata, la cald, pe fata unde a ramas imprimata, din timpul scurgerii apei, amprenta cadrilajului benzii transportoare.

Fata placii este apoi tratata special impotriva defibrilarii.

Placile filtrante fibroase, dupa gradual de limpezire realizat, se grupeaza astfel: placi pentru filtrare grosiera sau cartoane filtrante; placi de filtrare sterile.

Placile pentru filtrare grosiera realizeaza o prelimpezire, sunt mai putin dense si fabricate in grosimi relative mari, de 3-5 mm.Contin adesea si diatomit cu rolul de a le mari suprafata interioara.Au capacitati de filtrare ridicate si sunt

frecvent folosite la pregatirea vinurilor brute, tinere, nestabilite, in vederea filtrarii lor prin placi obisnuite.

Placile pentru filtrarea de finisare realizeaza gradul de limpezire finala a vinului si au grosimea de 3-4 mm, cu o structura mai densa.

Sunt produse intr-o gama larga si sunt numerotate de la 0 la 10, in functie de porozitate.

Cu cat numarul imprimant pe placa este mai mare cu atat si porozitatea ei este mai fina.Gradul de porozitate al placii la randul lui, depinde de Portia de participare a materialelor filtrante, modul in care acestea au fost pregatite, trasarea si orientarea fibrelor, tratamentelor din timpul fabricarii.

Placile cu un continut ridicat de azbest prezinta o porozitate mult mai fina decat cele bogate in celuloza.La placile numerotate de la 5 la 10, unde continutul in azbest este proportional mai mare, porozitatea poate sa atinga un astfel de grad de finite incat placile sunt in stare sa retina chiar si parte din microflora vinului.Prin placile cu un numar mai mare sunt retinute sin bacterii.

Firmele constructoare recomanda ca filtrarile mai exigent sa se execute prin placi cu numere mai mari, bogate in azbest, capabile sa micsoreze populatia mirobiana.Tehnologiile de obtinere a plcilor, realizate de firmele producatoare, desi conduc la obtinerea unor placi de tipuri diferite dar cu acelasi numar, imprima acestora proprietati filtrante diferite.

Comparative cu placile pentru filtrare grosiera, cele de finisare se caracterizeaza prin debite de filtrare mai mici si printr-o colmatare mai rapida.

Sunt folosite la presiuni de lucruri ridicate (0,3-0,4 MPa), fara insa a depasi presiunile maxime specificate de producator.

Inainte de utilizare se recomanda ca placile filtrante sa fie spalate su multa apa, deoarece in caz contrar,primele protiuni de vin filtrate ar putea capata gust de azbest, celuloza sau ar materialelor folosite ca alianti la realizarea placilor.

In grupa placilor pentru finisare sunt incluse si cele cu gradient de porozitate, la care dimetrele canalelor nu sunt constant pe toata grosimea placii si se micsoreaza de la fata de intrare a vinului spre cealalta cadrilata.

Prin aceasta solutie construtiva, particulele care dau tulbureala, nefiind oprite numai la suprafata ci si in interior, duc la colmatare mai tarziu iar debitul filtrarii se mareste 2-3 ori.

Alegerea tipului optim de placa filtranta este conditionata de o serie de factori, dintre care pot fi mentionati: varsta vinului, gradul lui de tulbureala si natura tulburelii, dar depinde in exclusivitate de experienta tehnologului care o utilizeaza.

Placile pentru filtrare sterilizanta contin o cantitate si mai mare de azbest, iar porii sunt atat de fini incat in afara de limpezire se obtine si sterilizarea relative a produsului.Industria vinicola foloseste placi de tipul EK (diametrul mediu al porilor de o,5 µm).

Levurile si bacteriile sunt retinute prin strecurare, dar si prin absorbtie.

Placile filtrante dispun de o suprafata interna fparte mare, iar drumul pe care-l strabate lichidul la trecerea prin ele este foarte lung, desi timpul necesar trecerii prin placa filtranta nu depaseste cateva secunde.

In timpul functionarii placilor sterilizante, este necesar ca diferenta de presiune intre cele doua fete ale stratului filtrant sa nu depaseasca valoarea recomandata de producator.De asemenea , se recomanda ca presiunea de lucru la filtrare sa fie mai uniforma, evitandu-se socurile hidraulice daunatoare integritatii placilor.

Tesaturile utilizate la filtrarea produselor vinicole trebuie sa indeplineasca unele cerinte specific si anume: sa prezinte o structura omogena cu repartizarea uniforma a porilor; sa asigure o productivitate de filtrare corespunsatoare destinatiei produsului; sa realizeze un grad de limpezire optima; sa aiba rezistenta mecanica ridicata si rezistenta hidraulica minima; sa se poata regenra sis a nu permita eliberarea de fibre in timpul procesului de filtrare, iar la curatire sa nu se produca destramari de fibre.

Tesaturile filtrante, realizate intr=o mare diversitate de tipuri in functie de natura materialului din care sunt confectionate si mdoul de obtinere, sunt fabricate din fibre naturale (bumbac, in, canepa), fibre sintetice (poliamide, poliester), fibre minerale (azbest).

Comportarea tesaturilor filtrante este conditionata de structura, deci de finetea si desimea sistemelor de fibre si modul de asamblare a acestora prin legatura.

PARAMETRII CARACTERISTICI OPERATIEI DE FILTRARE

Parametrii care caracterizeaza operatia tehnologica de filtrare sunt urmatorii: debitul, ciclul complet de lucru, durata filtrarii, durata operatiilor auxiliare, productivitatea filtrului, productivitatea maxima a acestuia, suprafata filtranta utila; filtrabilitatea, puterea de limpezire, puterea de colmatare.

Debitul este direct proportional cu marimea suprafetei stratului filtrant, cu numarul porilor de pe unitatea de suprafata, cu diametrul acestora si invers proportional cu grosimea stratului filtrant si vascozitatea produsului supus filtrarii.

Dependenta debitului de marimea presiunii este mai complexa, fiind influentata in acelasi timp si de natura si proprietatile stratului filtrant.Debitul este influentat si de presiunea si natura particulelor aflate in suspensie.

Ciclul complet de lucru cuprinde montarea si sterilizarea filtrului, filtarrea propriu zisa, demontarea, curatirea si spalarea.In cazul filtrelor cu functionare discontinua, filtrarea propriu zisa este operatia tehnologica iar celelalte sunt operatii auxiliare.

Durata filtrarii este variabila si depinde de gradul de tulbureala al produsului, natura particulelor, tipul de strat filtrant utilizat, grosimea stratlui filtrant suplimentar.

Durata operatiilor auxiliare este constanta si depinde de constructia filtrului.

Productivitatea filtrului, definite ca raportul dintre volumul de produs filtrate intr-un ciclu si durata ciclului, poate fi modificata prin repetarea cat mai des a ciclurilor de filtrare sau prin marimea duratei filtrarii propriu zise, depinzand de tipul filtrului si de partida de produs supus filtrarii.

Productivitatea maxima a instalatiei de filtrare se stabileste cu ajutorul datelor experimentale, care sintetizeaza dependenta productivitatii de debitul si durata filtrarii.

Abaterile de la valorile productivitatii maxime determinate experimental sunt conditionate de durata operatiei de filtrare propriu zise, care influenteaza consumul atat de materiale cat si de energie electrica.

Filtrabilitatea, ca insusire a produsului de a trece usor prin straturile filtrante, nu depinde direct de gradul de tulbureala, fiind influentata de vascozitatea, diametrul si gradul de comprimare ale patriculelor.

Puterea de limpezire a stratului filtrate este capacitatea acestuia de a conferi produsului, la trecerea prin el, un anumit grad de limpezire.Acest parametru depinde suprafata interna a porilor in cazul retinerii in profunzime si de diamterul porilor la retinerea prin strecurare.

Puterea de colmatare este insusirea produsului de a obtura porii stratului filtrant cu particule de tulburareala si se manifesta prin diminuarea debitului in timpul filtrarii.

Determinarea puterii de colmatare a unui produs, pentru un anumit strat filtrant si in conditii de lucru definite se efectueaza in mod experimental fie pe baza diferentei dintre durata de filtrare a unor cantitati de produse, fie prin trasarea unor curbe de filtrare care exprima dependent volumului filtrate, respective a vitezei de filtrare in functie de volumul filtrate.

Indifferent de gradul de tulbureala, puterea de colmatare este dependent de marime, forma, natura, structua, numarul si capacitatea de deformare sub influenta presiunii particulelor, de prezenta coloizilor, respective de temperature si gradul alcoholic al produsului supus operatiei de filtrare.