Introduction

La technologie de plaque filtrante est la forme la plus courante de filtration au sein des grandes distilleries, des usines de rectification et des sociétés de production de boissons multiples. Le milieu filtrant de la plaque dispose d’une matrice unique de composants qui éliminent les contaminants indésirables tout en conservant les composants qui améliorent la qualité afin d’obtenir un produit clair et limpide. Dans les applications allant de la rétention des particules à l’élimination du trouble au froid dans les alcools bruns et au traitement par charbon actif pour la filtration de finition des alcools blancs, les plaques filtrantes allient parfaitement les caractéristiques d’adsorption et de filtration en profondeur, ce qui en fait une solution idéale. Les plaques se déclinent en plusieurs grades et configurations, dont des plaques avec de faibles quantités d’ions extractibles ou des plaques imprégnées de charbon actif pour couvrir un large éventail d’applications.

Au cours des dernières années, le nombre de distilleries artisanales a augmenté. Alors que les objectifs de filtration pour réduire la turbidité et éliminer le trouble sont identiques à ceux des grands producteurs, leurs exigences de fonctionnement sont différentes. De ce fait, la filtration chez bon nombre de petits producteurs est souvent négligée ou sous-spécifiée. De même, lorsque des filtres à plaques traditionnels sont utilisés, la technologie existante peut être une source de problèmes pour les producteurs artisanaux. Les filtres à plaques surdimensionnés génèrent d’importants volumes résiduels, de faibles rendements et des coûts d’investissement inutiles. De plus, avec de multiples plaques assemblées en parallèle, l’installation et l’assemblage peuvent exiger un surcroît de travail. Enfin, les lots plus petits et moins fréquents associés à des changements de produits plus nombreux peuvent entraîner une mise au rebut prématurée du filtre.

Le défi

Alors que la tendance artisanale prend de l’ampleur, les producteurs font face à une pression accrue pour améliorer la qualité et les techniques de filtration. Les distilleries artisanales ont besoin de filtres simples à utiliser et rentables pour les petits lots, mais offrant des caractéristiques de filtration similaires à celles des filtres à plaques. La technologie doit pallier les faiblesses des filtres-presses à plaques existants, comme les pertes de produit et les volumes morts, et doit aussi apporter aux distilleries artisanales la flexibilité voulue pour accroître la production lorsque la demande augmente.

La solution

Combinant les points forts des filtres à plaques et les exigences spécifiques des distilleries artisanales, les nouvelles solutions fermées de Pall proposent aux producteurs de petits lots des systèmes de filtration souples et rentables. Nos corps de filtres sont conçus pour accueillir trois formats différents de modules filtrants, y compris les modules SUPRAdisc™ II, SUPRApak™ et SUPRAdisc AKS. Tous sont construits à partir du même milieu filtrant déjà utilisé dans les applications traditionnelles de filtration de spiritueux, mais dans des formats plus propres et plus

compacts. Les modules peuvent être facilement remplacés pour permettre aux distillateurs de changer les filtres en fonction de l’application, de la taille de lot ou du débit. De plus, grâce à des changements simples de matériel, le corps peut être adapté pour contenir de 1 à 4 modules et permettre une extension future.

Corps de module série WFSZ

La série de corps de modules filtrants en acier inoxydable WFSZ de Pall optimise la protection du produit et minimise les pertes de produit. L’ensemble fermé élimine les pertes de produit, ce qui entraîne des rendements plus élevés qu’avec les filtres à plaques traditionnels. En outre, lorsqu’un lot est terminé, du gaz peut être utilisé pour expulser le liquide résiduel hors du corps de filtre, ce qui permet de récupérer 15 % de produit en plus.

Les corps disposent d’une fermeture par colliers de serrage pour une installation et un assemblage rapides et faciles. Le dôme léger est doté de deux poignées de levage qui facilitent les changements de module. Un changement de module typique prend environ 15 minutes par rapport à environ 1 heure pour une configuration de membranes plates avec une surface de filtration similaire. De plus, pour les distilleries avec des tailles de lot variables, la tige centrale d’un grand corps peut être remplacée par une tige plus petite afin de modifier le nombre de modules que le corps peut accueillir.

Principaux avantages pour le distillateur artisanal :

• Flexibilité pour accueillir plusieurs modules et permettre une extension future

• Pas de pertes de produit pour un rendement supérieur

• Changements de modules rapides et faciles

De nouvelles solutions flexibles adaptées aux distilleries artisanales

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Figure 1 : Corps de filtre WFSZ : la tige centrale peut être changée afin de modifier le nombre de modules SUPRAdisc II ou AKS pouvant être contenus dans le corps. Un kit d’adaptation permet d’accueillir des modules SUPRApak.

Alimentation

Filtrat

Modules SUPRAdisc II

Les modules de filtration en profondeur SUPRAdisc II offrent aux distillateurs une approche moderne pour la filtration de petits lots ou d’un fût unique. Les modules sont conçus avec un double séparateur qui fournit un support amont et un support aval. Chaque plaque de milieu filtrant est individuellement rendue étanche à ses extrémités et séparée par des plaques en polypropylène, ce qui crée un débit optimal à travers la surface de filtration disponible et un module robuste d’un point de vue mécanique. La circulation de fluide est possible soit dans le sens de filtration soit à contre-courant. Pour les applications de rétention des particules, comme l’élimination des résidus de fût, le rinçage à contre-courant peut aider à améliorer la régénération du module et à augmenter sa durée de vie.

À l’inverse des membranes de filtration plates standard, entre les lots, les modules SUPRAdisc II peuvent être stockés en vue d’une réutilisation à une date ultérieure, ce qui les rend rentables pour les lots de taille artisanale. Les modules peuvent être conservés dans le corps lui-même ou dans un récipient séparé dans de l’alcool à degré très élevé.

Les modules SUPRAdisc II de 12 pouces sont disponibles dans tous les mêmes grades que les membranes plates standard utilisées dans les applications de spiritueux, y compris celles avec de faibles quantités d’ions extractibles pour les spiritueux sensibles à la précipitation en présence d’ions calcium ou magnésium. Les débits de module typiques vont de 3 gpm (11,4 lpm) pour la filtration à froid des alcools bruns jusqu’à 6.5 gpm (24,6 lpm) pour la filtration de finition des alcools blancs.

Principaux avantages pour le distillateur artisanal :

• Rinçage à contre-courant possible pour une durée de vie prolongée

• Rentable en raison de la possibilité de stocker et de réutiliser les modules

• Conception robuste pour une manipulation des modules rapides et faciles

Modules SUPRApak

Lorsqu’une surface de filtration supérieure est nécessaire, que ce soit pour répondre à un accroissement de production ou pour un spiritueux difficile à filtrer, les modules SUPRAdisc II peuvent être remplacés par des modules SUPRApak.

Les modules SUPRApak sont la toute dernière innovation de Pall en matière de filtration en profondeur avec une conception et une configuration de débit totalement uniques. Les modules SUPRApak sont constitués d’un matériau de plaque filtrante qui s’enroule autour d’une âme centrale perméable avec des bandes plastiques externes pour fixer les plaques à l’âme. Le matériau des plaques est perforé par un motif complexe de canaux d’alimentation et de filtrat qui dirigent le fluide à travers le module. Le fluide non filtré entre dans le module depuis l’extérieur via les canaux d’alimentation. La pression différentielle pousse le fluide à travers le milieu filtrant en direction des canaux de filtrat. Les canaux de filtrat conduisent ensuite le fluide vers l’âme centrale d’où il ressort des modules.

Principaux avantages pour le distillateur artisanal :

• Surface de filtration supérieure à celle des modules lenticulaires typiques pour répondre à un accroissement de production de la distillerie et pour les produits difficiles à filtrer

• Configuration de débit unique qui maximise la filtration et l’adsorption

• Disponibles dans une taille plus petite pour les nouveaux produits ou les essais de fonctionnement

La compacité élevée des modules SUPRApak les rend économiques et en fait un choix adapté pour les applications de distillation. Les modules SUPRApak de 12 pouces ont une surface de filtration d’environ 1.7 fois celle des modules lenticulaires de 12 pouces concurrents et pourraient remplacer environ 20 filtres à plaques planes de 40 x 40. De plus, la configuration de débit unique optimise la capacité d’adsorption des plaques. Cela améliore l’élimination des substances comme les huiles de fusel, les protéines, les terpènes, les huiles essentielles, les polysaccharides et la pectine ainsi que les acides gras et leurs esters qui peuvent provoquer une turbidité dans les distillats.

Les modules SUPRApak de 12 pouces sont aussi disponibles dans les mêmes grades que les plaques planes standard, y compris les grades à teneur réduite en ions. Les débits de module typiques vont de 4.5 gpm (17 lpm) pour la filtration à froid des alcools bruns jusqu’à 9 gpm (34 lpm) pour la filtration de finition des alcools blancs. Pour les essais de fonctionnement

Figure 3 : Vue en coupe du module et séparateurs

Figure 4 : Module SUPRApak

Figure 5 : Configuration de débit des modules SUPRApak

Figure 2 : Module SUPRAdisc II

Séparateur extérieur

Milieu filtrant

Séparateur intérieur

À propos de Pall Corporation

Pall Corporation est un des leaders mondiaux en matière de filtration, de séparation et de purification proposant des solutions capables de répondre aux besoins critiques en gestion des fluides de clients dans les divers secteurs des sciences de la vie et de l’industrie. Nous travaillons avec nos clients pour faire avancer les technologies dans les domaines de la santé, de la sécurité et de la responsabilité environnementale. Pall Food and Beverage fournit des produits et des services afin de garantir la qualité des produits et de maintenir la fiabilité des procédés dans la production des boissons et des aliments.

Nos solutions favorisent également la sécurité des consommateurs, la réduction des coûts de fonctionnement et la diminution des déchets.

de nouveaux produits ou les lots très petits, les modules SUPRApak existent aussi en taille de 7.5 pouces pour des débits allant de 0.7 gpm (2,6 lpm) à 1.3 gpm (5 lpm).

Modules SUPRAdisc AKS

Le traitement par charbon activé a longtemps été utilisé dans les distilleries pour éliminer tout goût, parfum et couleur inhabituels de la vodka et d’autres spiritueux. Il existe différentes méthodes pour ce traitement, notamment l’ajout manuel de poudre ou de granules de charbon et les colonnes remplies de charbon. L’ajout manuel de charbon est fréquemment utilisé pour les grands lots ou les opérations en continu.

Même si ce procédé est économique et efficace, il demande un travail important et délicat. Les colonnes de charbon, plus faciles à utiliser, libèrent souvent du charbon en aval et peuvent exiger une régénération fréquente. Autre solution, les modules de filtres SUPRAdisc AKS imprégnés de charbon rendent la manipulation plus simple et le traitement au charbon plus hygiénique pour les petits lots de spiritueux, avec des modules qui se montent directement dans le corps de filtre WFSZ.

Les modules SUPRAdisc AKS sont disponibles en différents grades avec jusqu’à 60 pour cent de charbon actif dans la matrice des plaques filtrantes. Le charbon est intégré dans la matrice du filtre sans utilisation d’agents de liaison. Cela préserve la capacité d’adsorption et n’introduit aucun matériau qui pourrait dégrader ou avoir un effet néfaste sur les spiritueux.

Dans les modules AKS, deux couches de milieu filtrant sont réunies pour former une cellule. La cellule est fermée de manière

étanche sur tout le pourtour puis assemblée en pile pour créer un module. Voir Figure 6.

Le débit typique recommandé par module de 12 pouces va de 1.5 gpm (5,7 lpm) à 2.5 gpm (9,5 lpm). Au fil du temps, le charbon actif dans les modules s’épuise et les modules doivent être remplacés. La mesure de la conductivité du filtrat peut aider à déterminer à quel moment un module doit être remplacé.

Principaux avantages pour le distillateur artisanal :

• Aucun matériel supplémentaire n’est requis ; les modules s’adaptent aux corps de filtre existants

• Solution simple et hygiénique remplaçant l’ajout de charbon actif manuel ou les colonnes remplies

• Fuite ou entraînement de charbon réduit

Les avantages

Grâce aux solutions de filtration fermées de Pall, les distillateurs artisanaux peuvent désormais disposer d’une filtration efficace et de qualité pour répondre à leurs exigences de fonctionnement spécifiques. En mettant en œuvre la technologie modulaire de Pall, les distillateurs artisanaux peuvent obtenir les avantages suivants :

• Un seul corps de filtre fournit la flexibilité nécessaire pour réaliser les différents procédés de filtration des distillats à l’aide des modules innovants SUPRAdisc II, SUPRApak et SUPRAdisc AKS de Pall

• Le corps fermé renforce la sécurité des procédés

• Le corps fermé augmente le rendement en éliminant les pertes de produit et en permettant une purge sous pression à la fin d’un lot

• Les remplacements de modules sont plus rapides et plus simples que les remplacements de filtres à plaques traditionnels

• La tige centrale du corps de filtre peut être changée afin de modifier le nombre de modules pouvant être contenus dans le corps de filtre. Cela offre une flexibilité dans les tailles de lots ou pour un accroissement de capacité ultérieur.

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Figure 6 : Module SUPRAdisc AKS