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ATW-Bericht 128

Kieselgurfiltration imKlein- und Mittelbetrieb

Bernhard Schandelmaier

ATW

ATW – Ausschuss für Technik im Weinbau Deutscher Weinbauverband ⏐ Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft

Kieselgurfiltration im Klein- und Mittelbetrieb Bernhard Schandelmaier Abschlussbericht zum ATW-Vorhaben 128 Durchführung Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum DLR Rheinpfalz ⏐ FB Kellerwirtschaft Breitenweg 71 ⏐ D-67435 Neustadt / Weinstraße KTBL–Titel: I/08 Förderjahre: 2001 und 2002 Förderland: Baden-Württemberg Herausgeber Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V. (KTBL) ⏐ Darmstadt

ATW-Vorstand Vorsitzender Peter Jost ⏐ Hahnenhof Oberstraße ⏐ D-55422 Bacharach Tel.: +49 (0) 6743/1216 ⏐ Fax: +49 (0) 6743/1076 eMail: [email protected] 2. und Geschäftsführender Vorsitzender Dr. Rainer Jung Forschungsanstalt Geisenheim ⏐ Fachgebiet Kellerwirtschaft Blaubachstraße 19 ⏐ D-65366 Geisenheim Tel.: +49 (0) 6722/502-177 ⏐ Fax:+49 (0) 6722/502-170 eMail: [email protected] Dr. Jürgen Dietrich Staatsweingut Meersburg ⏐ D-88701 Meersburg Tel.: +49 (0) 7532/356 ⏐ Fax: +49 (0) 7532/358 eMail: [email protected] ATW-Beirat Obmann MinR Hermann Fischer Minist. für Wirtschaft, Verkehr, Landwirtschaft und Weinbau PF 3269 ⏐ Bauhofstraße 4 ⏐ D-55116 Mainz Tel.: +49 (0) 6131/16-5252 ⏐ Fax:+49 (0) 6131/16-175252 eMail: [email protected] Geschäftsführer Dr. Albrecht Achilles KTBL ⏐ Bartningstraße 49 ⏐ D-64289 Darmstadt Tel.: +49 (0) 6151/7001-139 ⏐ Fax:+49 (0) 6151/7001-204 eMail: [email protected] © 2004 by Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) Bartningstraße 49 ⏐ D-64289 Darmstadt, Tel.: +49 (0) 6151/7001-0 ⏐ Fax:+49 (0) 6151/7001-123 ⏐ Internet: www.ktbl.de Herausgegeben mit Förderung des Bundesministers für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) sowie des Deutschen Weinbauverbandes (DWV). Nachdruck, auszugsweise Wiedergabe, Vervielfältigung, Übernahme auf Datenträger und Übersetzung nur mit Genehmigung des ATW. Redaktion Dr. Albrecht Achilles ⏐ KTBL Titelbild Feine Kieselgur ca. 1 000 x vergrößert (Autor) Printed in Germany.

Inhalt

1 Einleitung..................................................................................................................................... 5

2 Die Filtration. .............................................................................................................................. 52.1 Filtrationsdurchführung............................................................................................................................... 52.1.1 Prinzip der Sieb- und der Tiefenwirkung ..................................................................................................... 52.1.2 Stützflächen................................................................................................................................................ 62.1.3 Voranschwemmung .................................................................................................................................... 62.1.4 Laufende Dosierung.................................................................................................................................... 72.1.5 Reinigung ................................................................................................................................................... 8

3 Filterhilfsmittel und Filterstoffe ................................................................................................... 83.1 Kieselgur .................................................................................................................................................... 83.1.1 Vorkommen................................................................................................................................................ 83.1.2 Industrielle Aufbereitung von Kieselgur ....................................................................................................... 83.1.3 Kieselgur in der Filtration ............................................................................................................................ 93.1.4 Rechtliche Vorschriften zur Entsorgung von Kieselgur................................................................................ 103.2 Perlite....................................................................................................................................................... 123.2.1 Vorkommen und industrielle Aufbereitung................................................................................................ 123.2.2 Verwendung von Perlite in der Filtration ................................................................................................... 133.2.3 Rechtliche Vorschriften zur Entsorgung von Perlite.................................................................................... 153.3 Zellulose .................................................................................................................................................. 153.3.1 Vorkommen und chemische Zusammensetzung........................................................................................ 153.3.2 Industrielle Aufarbeitung und Verwendung ............................................................................................... 153.3.3 Verwendung von Zellulose in der Filtration............................................................................................... 153.3.4 Längere Standzeiten durch weniger Filterhilfsmittel pro 1000 l .................................................................. 173.3.5 Rechtliche Vorschriften zur Entsorgung von Zellulose................................................................................ 17

4 Filtriertechnik............................................................................................................................ 174.1 Kammerfilterpresse / Hefefilter .................................................................................................................. 174.1.1 Filtrationsdurchführung Hefefilter mit Dosiergerät ..................................................................................... 184.1.2 Sonderfall Vakuumdrehfilter...................................................................................................................... 194.1.3 Gesichtspunkte zur Kaufentscheidung bei Hefefiltern ................................................................................ 194.1.4 Marktübersicht Hefefilter .......................................................................................................................... 214.2 Anschwemmfilter Kesselfilter / Kieselgurfilter ............................................................................................ 274.2.1 Gesichtspunkte zur Kaufentscheidung bei Kieselgurfiltern ......................................................................... 304.2.2 Marktübersicht Anschwemm-/Kieselgurfilter .............................................................................................. 314.3 Fehler bei der Filtration, Ursache und Behebung ....................................................................................... 374.3.1 Ungenügende Klärschärfe ......................................................................................................................... 374.3.2 Zu kurze Filtrationen, unangepasster Druckanstieg .................................................................................... 384.4 Fragen, die sich im praktischen Betrieb sehr häufig ergeben: ..................................................................... 38

5 Arbeitssicherheit bei der Weinfiltration .................................................................................... 395.1 Umgang mit Filtergeräten.......................................................................................................................... 395.2 Umgang mit Filterhilfsmitteln.................................................................................................................... 405.3 Umgang mit Kieselgur und bei der Kieselgur-Filtration. ............................................................................. 405.3.1 Gefahrenquellen....................................................................................................................................... 405.3.2 Feste Partikel ............................................................................................................................................ 415.3.3 Welche krankmachenden Wirkungen haben faserhaltige Stäube? .............................................................. 425.3.4 Lungenkrebsrisiko bei Quarzstaubexposition............................................................................................. 435.3.5 Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen (MAK-Wert) .................................................................................. 44

6 Filtrationsversuche. ................................................................................................................... 446.1 Filtrationseinflüsse auf Inhaltsstoffe und die Sensorik des Weines............................................................... 446.2 Analytischer und sensorischer Vergleich von Filtrationsverfahren............................................................... 466.2.1 Roséwein.................................................................................................................................................. 486.2.2 Rotwein.................................................................................................................................................... 486.3 Modellversuche Filtration.......................................................................................................................... 496.4 Einfluss der Lagerung von Filterhilfsmitteln................................................................................................ 51

7 Weinklärung in der Antike und Entwicklung der Filtration in der Neuzeit ................................ 52

8 Filtration in der Praxis ............................................................................................................... 548.1 Wieviel Filtration braucht ein Wein? ......................................................................................................... 548.2 Umfrage zur Filtration in Klein- und Mittelbetrieben.................................................................................. 55

9 Kosten der Filtration.................................................................................................................. 569.1 Leitlinien bei der Kaufentscheidung........................................................................................................... 58

10 Literatur..................................................................................................................................... 59

AnhangA.1 Wichtige Filtrations-Kennzahlen................................................................................................ 60A.1.1 Dosageanleitung für verschiedene Filterhilfsmittel und Filtertypen............................................................. 61A.1.2 Zuordnung von Filterhilfsmitteln aufgrund der Filtereigenschaft und der Mengenleistung........................... 62A.1.3 Trübungseinheit NTU ............................................................................................................................... 64A.2 Adressenverzeichnis ................................................................................................................................. 64

1 Einleitung

�Zwar gibt es heute nicht nur klare, sondernauch bewusst trübe �naturtrübe� Getränkeauf dem Markt, doch ist beim Wein die Klar-heit eine ebenso natürliche wie unverzicht-bare Eigenschaft jedes Flaschenweines. DasKlären der Jungweine oft bis zur absolutenKlarheit, ja Keimfreiheit, ist eine Vorausset-zung dafür, dass der vergorene Wein sichreintönig und sortentypisch zum Flaschen-wein hin entwickelt und auf der Flaschenoch jahrelang haltbar bleibt.�

Prägnanter als G. Troost kann man Aufga-be und Ziel des vorliegenden ATW-Berichtesnicht formulieren.

Der in Deutschland vorherrschendeWeiß- und Rotweinstil bedarf einer Filtra-tion, denn bei den deutschen Weinen ist frü-he Abfüllung und dienende Restsüße inte-graler Bestandteil eines fruchtbetontenWeinstils. Als erste Filtration wird oft dieKieselgurfiltration eingesetzt.

Wenn wir den Begriff Kieselgurfiltrationgebrauchen, so meinen wir damit überein-stimmend Anschwemmfiltration über Stütz-gewebe unter Einsatz von Filterhilfsmitteln.

2 Die Filtration

Zur Filtration stehen heute verschiedene Sys-teme zur Verfügung, abhängig von dem ge-wünschten Endprodukt und Klärgrad.

Eine Unterscheidungsmöglichkeit ist dienach Filtrationsmechanismen, und zwar:! Sieb- oder Oberflächenfiltration, ! Querstromfiltration, ! Tiefen- und Absorptionsfiltration.Vorerst sei die Siebfiltration in den Blickgenommen, bei der nur Trubteilchen abge-trennt werden, die größer sind als die Filter-poren. Dabei bedient man sich vorzugs-weise des so genannten Anschwemm-Filter-verfahrens, dabei wird durch fortlaufendeZugabe eines Filterhilfsmittels (Cellulose,Kieselgur, Perlite) in den zu filtrierendenFlüssigkeitsstrom auf einer Stützschicht einsich ständig erneuerndes Sieb aufgebaut, aufdem sich das Gemisch aus Trub und Filter-hilfsmittel als �Filterkuchen� absetzt. Der Fil-trationsvorgang wird nach einer maximal zuerreichenden Kuchendicke unterbrochenund der Kuchen mechanisch von der Stütz-schicht entfernt. Es gibt unterschiedlichetechnische Lösungen zur Nutzung diesesPrinzips bei der Weinklärung:

! Kammerfilterpressen, bei denen der Fil-triervorgang über Filtertücher als Stütz-schicht in kleinen Kammern unter Maxi-maldruck von bis zu 10 bar erfolgt.

! Kesselfilter, in denen der Filtriervorgangüber Edelstahlsiebe als Stützschicht ineinem Kessel unter Maximaldruck von biszu 6 bar erfolgt.

Der Querstromfiltration und Tiefen- sowieAbsorptionsfiltration spielten in Rahmen die-ser Arbeit nur eine untergeordnete Rolle.

Die Crossflow-Filtration ist eine Quer-stromfiltration, die Rückhalteeigenschaftenvon Membranen nutzt. Unfiltrat wird aneiner Membranoberfläche vorbei geführt.Durch Strömung wird eine sich ausbildendeDeckschicht aus Trubteilchen auf minima-lem Niveau gehalten. Ein Teil des Flüssig-keitsstromes tritt aufgrund des Druckgefällesdurch die Membran und wird als Filtrat ab-geleitet.

Die Schichtenfiltration ist eine Tiefenfil-tration mit Absorptionsvorgängen. In Hohl-räumen und Tiefen der Filterschicht wird derFeststoff zurückgehalten.

2.1 Filtrationsdurchführung

2.1.1 Prinzip der Sieb- und der Tiefen-wirkung

Reine Siebwirkung Als Beispiel lässt sich das Salatsieb anführen.Das Salatsieb bestimmt durch den Durch-messer der Löcher, welche Salatblätter zu-rückgehalten werden. Diese Selektionberuht auf reiner Siebwirkung.

TiefenwirkungAnders ist der Aufbau beim Sandfilter. DieSandschicht, welche für die Filtrationsschär-fe des Wassers verantwortlich ist, wird voneiner Schicht Steine getragen. Die Steinewiederum liegen auf einem Stützgitter.

Die Sandschicht ist ziemlich homogenaufgebaut und weist eine bestimmte Dickeund Porosität (Durchlässigkeit) auf. Die Teil-chen, die aus dem Wasser herausfiltriert wer-den sollen, verbleiben � je nach Größe undBeschaffenheit � entweder an der Oberflä-che der Sandschicht oder im Inneren derSchicht selbst und füllen dort die zahlrei-chen Hohlräume zwischen den Sandteil-chen. Hier unterscheiden wir zwischen Sieb-wirkung an der Oberfläche und Tiefenwir-kung im Inneren der Schicht. Die Porosität

Einleitung/Filtration

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der Sandschicht nimmt mit zunehmenderVerstopfung der Oberfläche und der Hohl-räume ständig ab. Während der Kieselgurfil-tration baut sich mit zunehmender Kuchen-dicke auch eine Tiefenfiltration auf.

Die Leistung und ihre AbhängigkeitenMan unterscheidet zwischen �SpezifischerLeistung� und �Gesamtleistung� (Kapazität):1. Spezifische Leistung (l/m2):

Dies ist die Menge des Produktes, die ineiner Zeiteinheit pro m2 filtriert wird (An-strömgeschwindigkeit).

2. Gesamtleistung (Liter/Filteransatz):Hier handelt es sich um die Menge desProduktes, welche maximal pro m2 (oderpro Filter mit bekannter Filterfläche) fil-triert werden kann.

Die spezifische Leistung und die Gesamtleis-tung sind bestimmt durch die folgenden Fak-toren:! hinsichtlich Filter und Kieselgur

- Filterfläche- mögliche Schichtdicke (Filterfläche und

maximale Höhe des Filterkuchens)- Porosität (Permeabilität des Kuchens),

(Eigenschaften des Filterhilfsmittels)- Druckdifferenz des Filters

! hinsichtlich des zu filtrierenden Produktes- Viskosität und Temperatur des Produk-

tes (Most oder Wein)- Eigenschaften suspendierten Teilchen

(Art und Intensität der Trübung)- angestrebter Filtrationseffekt (Klärschärfe).

Die spezifische Leistung (Anströmgeschwin-digkeit) wird in der Regel nicht rechnerisch,sondern als Schätzwert aus langjährigen Er-fahrungen gewonnen.

Die Kieselgurfiltration ist ein rein physika-lischer Trennvorgang und trennt die festevon der flüssigen Phase eines Gemisches.Dieser Prozess nützt � ähnlich der natür-lichen Klärung von Wasser durch Sand-schichten � die Porosität und Semipermeabi-lität einer aus sehr feinen Teilchen bestehen-den Schicht aus (Siebfiltration).

Der Prozess der Kieselgurfiltration bestehtaus vier Schritten:! Auf einer geeigneten Stützunterlage wird

durch ein Filterhilfsmittel eine Schichtgebildet.

! Durch diese wird dann das zu filtrierendeMedium gefördert.

! In einem abgestimmten Verhältnis wer-den Filterhilfsmittel dem Produkt (Unfil-trat) zugegeben, die sich zusammen mit

der festen Phase an der Oberfläche derSchicht ablagern.

! Die Dicke der Schicht nimmt somit stän-dig zu und beeinflusst dadurch die relati-ve Durchlaufmenge.

2.1.2 Stützflächen

Für die Stützflächen der Kieselgurfiltrationhaben sich Stützschichten aus Polypropylen-gewebe, Tressengewebe aus Edelstahl, so-wie Filterkerzen aus rostfreiem Stahl be-währt. Die Porengröße, Maschenöffnungenoder Schlitze dieser Stützkörper liegen alleim Bereich 50 bis 100 Mikrons. Die Erfah-rung hat gezeigt, dass diese Durchmesser diegroben Kieselgurpartikel der Voranschwem-mung zurückhalten können.

2.1.3 Voranschwemmung

Das Filtrationsergebnis und die Sicherheitder Kieselgurfiltration sind von der Voran-schwemmung abhängig. Die Voranschwem-mung bei der Kieselgurfiltration dient alleindazu, die relativ großen Öffnungen derStützfläche zu überbrücken. Im Verlauf desProzesses muss die auf den Stützschichtengebildete Voranschwemmung dem sich auf-bauenden Differenzdruck standhalten.Wenn im Verlauf der Filtration Durchbrücheentstehen, sind sie oft auf eine ungenügendeVoranschwemmung zurückzuführen. Für dierichtige und widerstandsfähige Überbrük-kung der Öffnungen braucht es gröbere Kie-selgur, Cellulose oder Perlite. Die bekannteDruckstoßempfindlichkeit der Perlite � undbedingt auch der Kieselgur � kann durch dieBeimengung von Cellulose herabgesetztwerden. Die Korngrößenverteilung des Fil-terhilfsmittels muss eine möglichst großeDurchflussmenge erlauben.

Die optimale Voranschwemmung ge-schieht mit bereits klarem Most oder Weinplus Filterhilfsmittel in einer geringen Kon-zentration (ca. 0,5 %). Die Rührintensität desTanks zur Anmischung der Voranschwem-mung muss das Filterhilfsmittel in Lösunghalten.

Die Voranschwemmung entsteht da-durch, dass die Lösung im Kreislauf gefahrenwird. Die größeren Teilchen setzen sichdann zuerst auf der Stützschichtfläche desFilters ab, gefolgt von den kleineren Teil-chen. Nach ungefähr 5 bis 15 min � je nach

Kieselgurfiltration im Klein- und Mittelbetrieb

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Filtergröße � läuft die Voranschwemmungklar. 2 400 l/m2/h sind als Durchflussrate beider Voranschwemmung anzustreben, deroptimale Differenzdruck wird mit0,1�0,5 bar angegeben.

Um die optimale Widerstandsfähigkeitund Porosität der Voranschwemmung zuerreichen, wird die Voranschwemmung dop-pelt ausgeführt, und zwar mit zwei verschie-denen Kieselguren oder Kieselgurmischun-gen.

Erste VoranschwemmungDie erste Voranschwemmung überbrückt dieStützflächen, wobei die Durchlässigkeit sowenig wie möglich beeinflusst werden soll-te. Sie dient in erster Linie als Trägerschichtfür die spätere eigentliche Filtrationsschicht.Man verwendet für sie normalerweise grobeoder mittelgrobe Filterhilfsmittel. EineSchichtdicke von ca. 1,3 bis 1,7 mm ist an-zustreben. Dies entspricht einer KieselgurMenge von 300 bis 600 Gramm pro m2 Fil-terfläche.

Zweite VoranschwemmungDie zweite Voranschwemmung wird auf dieerste Voranschwemmung aufgetragen, undzwar als Sperrschicht für die auszufiltrieren-den Teilchen. Meist wird für die zweite Vor-anschwemmung die gleiche Kieselgur wiefür die laufende Dosierung gewählt. Die ver-wendete Menge liegt abermals bei 300 bis600 Gramm pro m2 (wie bei der ersten Vor-anschwemmung); die Dicke der dabei gebil-deten Schicht beträgt wiederum ca. 1,3 bis1,7 mm.

Im Innern der zweiten Voranschwem-mung bilden sich nun kleine Hohlräume, diezumindest im oberen Teil (d. h. beim Pro-dukteinlauf) eine gewisse Tiefenwirkungausüben. Die Kieselgur ist so zu wählen,dass die auszufiltrierenden Teilchen dieseSperrschicht nicht durchwandern können;sie darf aber andererseits auch nicht zu feingewählt werden � das hätte unnötigenDruckanstieg zur Folge. Es ist unerlässlich,die Kieselgursorten für die erste und diezweite Voranschwemmung aufeinanderabzustimmen. Sonst könnten sich beispiels-weise eine zu grobe und eine zu feineAnschwemmung derart miteinander vermi-schen, dass sie ihre eigentlichen Hauptauf-gaben nicht mehr lösen könnten.

Gleichmäßige Verteilung der Voran-schwemmung: Damit die Voranschwem-mungen ihre Aufgabe auch erfüllen und die

erforderliche Sicherheit bieten können, müs-sen sie über die gesamte Stützschichtflächedes Filters gleichmäßig verteilt sein.

2.1.4 Laufende Dosierung

Die laufende Dosierung kann sowohl direktdem zu filtrierenden Tank als auch über einDosiergerät den Filtereinlauf zudosiert wer-den. Die Dosiergeräte der untersuchten Mo-delle verfügten alle über einen offenen Rühr-behälter mit Dosierpumpe. So erfolgt dieDosierung der Filterhilfsmittel gleichmäßigüber die gesamte Filtration, die Veränderungder Dosierung während der Filtration istmöglich.

Zur laufenden Dosierung wird die gleicheKieselgur oder eine feinere wie bei der zwei-ten Voranschwemmung verwendet. Durchdie laufende Dosierung bildet sich eine sichständig erneuernde Filtrationsschicht mitSiebwirkung. Die laufende Dosierung führtzur Aufrechterhaltung einer konstantenDurchlässigkeit auf der Oberfläche des Fil-terkuchens.

Der Vorgang der Filtration soll an derOberfläche stattfinden; wenn nicht ständigKieselgurpartikel zur Auflockerung der meistschleimigen Masse zugeführt werden, blok-kieren sonst sehr schnell die zurückgehalte-nen Teilchen die gesamte Oberfläche.

Es soll vermieden werden, dass die Trub-stoffe des Weines durch den Differenzdruckund die Fliessgeschwindigkeit in das Innereder Filtrationsschicht transportiert werden.

Maßgebend für die Auswahl der Filter-hilfsmittel sind die Eigenschaften der auszu-filtrierenden Trubstoffe und die gewünschteKlärschärfe.

Es gilt die Faustformel, dass ungefähr dieHälfte der Gewichtsprozente der Trubstoffean Kieselgur zudosiert werden, damit die Fil-trationsschicht trotz Ablagerung von amor-phen und schleimigen Teilchen durch Bei-mischung poröser Partikel durchlässig bleibt.Eine Voraussage über die Höhe der notwen-digen laufenden Dosierung aufgrund einerAnalyse der Komponenten der Trubstoffe istleider noch nicht möglich. Die Porosität derAnschwemmung beeinflusst direkt den Dif-ferenzdruck; dieser wird vom Anwenderkontrolliert und durch die laufende Dosie-rung gesteuert.

Die oft gehörte Bemerkung, ein Filterbrauche weniger Kieselgur für die laufendeDosierung als ein anderer, oder etwa, es

Die Filtration

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werde in einem Betrieb ständig die gleicheMenge mit gutem Ergebnis zudosiert,erscheint fraglich. Betrachtet man die hetero-gene Zusammensetzung der Trubstoffe unddie verschiedenen Trübungsgrade, so wirdsofort klar, dass nur in den seltensten Fällenlangzeitig ein homogenes Produkt in den Fil-ter gelangt.

2.1.5 Reinigung

Für den manuellen Trockenaustrag der Fil-terhilfsmittel beim Kieselgurfilter eignen sichBackmeistermesser oder die so genanntePalette mit 31 cm langer steifer Klinge, diezum Einstreichen und Abziehen von Tortenverwandt wird. Anschließend sind Siebe undRohrleitungen mit Wasser zu spülen.

Beim Hefefilter muss eine Schädigung derFiltertücher durch Spachtel oder Hochdruck-reiniger vermieden werden, eine Voran-schwemmung erleichtert das Ablösen undden Austrag der Filterkuchen erheblich.

Kieselgur, die beim Nachspülen abfließt,muss aufgefangen werden, da Kieselgur dieKanalisation verstopfen kann und ein Einlei-tungsverbot besteht.

3 Filterhilfsmittel und Filterstoffe

3.1 Kieselgur

3.1.1 Vorkommen

Kieselgur (Diatomeen- oder Infusorienerde,Bacillarienerde, Bergmehl) besteht aus denSkeletten von in Salz- und Süßwasser leben-den Algen aus dem Tertiär und Quartiär miteinem Durchmesser von 0,01-0,1 mm. DieDiatomeen sind meist einzellige Arten. Beieinigen wenigen Arten sind sie zu langenFilamenten vereint. Die Angaben über dieZahl fossiler Arten schwanken von 6 000 bis10 000 Diatomeen-Arten. Ein Kubikzentime-ter Kieselgur enthält zwischen 4,6 Millionenbis zu 1 Milliarde Diatomeenpanzer. Wirhaben es also mit einem Natur-Rohstoff vongroßer, durch die Artenvielfalt bedingteForm- und Partikel-Variabilität zu tun, diesich naturgemäß in den Eigenschaften derEndprodukte niederschlägt.

Fundstellen befinden sich in den USA, inKanada, Australien, Italien, Frankreich(Auvergne) und in Deutschland (LüneburgerHeide). In manchen Gegenden der Erde war

die Vermehrung der Kieselalgen im Tertiär(65�2 Mio. Jahre vor heute) und Quartär (ab2 Mio. Jahre vor heute) so reichlich, dasssich mächtige Sedimente von bis zu mehre-ren 100 Metern bildeten. Der Kieselpanzerist relativ unlöslich, daher kam es zu Abla-gerungen in Süßwasser- und Meeresbecken.Kieselgur ist ein sehr feinkörniges, leichtes,gelblich bis aschgraues Pulver, das aus70�90 % amorpher Kieselsäure (SiO2),3�12 % Wasser und geringen Mengen vonorganischen fettähnlichen Beimengungenbesteht.

3.1.2 Industrielle Aufbereitung von Kieselgur

Die mächtigen Schichten der fossilen Kiesel-algen werden mit Baggern im Tagebau abge-tragen und in Fabriken gebrochen, getrok-knet und gegebenenfalls kalziniert. Drei For-men der Kieselgur-Verarbeitung lassen sichunterscheiden. Als Kieselgur werden sowohldas Naturprodukt als auch das gebrochene,getrocknete sowie durch Kalzinierung oderFluxkalzinierung aufbereitete industrielleProdukt bezeichnet. Verarbeitete Kieselgurist ein in verschiedenen Feinheitsgradenerhältliches, weißes, braunes oder rötlichesPulver (Eisen-III-Verbindung).

Naturprodukt Kieselgur Die abgebaute Kieselgur wird gemahlen undbei niederen Temperaturen getrocknet undgesiebt, um unterschiedliche Teilchengrö-ßen zu gewinnen. Dieser Kieselgurtyp ist inder Farbe gräulich bis grauweiß und enthältsolange nur geringe Mengen an kristallinerKieselgur.

Kalzinierte Kieselgur Kalzinieren besteht im Austreiben von Was-ser und flüchtigen Bestandteilen durch Erhit-zen des Rohstoffes. (�So weiß machen wieKalk�, einen Stoff zu heller Asche verbren-nen.) Besteht Kieselgur vor der Verarbeitunghauptsächlich, je nach Lagerstätte, aus deramorphen Form des Siliziumdioxides, lassensich durch Druck und Temperatur acht ver-schiedene Kristallgitter erzeugen: �Quarz�,�Cristobalit� benannt nach seinem Fundort,dem Berge San Cristobal in Südmexiko, �Tri-dymit�, �Coesit�, �Stishovit�, �Keatit�, �Mela-nophlogit�, und faseriges SiO2. BesondereBedeutung hat dabei das Cristobalit (sieheKapitel Arbeitsschutz). Cristobalit entsteht


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beim Erhitzen im Drehofen auf ca. 1 500 °Cin Anwesenheit von Alkaliverbindungen (alsKatalysatoren). Alle anderen Kristallgittersind in höheren Anteilen nur unter sehr vielhöheren Drücken von bis zu 120 000 bar zuerzeugen.

Die Kalzinierung erfolgt im Drehofen bei800 °C. Organische, flüchtige und Wasser-Anteile werden dabei entfernt. Das Produktwird gegebenenfalls gemahlen und nachTeilchengröße getrennt. Die Farbe verändertsich vom Grau ins reine Weiß bis hin zumRot. Ein Teil der amorphen Strukturen derKieselgur wandelt sich in kristalline, haupt-sächlich cristobalite Strukturen.

Fluxkalzinierte KieselgurIn einem Drehofen wird die Kieselgur bei800 °C gebrannt unter dosierter Zugabe vonNatriumcarbonaten (Na2CO3). Je nach derZugabemenge nimmt der Anteil der kristalli-nen Form des SiO2 von 30 % auf 60�70 %gegenüber der reinen Kalzienierung zu. DieZugabe von z. B. Natriumcarbonaten alsFlussmittel führt zu einer Herabsetzung desSchmelzpunktes, und damit zu einer Zunah-me der Teilchengröße der Kieselgur.

Die aufbereitete Kieselgur besteht zu85�90 % aus Kieselsäure und zu etwa 4 %aus Aluminiumoxid. Das Schüttgewichtbeträgt wegen der vielen mikroskopischenHohlräume nur 150�300 g pro Liter.

In der Filtration werden kalzinierte undfluxkalzinierte Kieselguren eingesetzt.

3.1.3 Kieselgur in der Filtration

Von besonderer Bedeutung für die Filtrationsind die morphologischen Eigenschaften vonKieselgur. Das Vermögen eines Materials, fürFlüssigkeiten durchlässig zu sein, bezeichnetman als Permeabilität. Sie ist eine gesteins-spezifische Konstante und ergibt sich inerster Linie aus der Beschaffenheit des Po-rensystems. Das Porensystem ist demnachabhängig von der Teil-chenform und der Teil-chengröße; deshalb kannnicht die Teilchengrößeallein � wie oft fälschlichangenommen � Basis füreine Einteilung von Kie-selgur sein.

LINDEMANN hat 1992festgestellt, dass einfachgeglühte Gure sehr gut

erhaltene Diatomeen mit offenen Porenhaben, während bei kalzinierten und/oderaktivierten groben Guren die Poren durchdie zugegebenen Flussmittel verstopft sind �und dies vermindert die spezifische Oberflä-che ganz erheblich. Gut erhaltene Diato-meen, vorwiegend in Plättchen- oder Schiff-chen-Form, sind hauptsächlich bei feinenGuren, spiralförmige Diatomeen vorwie-gend bei mittelfeinen oder groben Guren zufinden. Es ist anzunehmen, dass vor allemplättchen- und schiffchenförmige Diatomeenzur Herstellung feiner Guren eignen. Dieslässt sich dadurch begründen, dass diese For-men, wenn sie sich beim Aufbau eines Fil-terkuchens parallel orientieren, für dieDurchströmung ein ungünstiges Porengefü-ge bilden, sodass die Geschwindigkeit einerdurchfließenden Flüssigkeit minimiert wird.Die mikroskopische Untersuchung bietet dieMöglichkeit, die Form und das Aussehen derKieselgur zu beschreiben, eine genaue Ein-ordnung der Guren in fein, mittelfein undgrob ist hiermit nicht möglich. Die Morpho-logie einer Gur erlaubt keine Rückschlüsseauf die Eigenschaften eines Filterkuchens,auch wenn die mikroskopische Probe denrepräsentativen Durchschnitt der Gesamt-charge darstellte (Tab. 1).

Bei allen Kieselgursorten zeigen die Parti-kelgrößen eine hohe Streubreite, bedingtdurch die Artenvielfalt der Ablagerungenund die Verarbeitung. Stets sind sehr feineund relativ grobe Teilchen untereinandervermischt. Insgesamt ist Kieselgur ein sehrabrasives Material, das die Leitungen undFilter stark abnützt.

Darcy-Wert zur Einteilung der Filterhilfs-mittelInternational am gebräuchlichsten zur Eintei-lung der Filterhilfsmittel nach ihren Filtra-tionseigenschaften ist das Verfahren nachDarcy. Diese Werte korrelieren mit derKorngrößen-Verteilung. Die auf dem Marktvorhandenen Kieselgure werden nach ihrer

Filterhilfsmittel und Filterstoffe

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Grob Mittel FeinSeitz Ultra Seitz Super Seitz ExtraKorngrößen

%

> 40 µm 59 21 4

15�40 µm 32 45 28

5�15 µm 6 20 22

< 5 µm 3 14 46

Tab. 1: Korngrößenverteilung von Kieselgur (Quelle: Troost)

Wasserdurchlässigkeit,dem so genannten Darcy-Wert eingeteilt .1 Darcy[cm2] ist gegeben, wenn1 cm3 einer Flüssigkeitmit der Viskosität 1 cP(centipoise) in 1 s ein Ge-steinsstück von 1 cm Län-ge und 1 cm2 Quer-schnitt bei einem Druck-unterschied von 1 barzwischen Ein- und Aus-trittsstelle bei einer T =0 °C und einem atmo-sphärischem Druck von760 mm Quecksilbersäu-le durchfließt (Tab. 2).

Bestimmung der Filter-eigenschaften von KieselgurEs gibt eine Vielzahl vonMöglichkeiten zur Be-stimmung der Filtereigen-schaften von Kieselgur (Tab. 3).

Allen Verfahren ist gemeinsam, dass sichzwar mit ihrer Hilfe eine Einteilung derGuren vornehmen lässt, aber kaum eineAussage über deren Filtrationseigenschaftenmit Wein getroffen werden kann. Dies istdarin begründet, dass einerseits das Fließver-halten des Weines selbst die Filterleistungbeeinflusst und zum anderen dessen Kolloi-de die freien Poren eines Filterkuchens ver-stopfen. Nicht zuletzt besteht bei dengenannten Testmethoden der Filterkuchenausschließlich aus Kieselgur, in der Praxisergibt sich der Filterkuchen aus der Summealler in Wein suspendierten Partikel. Ineinem Weinbaubetrieb, mit einem jähr-lichen Kieselgurverbrauch unter 200 kg, istdie genaue Dosierung deswegen schwer zuermitteln, weil vergleichsweise nur wenigErfahrungswerte gesammelt werden können.

Bei der Wahl der Kieselguren für die Vor-anschwemmung ist es theoretisch von Vor-teil, wenn die Streuung der Partikelgrößenrelativ klein ist. Der Anwender kann hierzukeine eigenen praktikablen Kontrollen vor-nehmen, sondern muss sich auf die Angabender Hersteller verlassen.

Wenn Troost berichtet, dass eine tonnen-förmige Gur in der Tendenz zu besseren Fil-trationsergebnissen und höherem Durchsät-zen führt, so nötigen Lindemanns Untersu-chungen zu einer differenzierteren Betrach-tung.

Wenn selbst beim besser standardisiertenBier sich der jeweils optimale Gurtyp bishernur empirisch bestimmen lässt, wie vielmehr gilt dies für die unendlich vielfältigenKolloidstrukturen des Weines. Gleichwohlwird die begrenzte Anzahl der marktgängi-gen Gure erfahrungsgemäß dem Großteilder Weine gerecht. Der Kampf um Marktan-teile lässt aber weiteren Raum zur Optimie-rung der Produkte.

3.1.4 Rechtliche Vorschriften zur Entsor-gung von Kieselgur

Verwertung von verbrauchter Filter-Kieselgur Gemäß der Bioabfallverordnung zur Aus-bringung von behandeltem und unbehandel-tem Bioabfall auf landwirtschaftliche, forst-wirtschaftliche und gärtnerische Nutzflächenfällt Kieselgur unter die Rubrik �Abfälle ausder Wäsche, Reinigung von mechanischenZerkleinerungen des Rohmaterials�. Als ver-wertbare Abfallarten aus diesen Prozessenwerden verbrauchte Filter und Aufsaugmas-sen (Kieselgur), Aktiv-Erden und Aktivkohlegenannt. Verbrauchte Filter- und Aufsaug-massen aus Kieselgur, die aus der Herstel-lung von alkoholischen und alkoholfreienGetränken stammen, sind nach der Bioab-fallverordnung 8110 (1998) �für eine Ver-wertung auf Flächen grundsätzlich geeignete


10 ATW 128

Tab. 2: Durchschnittliches Rückhaltevermögen und Darca-Werte von Kieselgur

Durchschnittlichesungefähres

Rückhaltevermögenµm

Darcy-Wert(Permeabilität)

cm²

Grobe Kieselgur 7 5,00�18,00

Mittlere Kieselgur 3 0,85�5,00

Feine Kieselgur 1 0,03�0,5

Tab. 3: Verfahren zur Bestimmung der Filtereigenschaften von Filterhilfs-mitteln

Verfahren Methode

Darcy

Diacalite

Wasserwertbestimmung

EBC- Referenz

EBC Routine Methode

Durchlässigkeit

Korngrößenverteilungnach SCHÖFFEL

Siebanalyse

Read and Picsley Freies Volumen und effektive Partikelgröße

Bioabfälle�. Kieselgur, wie es zur Herstel-lung von alkoholischen und alkoholfreienGetränken verwandt wird, dürfen nicht ingetrocknetem Zustand aufgebracht werdenund sind unmittelbar nach der Aufbringungin den Boden einzuarbeiten. Kieselgur hatnach der Verwendung bei der Weinfiltrationin jedem Fall ausreichend Restfeuchte, umals �nicht trocken� zu gelten.

Eine mögliche Staubentwicklung ausweinbaulichen Kieselgurabfällen ist auchnach dem Eintrocknung als sehr gering ein-zustufen. Die Vernetzung der Kieselgurdurch die Kolloide des Weines verhindertdies. Um eine zukünftige Aufbringung auflandwirtschaftliche Flächen nicht zu gefähr-den, ist es besonders wichtig, dass eineunmittelbare Einarbeitung der Filtrations-rückstände in den Boden erfolgt. Nur da-durch kann wirkungsvoll verhindert werden,dass cristobalithaltige Kieselgurstäube zueiner Belastung für die Umwelt werden.

Filter-Kieselgur als organischer DüngerNach dem EG-Sicherheitsdatenblatt(91/155/EG) wird das Einatmen von Kiesel-gurstaub in längeren Zeitabschnitten als ge-sundheitsschädlich eingeschätzt. Verbrauch-te Kieselgur wird daher als gefährlicherAbfall eingestuft, denn es hat einen Cristoba-lit-Anteils von mehr als > = 0,1 % (sieheEmpfehlungen zur Arbeitssicherheit im Um-gang mit Filterhilfsmitteln). Deshalb könntees zu einer Nachweispflicht bei der Entsor-gung kommen, wenn Kieselgurabfälle vonmehr als 2 000 kg pro Jahr anfallen.

Nach der Bioabfall-VO unterliegen Kiesel-gur-Filterrückstände, die nicht im eigenenBetrieb angefallen sind, der Untersuchungs-pflicht. Auch die damit zu düngenden Par-zellen sind zu untersuchen (Ausnahmege-nehmigung durch die zuständigen Stellen)(Tab. 4). Bei Eigenverwertung entfallen dieUntersuchungs- und Meldeverpflichtungen.

Im Sinne eines Nährstoffkreislaufes istKieselgur-Filterrückstand als ein zur Dün-gung geeigneter, schwermetallarmer Stoffanzusehen. Besonders sein Stickstoffgehalt

von 0,55 bis 0,7 % ist zu erwähnen. Diesorbierten Trubstoffe bestehen größtenteilsaus leicht abbaubaren Eiweißstoffen, dahersollte im Weinbau mit der ausgebrachtenMenge nicht wesentlich die 150 kg Gesamt-stickstoff/ha übersteigen (Dünge-VO). Diesentspricht 20 bis 30 t Frischsubstanz pro ha.Damit sollte im Weinbau nur die Hälfte derin der Bioabfall-VO erlaubten Mengen aus-gebracht werden.

Neben der N-Düngewirkung erwähnenKLASINK und STEFFENS (1995) die bodenver-bessernde Wirkung von Kieselgur-Filterrück-ständen. Sie berichten von der Erhöhung derWasserhaltefähigkeit eines Sandbodens.Dies ist bei dem feinen Mahlgrad auf Schluff-Korngröße nachvollziehbar.

Die Schwermetallgehalte in der Kieselgursind außerordentlich niedrig. Durch Kiesel-gurverwertung in der Landwirtschaft könnendie Grenzwerte für Schwermetalle in Bödennach der Klärschlammverordnung wedererreicht noch überschritten werden. Unterder Vorraussetzung sachgerechter Lagerungund Anwendung bestehen keine Bedenkengegen eine landwirtschaftliche Verwertungder Filtrationskieselgur aus Wein erzeugen-den Betrieben (Tab. 5).

Eine Verwendung von Kieselgurschlammals Futtermittel, wie es in den USA prakti-ziert wird, ist nach europäischen Recht nichtgestattet. Zwar gestattet die Richtline70/524/EWG die Verfütterung von gereinig-ter Diatomeenerde unter der EG-Nr. E551c;dennoch ist eine Verfütterung von Kieselgur-schlamm nicht zulässig, weil der säureunlös-liche Teil der Asche mehr als 5 % beträgt.

Kellereiabfälle haben in der Regel hoheNährstoffgehalte und verhältnismäßig gerin-ge Schwermetallbelastungen. Ihr Einsatzmuss sich deshalb in erster Linie am N-Gehalt orientieren (Tab. 6, 7, 8).


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N 0,55 bis 0,7 %

P2O5 < 0,05 bis 0,07 %

K2O 0,01 bis 0,05 %

MgO 0,04 bis 0,07 %

Tab. 4: Nährstoffgehalte in den frischen Abfällen derKieselgurfiltration

mg/kg Trockenmasse

Blei < 1,0 bis 2,9

Cadmium 0,08 bis 0,3

Chrom 15,2 bis 18

Kupfer 5,2 bis 5,5

Nickel 18,0 bis 24,4

Quecksilber < 0,01 bis 0,02

Zink 13,4 bis 32

Tab. 5:Schwermetallgehalte in Kieselgur-Filterrück-ständen (KLASINK und STEFFENS 1995; RASP 1991)

Ausbringung frischer Abfälle! möglichst in begrünte Gassen bringen,! möglichst gleichmäßig und dünn verteilen,! nicht tief einarbeiten! zur Vermeidung einer überhöhten Mine-

ralisation und N-Überdüngung, nach derAusbringung:nicht sofort kalken keine intensive Bodenbearbeitungkeine weitere N-Düngung im laufendenJahrHefe und Trub nicht in Wasserschutzge-biete Zone I und II ausbringen

Kompostierung von Kellereiabfällen! Kompostplatz

alle 1�2 Jahre wechselnSickerwasser vermeidenkeine Rebstöcke oder Bäume bedeckennicht in Wasserschutzgebieten anlegen

! Behandlung der Kompostmiete

max. 2 m hoch aufschichtenlockere LagerungZusatz von 5 bis 10 kg/m3 Kalkmergeloder Steinmehlregelmäßig umsetzenmit wasserdichter Plane abdecken

3.2 Perlite

3.2.1 Vorkommen und industrielle Aufbereitung

Perlite ist kein Markenname, sondernbezeichnet ein dichtes, glasartiges Gestein(obsidianartig) vulkanischen Ursprungs. Eswird im Tagebau abgebaut.

Zur Herstellung der Perlite wird Perliterzim Drehrohrofen auf über 870 °C � meistwerden Temperaturen zwischen 1 000 und1 400 °C erreicht � bis zum plastischen Zu-


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Tab. 6: Schwermetallgehalte in Kieselgur-Filterrückständen (KLASINK und STEFFENS 1995, RASP 1991)

Produkt Frischmasse Trockenmasse

Trester 2 000 bis 3 000 kg 800 bis 1 000 kg

Mosttrub flüssig 500 � 1 500 l 25 bis 40 kg

Mosttrub fest 300 kg 25 bis 40 kg

Hefe 50 bis 500 l 15 bis 100 kg

Schönungstrub * 50 bis 200 l 10 bis 60 kg

* Trub von der Blauschönung darf nicht landbaulich verwertet werden, dieser ist als Sondermüll zu entsorgen.

Tab. 7: Inhaltsstoffe der wichtigsten Kellereiabfälle (ZIEGLER)

Inhaltsstoffe (kg/Einheit)Einheit Humus Stickstoff Phosphor Kalium MagnesiumProdukt

(o.S.) N P2O5 K2O MgO

t 330 8 3 13 1Trester(1 m3 = 0,4�0,5 t) m³ 150 3,5 1,3 5,8 0,4

Mosttrub, flüssig(1 m3 = 0,9-1 t) m³ 70 5 0,3 3 0,1

t 160 8 3 12 0,2Weinhefe, flüssig(20 % TM)(1 m3 = 1 t) m³ 160 8 3 12 0,2

t 320 16 6 24 1Weinhefe, filtriert(40 % TM)(1 m3 = 0,7 t) m³ 224 11,2 4,2 16,8 0,7

Kieselgurfiltrations-rückstand t 6 0,6 0,3 0,5

Tab. 8: Empfohlene Ausbringmengen zur landbaulichen Verwertung von Trester, Trub und Hefe

Trester 25�45 t/ha 60�100 m3/ha

Mosttrub flüssig (8�10 % TM) 20�30 m3/ha

Weinhefe, flüssig (20 % TM) 12�20 m3/ha

Filterhefe, stichfest (40 % TM) 6 bis 10 t/ha 8�14 m3/ha

stand erhitzt. Das im Gestein enthalteneWasser verdampft und bläht das Erz schau-mig auf das 20-fache seines ursprünglichenVolumens aus. Nach dem Abkühlen wirdder �Steinschaum� gemahlen und es erfolgteine Sortierung nach Korngrößen. Die Korn-größen-Verteilung liegt zwischen 1�100 mm.Die Hauptkorngrößen liegen zwischen 40und 60 mm. Perlite hat im Vergleich zu Kie-selgur und Cellulose das geringste Raumge-wicht (Tab. 9).

Perlite besitzt im Gegensatz zu Kieselgurkeine innere Porosität, ist aber genauso che-misch inaktiv und unlöslich wie Kieselgur.Die einzelnen Partikel von Perlite entspre-chen in Form und Art den unregelmäßigenTeilchen eines zerschlagenen Glaskügel-chens. Ihnen fehlt die in sich poröse skelett-förmige Struktur der Diatomeen.

Während das unbehandelte Gestein leichtschimmernd grau bis glänzend schwarz ist,führt der Prozess der Expansion zu der cha-rakteristischen rein weißen Farbe. Perlitebesteht hauptsächlich aus Kieselsäure (SiO2)und ist im Wesentlichen inert.

Abgesehen von starken Säuren und Alka-lien ist Perlite nahezu unlöslich. Chemischhandelt es sich um Aluminiumsilikat, das an-nähernd so inert ist wie Kieselgur (Tab. 10).

3.2.2 Verwendung von Perlite in der Filtration

Für 1998 wurde der Verbrauch an Perlite mitca. 2,5 Millionen Tonnen angegeben, beimoderaten Wachstumsraten von 2 % proJahr. 43 % der Menge werden in Nordame-rika verwendet. Der Verbrauch liegt unterder Produktionskapazität, die mit weltweitmit ca. 3,2 Millionen Tonnen angegebenwird.

Perliten sind steril und inert und deshalbweit verbreitet zur Filtration von Flüssigkei-ten , in der Lebensmittel- und der pharma-zeutischen Industrie. Perlite hat keinen Ein-fluss auf Geschmack, Geruch und Farbe.

Perlite lässt sich in der Anschwemmfiltra-tion in folgenden Filtergeräten verwenden:! Anschwemm-Schichtenfilter! Siebfilter (Kesselfilter) mit horizontaler

oder vertikaler Anordnung der Stützsiebe! Kerzenfilter, mit vertikaler Anordnung der

Filterkerzen (Kieselgurfilter)! Vakuum-Drehfilter! Kammerfilterpressen (Hefefilter)Das Raumgewicht liegt bei trockener Perlitebei 32�400 kg/m3. Damit ergibt sich dieMöglichkeit, bei vielen Filtrationen durchden Einsatz von Perlite an Stelle von Kiesel-gur Kosten zu sparen. Der Hauptvorteil vonPerlite ist, dass das Raumgewicht um 20 %bis zu 50 % niedriger liegt als bei Standard-Kieselgur. Durch größeres Volumen je kg imVergleich zu Kieselgur kann die Aufwand-menge gering gehalten werden, weshalb derEinsatz sehr wirtschaftlich ist. Daraus erge-ben sich um bis zu 20 % verringerte Auf-wandmengen. Perlite kompaktiert nicht undder Filterkuchen bleibt porös, dadurch istdas Abwerfen des Filterkuchens schnell undeinfach zu bewerkstelligen.

Perlite wird seit Jahrzehnten mit Erfolg inder Filtration eingesetzt, bislang hauptsäch-lich in der Grobfiltration, z. B. in der Verar-beitung von Süßtrub und um Hefe abzutren-nen. Handelsübliche Perliten waren aberbislang meist grob und voluminös. Aufgrundneuer Mahltechniken ist es möglich, Perlite,die bisher nur zur groben Klärfiltration ein-gesetzt wurden, so fein zu mahlen, dass


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Tab. 9: Raumgewichte von Perlite, Kieselgur und Zellulose

Perlite Kieselgur ZelluloseFilterhilfsmittel

g/l

Schüttgewicht 70�90 150�300 40�300

%

Silizium 33,8

Aluminium 7,2

Kalium 3,5

Natrium 3,4

Eisen 0,6

Calcium 0,6

Magnesium 0,2

Spurenelemente 0,2

Sauerstoff 47,5

Gebundenes Wasser 3,0

Summe 100,0

Tab. 10: Typische chemische Zusammensetzungvon Perlite in %

Feinfiltration möglich wird. Die Grundan-schwemmung wird mit 200�400 g/m3 ange-geben, die Dosierung erfolgt meist mit40�80 g/hl.

M. LIPPS hat sich unlängst ausführlich mitder Frage beschäftigt, in wieweit Perlite alsalleiniges Filterhilfsmittel für die Feinfiltra-tion geeignet ist. Dabei kam ein Horizontal-kesselfilter mit einer Filterfläche von 3 m2

zum Einsatz. In den Versuchen des Fachbe-reiches Kellerwirtschaft und Oenologie derDLR Bad Kreuznach-Simmern wurden zweiVersuchsserien durchgeführt. 1. Grobe Klärfiltration

a) handelsübliche Perlite (Becolite 3000) b) Kieselgur (Seitz Super),

2. Feinfiltrationa) neuartige Feinperliteb) Feingur (Becogur 200).

Die Versuche sind in den nachfolgendenTabellen 11 und 12 dargestellt.

Die laufende Perlite-Dosage wurde derFiltrierbarkeit des Weines angepasst und lagin dem Bereich der Kieselgur. Die Trübungs-werte waren bei der Grobfiltration mitdurchschnittlich 1,6 NTU bei Perlite höherals mit 0,6 NTU bei Kieselgur, optisch waren

beide Weine blank. Dementsprechend be-trug der Druckanstieg bei Perlite0,3�0,4 bar/h gegenüber 1 bar/h bei Kiesel-gur.

Die Feinfiltration ergab fast gleiche Trü-bungswerte im Filtrat von durchschnittlich0,4 NTU bei Perlite und 0,5 NTU bei Kiesel-gur und fast identische Druckanstiege von0,7�0,8 bar/h bei Perlite und 1 bar/h bei Kie-selgur. Die Kosten liegen mit durchschnitt-lich 0,1 Cent/l für beide Filterhilfsmittel (Kie-selgur, bzw. Perlite mit Cellulose bei derVoranschwemmung) gleich. Lipps hat ausden vier Versuchen den Schluss gezogen,dass sowohl eine Klär- als auch eine Feinfil-tration mit Perlite möglich ist. Die Zugabevon Filtrationscellulose (20 g/m²) diente �zurVerringerung der bekannten Druckstoßemp-findlichkeit der Perlite�. Sowie im Bauge-werbe Beton der Stahlarmierung bedarf, sobedarf Perlite der Armierung durch die lang-faserige Zellulose.

Aus den Versuchen geht aber auch her-vor, dass die alleinige Verwendung von Per-lite nicht immer die gleiche Klärschärfe wieKieselgur erreichen kann.


14 ATW 128

SilvanerFeinfiltration

Neuartige Feinperlite Feingur Beco 200

Trübung Unfiltrat NTU 1 1

Voranschwemmung g/m² 1 000 1 000

Laufende Dosage g/hl 120 120

Filterleistung l/h 3 750 5 500

Druckanstieg bar/h 0,7-0,8 >1

Trübung Filtrat NTU 0,4 0,5

Tab. 12: Feinfiltration mit Perlite im Vergleich zu Kieselgur

Müller-Thurgau SilvanerHandelsübliche Perlite

(Becolite 3000)Kieselgur

(Seitz Super)

Trübung Unfiltrat NTU 157 87

Voranschwemmung g/m² 670 1 000

Laufende Dosage g/hl 60 110

Filterleistung l/h 4 200 5 400

Druckanstieg bar/h 0,3�0,4 >1

Trübung Filtrat NTU12

1,6 NTU nach Zugabe von20�30 g/m² Cellulose

0,6

Tab. 11: Grobe Klärfiltration von Perlite und Kieselgur im Vergleich

3.2.3 Rechtliche Vorschriften zur Entsorgung von Perlite

Die Gehalte an kristalliner Kieselsäure inForm von Quarz oder Cristobalit liegenunterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 %.Perlite ist somit unbedenklich unter demGesichtspunkt der Krebserregung. Die Ent-sorgung erfolgt analog zu Entsorgung derKieselgur, allerdings ist aus rechtlicher Sichteine unmittelbare Einarbeitung der Filtra-tionsrückstände in den Boden nicht not-wendig.

3.3 Zellulose

3.3.1 Vorkommen und chemischeZusammensetzung

Fast alle Pflanzen bilden während ihresWachstums Zellulose. Zellulose ist die in derNatur am häufigsten vorkommende organi-sche Substanz, es handelt sich um einennachwachsenden Rohstoff. Schätzungenbelaufen sich auf 200 Milliarden Tonnen proJahr; davon werden ca. 2�3 % wirtschaftlichverwertet. Die jährlich produzierte Mengelässt sich allenfalls erahnen. Ein einzelnerBaum produziert ca. 14 g Zellulose pro Tag.Chemisch betrachtet ist Zellulose ein Poly-saccharid, das aus bis zu 5 000 kettenförmiganeinandergereihten Glucose-Molekülenbesteht. Zellulose ist in Wasser unlöslich.

Im Pflanzenreich dient Zellulose als Struk-tur gebendes Material für Blätter, Äste undStämme, da die Moleküle im Verbund mitanderen Hilfssubstanzen enorme Steifigkeiterreichen. Der Anteil der Begleitsubstanzen

wechselt von Pflanze zu Pflanze. Die reinsteZellulose findet sich in einigen Algenarten.Auch Pflanzenfasern, wie z.B. Baumwolle,Flachs, Hanf oder Jute, sind überwiegendreine Zellulose (Tab. 13, 14).

3.3.2 Industrielle Aufarbeitung und Verwendung

Während diese Fasern ihre Zellulose ziem-lich leicht freigeben, müssen zur Gewin-nung des Zellstoffes aus Holz, Schilf, Stroh,und anderen vegetabilen Materialien spe-zielle Aufschlussverfahren angewendet wer-den, um Lignin und die Polyose abzutrennenund um ein Material möglichst einheitlichenMolekulargewichts zu erhalten, das auch fürden nachfolgenden Einsatz rein genug ist.Dies geschieht überwiegend in so genantenSulfit-Verfahren und im so genanten Kraft-Verfahren.

Die Herstellung der für die Kellerwirt-schaft interessanten Zellulosen liegt in denHänden einiger weniger Hersteller. Es fehlenviele Kennzahlen, die den Vergleich mit Kie-selguren und Perliten erleichtern könnten.

3.3.3 Verwendung von Zellulose in derFiltration

Zellulose wird neben Kieselgur, Perlite undReiskleie als Press-Hilfsstoff verwendet.Bereits 1960 in Geisenheim wurde durchZellulose-Einsatz als Presshilfsmittel erreicht,die Trubmenge um ein 1/3 zu vermindern.1973 empfahl Erbslöh unter dem NamenTrub-ex eine langfaserige Zellulose als Press-Hilfsstoff und als Filterhilfsmittel für denHefefilter (1�3 kg/hl).

Für sehr schleimige, schwer pressbareMaischen, wie zum Beispiel Silvaner- undGutedel-Maischen sowie für Auslesen, Bee-renauslesen und Trockenbeerenauslesenbrachte Zellulose immer sehr gute Ergebnis-se. Gelobt wurden der deutlich klarere Saft-ablauf und die problemlose schnelle Pres-

sung bei verbesserterAusbeute. Entscheidenddafür ist eine optimalgleichmäßige Verteilungvon ca. 2�5 % von mittelbis langfasriger Zellulose(ab 500�2 000 mm).

Trotz dieser Vorteileverhinderten die hohen


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Zellulose 45�50 %

Lignin 25�30 %

Polyose 15�20 %

Harze, Wachse, Terpene, Phenole,Gerbstoffe, Chinone, Farbstoffe, Fette,Zucker, Eiweiß, Mineralstoffe

wenige Prozenteje nach Holzart

wechselnd

Tab. 14: Organisch-chemische Analyse der wasserfreien Holzsubstanz

Tab. 13: Anorganisch-chemische Analyse derwasserfreien Holzsubstanz

Kohlenstoff 50 %

Wasserstoff 6 %

Sauerstoff 44 %

Stickstoff 0,1 %

Mineralsubstanzen 0,5 %

Kosten und das sehr arbeitsaufwendige Ein-arbeiten der langkettigen Zellulose, eineweitere Verbreitung.

Kostenbedingt spielt Zellulose bislang inder Anschwemmfiltration eine nur unterge-ordnete Rolle. (Kosten gegenüber Kieselgurund Perlite um den Faktor 2�8 erhöht).

Filterschichten bestehen derzeit zu ca.50 % aus Zellulose und zu ca. 50 % aus Kie-selgur sowie aus kleineren Mengen vonPolymerharz, welche die Schichten zusam-menhalten. Bei Filterschichten wird zur Ver-meidung von Papiergeschmack grundsätz-lich ein 20-minütiges Wässern vor Filtra-tionsbeginn empfohlen. Trotzdem sei nichtverschwiegen, das es bei früheren Versu-chen zur Verwendung von Zellulose alsalleiniges Filterhilfsmittel in der An-schwemmfiltration zu Rückschlägen kam.Während die Filtration alkoholfreien Bieresproblemlos verlief zeigte sich bei der Filtra-tion alkoholhaltigen Bieres ein erheblicherFehlgeschmack denn der Alkohol löste uner-wünschte Geschmacksstoffe aus dem Filter-hilfsmittel (Blumelhüber und Mitarbeiter).

Im Unterschied zu den sozusagen im Feu-er geläuterten Kieselguren und Perliten sindZellulosen organische Materialien, primärnicht ganz frei von Anhaftungen, die sichsensorisch auswirken können.

Allerdings sind in den letzten Jahren beider Zellulose-Herstellungstechnik großeFortschritte zu verzeichnen, die sich in bes-ser definierter Reinheit und rückläufigemPreis äußern. Inzwischen sind Zellulosen mitsehr gleichmäßiger Korngrößenverteilung injeder beliebigen, auch kürzerer Faserlängeherstellbar und erhältlich: ! Faserlänge 20�2 000 µm! Faserdicke 20�30 µmDie Faserdicke liegt aber immer in einerBandbreite von 20�30 µm unabhängig vonder Faserlänge. Dies resultiert aus den natür-lichen Gegebenheiten des Zellstoffes alsGrundmaterial.

Zellulose wurde in der Anschwemmfiltra-tion schon immer verwendet, und zwar zurGrundanschwemmung, um bei den früherüblichen großen Maschenweiten der Siebfil-ter Kieselgur aufbringen zu können, darüberhinaus auch in der Dosierung, um die be-kannte Druckstoß Empfindlichkeit von Kie-selgur und Perlite zu verhindern. Bei Kiesel-gur und Perlite kommt es Struktur bedingtnämlich häufig zu Rissen und Kratern, die zuDurchbrüchen und zur Instabilität der Filter-kuchen führen (Vergleich Perlite). Filterhilfs-

mittel haben eine feinkörnige Struktur. Des-halb sind feine Risse und Krater im ange-schwemmten Filterkuchen nicht immer ver-meidbar. Hier entstehen überhöhte Strö-mungsgeschwindigkeiten. In der Folge ent-stehen Trübungsdurchbrüche. Partikel derFilterhilfsmittel und Trubstoffe können in dasFiltrat gelangen. Zellulose oder konstant zu-dosierte Zellulose auch als Voranschwem-mung bilden eine feste Grundlage. Es bildetsich eine stabile Armierung des Filterku-chens. Risse und Krater werden verhindert,kleine Schadstellen überbrückt, Druck-schwankungen bei denen leicht kleine Filter-durchbrüche entstehen können werden aus-geglichen. Vorteilhaft sind auch die kürzerenReinigungszeiten der Stützgewebe. ZurGrundanschwemmung wird eine Schicht-dicke von ca. 1 mm angestrebt. Bei eineralleinigen Verwendung von Zellulose als Fil-terhilfsmittel genügen 30�50 % der übli-cherweise verwendeten Kieselgurmengen,wahrscheinlich bedingt durch die im Ver-gleich zu Perlite und Kieselgur gleichmäßigeKorngrößenverteilung und das geringereEigengewicht der Zellulose.

Vorteile beim Einsatz von Zellulose als FilterhilfsmittelKein Verschleiß an Pumpen, wie sie bei Kie-selgur und Perlite durch die abrasiven Eigen-schaften insbesondere Kolbenpumpen desHefefilters auftreten.

Der Verschleiß an Sieben und Stütz-schichten, wie er typischer Weise währendder Voranschwemmung durch Kieselgur undPerlite ensteht, bedingt durch die abrasiveWirkung der anorganischen FeinstteilchenFilterhilfsmittel, die durch die Maschen ge-drückt werden, während sich die Grundan-schwemmung aufbaut. Kleine Schadstellenim Stützgewebe können überbrückt werden.

Im Gemisch mit Kieselgur oder bei Kie-selgur-Perlite-Kombination wird ein Zellulo-se-Anteil bis 10 % empfohlen; so werdenFeinstteilchen anorganischer Filterhilfsmittelzurückgehalten und die oft nach der Filtra-tion vor der Abfüllung im Tank zu beobach-teten störenden Kieselgur-Ablagerungen ver-mieden. Beim Vakuumdrehfiltereinsatz istein Zellulose-Zusatz von 3�10 % hilfreich.

Zellulosen setzten sich nicht im Kanalsys-tem ab; in die Kanalisation geleitete Rest-mengen sind unbedenklich.


16 ATW 128

3.3.4 Längere Standzeiten durch wenigerFilterhilfsmittel pro 1 000 l

Unsere Versuche in der DLR-RheinpfalzNeustadt an der Weinstraße befassten sichmit der Frage, welcher Klärgrad nach Zellu-losefiltration vorliegt (Tab. 15).

Die Versuchsergebnisse belegen � unddies wird von anderen Autoren bestätigt �dass Zellulose Filtration in ersten Versucher-gebnissen alleine bislang nicht die Klär-schärfe von brauner Kieselgur erzielt. Aller-dings zeigt ein Versuch der WZG Möglin-gen, dass Zellulose bei halbierter Ver-brauchsmenge trotz höherem Trübungsgradnicht zu einem signifikant höheren Ver-brauch an Filterschichten führen muss (Tab.16).

3.3.5 Rechtliche Vorschriften zur Entsorgung von Zellulose

Die Gehalte an kristalliner Kieselsäure inForm von Quarz oder Cristobalit liegen un-terhalb der Nachweisgrenze von 0,1 %. Per-lite ist somit unbedenklich unter dem Ge-sichtspunkt der Krebserregung. Die Entsor-gung erfolgt analog zu Entsorgung der Kie-selgur, allerdings ist aus rechtlicher Sichteine unmittelbare Einarbeitung der Filtra-tionsrückstände in den Boden nicht not-wendig.

4 Filtriertechnik

4.1 Kammerfilterpresse/Hefefilter

Die Kammerfilterpresse wird in der Weinin-dustrie traditionell zur Filtration von Hefe-trub eingesetzt und deshalb als Hefefilterbezeichnet. Die geringe Stückzahl der fürdie Weinindustrie gefertigten Filter wirktesich verzögernd auf die technische Entwick-lung aus.

Die Bezeichnung Kammerfilterpresse lei-tet sich aus dem technischen Aufbau derApparatur her, der gekennzeichnet ist durchein Gestell in dem eine Vielzahl von Kam-merplatten als Einzelelemente eingehängtwerden. Die Kammerplatten werden durchdie feste Kopfplatte und die bewegliche End-platte zusammengespannt. Das Filterpaketwird hydraulisch angepresst. Ab Plattengrö-ße 80 x 80 cm empfiehlt sich elektrohydrau-lische Anpressung.

Hefefilter werden ab einer Rahmengrö-ßen ab 40 x 40 cm angeboten, in Abwägungvon Kosten und Nutzen dominiert derzeiteine Filtergröße von 50 x 50 cm bei Neuan-schaffungen. Unsere Erfahrung lehrt, dasssich durch die Vergrößerung des Trubrau-mes pro Kammer von 4 auf 8 Liter (von40 x 40 cm auf 50 x 50 cm) eine erheblicheReduzierung der Filterlänge und des Arbeits-aufwandes für Rüst- und Reinigungszeitenergibt.

Filterhilfsmittel und Filterstoffe / Filtriertechnik

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Filtrationsversuch WZG Möglingen März 20032002 Schwarzriesling Trübung Unfiltrat 40 NTU Zellulose Kieselgur

Filtrierte Menge l 260 000 257 800

Vorfiltration zur AbfüllungVerbrauchtes Filterhilfsmittel pro 1 000 l kg 0,8 1,8

Aufwandmenge Filterhilfsmittel 44 100

Trübungsgrad minimal NTU 7 0

Trübungsgrad maximal NTU 19,7 7,5

Verbrauchte Filterschichten pro 100 000 Liter HS �400 in der nachfolgende Schichtenfiltration 27,7 26,3

Filtrierte Weinmenge pro Filterschicht l 3 800 3 600

Aufwandmenge Filterschicht % 105,5 100

Tab. 16: Filtrationsvergleich Zellulose und Kieselgur; 2002 Schwarzriesling

Filtrat Kieselgur Filtrat ZelluloseUnfiltrat Filtrat

Schichtenfilter

FiltraCross-flow Mittelfeine Feine Grobe Mittelfeine Feine

NTU 91 1,5 1 50 3 72 48 40

Tab. 15: Klärgrad in NTU nach Verschiedenenfiltrationsverfahren

Die Einsatzmöglichkeiten des Hefefiltersim Betrieb sind vielfältig: ! Süßtrub-Verarbeitung im Herbst! Most-Kieselgurfiltration im Herbst! Jungweinfiltration mit angeschlossenem

Kieselgurdosiergerät! Hefefiltration Hefefilter sind zur Filtration stark trubbelas-teter Flüssigkeiten geschaffen. Dabei hat sichgezeigt, dass damit sehr schnell sehr großeMengen filtriert werden können.

4.1.1 Filtrationsdurchführung Hefefiltermit Dosiergerät

Wenn man den Filter weniger stark Trubbelastetem Produkt beaufschlagt, ist es sinn-voll, mit einer externen Pumpe dessen An-strömgeschwindigkeit gegenüber der inte-grierten Kolbenpumpe zu erhöhen, da an-dernfalls die Filterleistung nicht voll ausge-schöpft wird und eine unzureichende An-schwemmung gelingt. Dann bedarf es aller-dings eines externen Gerätes zur Kieselgur-Dosierung. Eine separate Pumpe wird demHefefilter vorgeschaltet. Das Kieselgurdo-siergerät wird in die Schlauchleitung zwi-schen Pumpe und Filter geschaltet. Das Fil-terhilfsmittel wird mit der zu filtrierendenFlüssigkeit im Rührbehälter angesetzt. DasRührwerk bleibt ständig in Betrieb. Die regu-lierbare Dosierpumpe fördert dieses Ge-misch in das Mischrohr, durch welches derFlüssigkeitsstrom zum Filter geführt wird.Die Einstellung der Dosierpumpe richtet sichnach dem Trübungsgrad bzw. der Größe desFilters. Die Handhabung der Filtration ent-spricht der im AbschnittFiltrationsdurchführungbeschriebenen Technik.

Als Folge der Filtergrö-ße und des damit verbun-denen Totvolumens trittallerdings das Problemhoher Verschnitt- undRestmengen auf. Demhilft der Einsatz von Mem-branplatten ab, denn da-durch ist ein Ausdrückendes noch feuchten Filter-kuchens möglich. DieMembranplatten werdenalternierend eingesetzt,und so die Kosten redu-ziert (Aufpreis pro Platteab 300 €). Gezielter Plat-

teneinsatz empfiehlt sich wie folgt: Durchdas nach-vorne-Rücken der Endplatte wirddie Filterkapazität der zu erwartenden Trub-menge ungefähr anpasst. Und die eventuellverbleibende Restfeuchte durch die Mem-branplatten ausdrückt. Da sich der Filter vonder Endplatte her füllt, lässt sich mit wenigenMembranplatten eine Beschleunigung desFiltrationszyklus und eine deutliche Flexibili-sierung des Arbeitsablaufes erreichen (Abb.1).

Die Tücher für Hefefilter wurden durchinnenabdichtende Platten optimiert. Dieneuen Tücher ermöglichen eine sehr vielhöhere Durchflussmenge (gemessen als Luft-durchlässigkeit 100 cm2/min/20 mmWS) beiausreichender Maschenweite. Die höhereDurchflussmenge der Tücher erlaubt in derAnschwemmung eine bessere Entlüftungund damit einen gleichmäßigeren Auftragder Voranschwemmung. Diese Tuchqualitätist lediglich für Filterplatten mit innenliegen-den Abdichtungen geeignet, weil sonst dieAbtropfverluste zu groß sind. Darüber hin-aus fällt die Reinigung der Tücher sehr vielleichter, denn es kommt nicht zu einem Fest-setzen von Trubteilchen, und eine Verblo-ckung der Tücher mit Schleimsäure und Glu-canen ist nur in sehr viel geringerem Umfangwie bei herkömmlichen Tüchern zu erwar-ten. Hefefilter mit innen abdichtenden Tü-chern sind für die Reinigung im CIP Verfah-ren optimal geeignet. In Kombination mitMembranplatten lassen sich auch die Rest-mengen besser Verarbeiten und eine Gerin-gere Restfeuchte erreichen. Diese Filterplat-ten werden inzwischen von verschiedenenFirmen (Strassburger, Platz, Spadoni) ange-


18 ATW 128

Abb. 1: Membranfilterplatte tropffrei

boten. Die Mehrkosten pro Platte liegen beica. 200 €.

Versuche in unserem Hause widerlegendie anfängliche Befürchtung, es komme zurAnsammlung von Feintrub hinter dem Filter-tuch. Ferner stellte sich heraus, dass die Tü-cher mit höherer Luftdurchlässigkeit eineverminderte mechanische Abriebfestigkeitaufweisen. Es empfiehlt eine kurze Voran-schwemmung mit Zellulose, um die abrasiveWirkung der anorganischen Feinstteilchender Filterhilfsmittel Kieselgur und Perlite, diedurch die Maschen gedrückt werden, zu re-duzieren und ein selbständiges leichtes Her-ausfallen der Platten nach der Öffnung deserschöpften Filters zu gewährleisten.

4.1.2 Sonderfall Vakuumdrehfilter

Hohe Investitionskosten und hohe Stunden-leistungen von 1 500�25 000 l/Std. beieinem 2,5 m2-Filter sind Merkmale desVakuumdrehfilters. Der Filter kann nur zuMostfiltration eingesetzt werden. Der Vaku-umdrehfilter kam Mitte der 90er Jahre auchbei größeren Weingütern zum Einsatz. Es hatsich gezeigt, dass der Vakuumdrehfilter demabsätzigen Arbeiten von Klein- und Mittelbe-trieben nicht gerecht wurde.

4.1.3 Gesichtspunkte zum Kaufentscheidbei Hefefiltern

Die für die Kellertechnik relevanten Ge-sichtspunkte beim Kauf eines Hefefilters sindabschließend in der folgenden Übersicht zu-sammengefasst.

Filtriertechnik

ATW 128 19

Hersteller auf dem deutschen MarktOhne Anspruch auf VollständigkeitStrassburger, PallSeitzSchenk, Velo, Della Toffola, Spadoni, MHF

Typenbezeichnung Je nach Hersteller

Preis ohne MwSt. € Die Preise variieren erheblich je nach Sonderausstattung

Plattengröße cm Empfohlen 50 x 50 cm oder 60 x 60 cm

Maximale Plattenzahl Stck. Ergibt sich aus der gewünschten Filterkapazität

Material GestellEdelstahl verkleidet ist der Standard, und empfiehlt sich wegen der extremlangen Lebensdauer der Filter

Typ der Anpressung des Filters Ab Plattengröße 80 x 80 cm empfiehlt sich elektrohydraulische Anpressung.

Länge m

Breite m

Höhe m

Sind auf die Räumlichkeiten abzustimmen

Pumpentyp – KolbenausführungHartverchromte Kolben sind die beständigsten, Keilriemenantrieb (Schlupfbei Verblockung), Edelstahlausführung

Pumpenförderleistung l/hHohe Pumpenförderleistung beschleunigt den Filtrationszyklus, 2Pumpengeschwindigkeiten führen zu schnelleren Filtrationszyklen

Max. Anpressdruck des Filters barmindestens 280 bar, höhere Anpressdrücke führen bei Standardtüchern undWeinfiltration zu verringerten Abtropfverlusten.

Filterplattenausführung Siehe im Kapitel Hefefilter

Material Filterrahmen Polypropylen ist Standard

Material Filtertuch Polypropylen ist Standard

Gewicht Filtertuch g/m²

Dicke Filtertuch mm

Luftdurchlässigkeit 100 cm²/min/20mmWS l

Siehe im Kapitel Hefefilter

Standardplatte m²

Membranplatte m²Filterfläche bei maximalerPlattenzahl

Tropffreie Platte m²

Ergibt sich aus der gewünschten Filterkapazität

Maximales Trubvolumen je Kammer l Je höher desto besser

Gewicht je Filterplatte kg So niedrig wie zweckentsprechend möglich

Anschlusswert kW Überlastung während der Traubenlese einkalkulieren

Gesamtgewicht kg Deckenbelastung berücksichtigen

Bemerkung


20 ATW 128

Leervorlage Hefefilter für eigene Eintragungen beim Modellvergleich

Schandelmaier DLR-Rheinpfalz Gruppe Oenologie 21.10.04 29

Hersteller

Typenbezeichnung

Preis 20 Platten Standard ohne MwSt. €

Plattengröße mm

Maximale Plattenzahl Stck.

Material Gestell

Länge m

Breite m

Höhe m

Pumpentyp – Kolbenausführung

Pumpenarbeits-/ max. druck bar

Pumpenförderleistung l/h

Max. Anpressdruck des Filters bar

Filterplattenausführung

Material Filterrahmen

Tuchfilter Standard

Tuchfilter tropfdichtMaterial Filtertuch

Tropffreie Membranplatte

Tuchfilter Standard g/m²

Tuchfilter tropfdicht g/m²Gewicht Filtertuch

Tropffreie Membranplatte g/m²

Tuchfilter Standard mm

Tuchfilter tropfdicht mmDicke Filtertuch

Tropffreie Membranplatte mm

Tuchfilter Standard l

Tuchfilter tropfdicht lLuftdurchlässigkeit100 cm²/min/20mmWS

Tropffreie Membranplatte l

Standardplatte

Tropffreie Plattem²Filterfläche bei

maximaler Plattenzahl

Tropffreie Membranplatte m²

Maximales Trubvolumen je Kammer l

Gewicht je Filterplatte kg

Anschlusswert kW

Gesamtgewicht bei maximaler Plattenzahl kg

Bemerkung

Abb. 2: Clean System Strassburger Filter

Filtriertechnik

ATW 128 21

4.1.4 Marktübersicht Hefefilter

Hefefilter Pall SeitzSchenk Filtersystems GmbH

Bauart Kammerfilterpresse / Hefefilter / Hefetrubfilter

Hersteller Pall SeitzSchenk Filtersystems GmbH

Typenbezeichnung 470 630

Preis 20 Platten Standard Ausführung ohne MwSt. € ab 14 000 ab 18 000

Plattengröße mm 470 x 470 630 x 630

Maximale Plattenzahl Stck. 40 60

Material Gestell Stahl lackiert oder Edelstahl verkleidet

Typ der Anpressung des Filters Manuelle oder elektrohydraulische Anpressung

Länge m 2,30 2,90

Breite m 0,92 1,10

Höhe m 1,40 1,90

Pumpentyp – Kolbenausführung Kolbenpumpe Edelstahlausführung

Pumpenförderleistung l/h 1 000 2 500

Max. Anpressdruck des Filters bar 650 650

TF = Tuchfilter Standard randgummierte Filtertücher

M-TF = Membran – Tuchfilter randgummierte Filtertücher

TF-D = Tuchfilter tropfdicht Abdichtung der Filterplatte erlaubt tropffreieArbeitsweise


M-TF-D = Membran – Tuchfilter tropfdicht

Material Filterrahmen Polypropylen

Material Filtertuch Polypropylen

Gewicht Filtertuch g/m² 545

Dicke Filtertuch mm 1,0

Luftdurchlässigkeit 100 cm²/min/20mmWS 20

Standardplatte m² 0,326 0,617

Membranplatte m² 0,310 0,572Freie Filterfläche je Platte

Tropffreie Platte m² 0,326 0,617

Maximales Trubvolumen je Kammer l 3,5 8,0

Gewicht je Filterplatte kg 5,7 11,4

Anschlusswert kW 1,2 1,5

Gesamtgewicht bei maximaler Plattenzahl kg 850 950

Bemerkung


22 ATW 128

Hefefilter Strassburger Filter


Hersteller Strassburger Filter GmbH & Co.KG Filter - Anlagen - Apparatebau

Typenbezeichnung 470 630

Preis 20 Platten Standard Ausführung ohne MwSt. € ab 14 000 einfachste Ausführung ab 19 000 einfachste Ausführung

Plattengröße mm 470 x 470 630 x 630

Maximale Plattenzahl Stck. 40 60

Material Gestell Stahl lackiert oder Edelstahl verkleidet

Typ der Anpressung des Filters Manuelle oder elektrohydraulische Anpressung

Länge maximale Plattenzahl m 3,85 5,41

Breite m 0,89 0,89

Höhe m 1,30 1,55

Pumpentyp – Kolbenausführung Edelstahlausführung Getriebeantrieb

Pumpenarbeits-/max. Druck bar 10 10

Pumpenförderleistung l/h 800 1 200

Max. Anpressdruck des Filters bar 700 700

Tuchfilter Standard randgummierte Filtertücher

Membran – Tuchfilter randgummierte Filtertücher

Clean System -Tuchfilter tropfdicht O-Ring Abdichtung der Filterplatte erlaubttropffreie Arbeitsweise


Clean System - Membran – Tuchfilter tropfdicht


Material Filtertuch Polypropylen

Gewicht Filtertuch g/m² 500

Dicke Filtertuch mm Keine Angabe

Luftdurchlässigkeit 100 cm²/min/20mmWS Keine Angabe

Freie Filterfläche je Platte m² 0,34 0,59

Standardplatte m²

Membranplatte m²

Tropffreie Platte m²Filterfläche bei maximalerPlattenzahl

Membranplattetropfdicht m²

13,6 35,4

Maximales Trubvolumen je Kammer l 4,5 8,0

Gewicht je Filterplatte kg 9,1


Gesamtgewicht bei maximaler Plattenzahl kg 710 1850

Bemerkung Schlauchpumpe statt Kolbenpumpe lieferbar

Abb. 2:Clean System Strassburger Filter

Filtriertechnik

ATW 128 23

Hefefilter MHF Filter


Hersteller MHF Filter Vertrieb Bruno Platz Maikammer

Typenbezeichnung MHF 400 MHF 500 MHF 630

Preis 20 Platten Standard ohne MwSt. € 9 100 12 800 15 000

Plattengröße cm 40 x 40 50 x 50 63 x 63

Maximale Plattenzahl Stck 40 40 50

Material Gestell Edelstahl verkleidet

Länge m 2,4 2,9 3,7

Breite m 0,85 0,95 1,00

Höhe m 1,45 1,55 1,75

Pumpentyp – Kolbenausführung Keilriemenantrieb - Hartverchromter Kolben

Pumpenarbeits-/ max. Druck bar 10 / 15 10 / 15 10 / 15

Pumpenförderleistung l/h 1 050 1 800 2 100

Max. Anpressdruck des Filters bar 280 300 300

Tuchfilter Standard randgummierte Filtertücher

Tuchfilter tropfdicht Filterplatte erlaubt tropffreie ArbeitsweiseFilterplattenausführung

Tropffreie Membranplatte


Tuchfilter Standard Polypropylen Multifil

Tuchfilter tropfdicht Polypropylen Mono MonoMaterial Filtertuch

Tropffreie Membranplatte Polypropylen Mono Multi

Tuchfilter Standard g/m² 550

Tuchfilter tropfdicht g/m² 260Gewicht Filtertuch

Tropffreie Membranplatte g/m² 350

Tuchfilter Standard mm 0,75

Tuchfilter tropfdicht mm 0,45Dicke Filtertuch

Tropffreie Membranplatte mm 0,65

Tuchfilter Standard l 30

Tuchfilter tropfdicht l 300Luftdurchlässigkeit100 cm²/min/20mmWS

Tropffreie Membranplatte l 300

Standardplatte

Tropffreie Platte11,0 16,0 33,5Filterfläche bei

maximaler Plattenzahl

Tropffreie Membranplatte Nicht lieferbar 14,8 33,5

Maximales Trubvolumen je Kammer l 3,2 5,5 8,0

Gewicht je Filterplatte kg 4 6,5 11,5

Anschlusswert kW 1,1 2,2 2,2

Gesamtgewicht bei mit 20 Platten kg 500 850 1 350

BemerkungUmbau von vorhandenen Filtern auf Tropffrei und Tropffreie

Membranplatten möglich


24 ATW 128

Hefefilter Della Toffola


Hersteller Della Toffola Filter

Typenbezeichnung DT.400 DT.500 DT.600



Maximale Plattenzahl Stck. 40 40 50


Länge m 2,05 2,50 3,00

Breite m 0,85 0,90 1,10

Höhe m 1,45 1,50 1,70

Pumpentyp - Kolbenausführung direkt gekoppelter Antrieb - Edelstahl Kolben

Pumpenarbeits-/ max. druck bar 10 / 10 10 / 10 10 / 10

Pumpenförderleistung l/h 650 1 850 1 850


Filterplattenausführung Tuchfilter Standard randgummierte Filtertücher


Material FiltertuchTuchfilterStandard

Polypropylen Multifil

Gewicht FiltertuchTuchfilterStandard g/cm²

600

Dicke FiltertuchTuchfilterStandard mm

0,9

Luftdurchlässigkeit100 cm²/min/20 mm WS

TuchfilterStandard l

40

Filterfläche beimaximaler Plattenzahl

Standardplatte m² 11 16 33,5

Maximales Trubvolumen je Kammer l 3,5 5 7,0

Gewicht je Filterplatte kg 4 5,5 8,0


Gesamtgewicht mit 20 Platten kg 500 710 1 250

Bemerkung

Filtriertechnik

ATW 128 25

Hefefilter Spadoni


Hersteller Spadoni

Typenbezeichnung AM 400 AM 560 AM 630



Maximale Plattenzahl Stck. Keine Begrenzung nach Kundenwunsch


Länge m 2,80 3,10 3,10

Breite m 0,85 0,97 1,10

Höhe m 1,50 1,60 1,80

Pumpentyp – Kolbenausführung Keilriemenantrieb /Kolbenpumpe

Pumpenarbeits-/ max. druck bar 11 / 15 11 / 15 11 / 15

Pumpenförderleistung l/h 1 100 1 600 2 300


Filterplattenausführung Tropffreie Filterplatte mit innenliegendem Tuch als Option


Material Filtertuch Tuchfilter Standard Polypropylen

Gewicht Filtertuch Tuchfilter Standard g/m Keine Angabe

Dicke Filtertuch Tuchfilter Standard mm 1,5

Luftdurchlässigkeit100 cm²/min/20mmWS

Tuchfilter Standard l 50 – 70

FilterflächeStandardplatte m²

0,16 0,25 0,39

Maximales Trubvolumen je Kammer l 2,9 4,4 9,3

Gewicht je Filterplatte kg 4,5 7,0 10,2


Gesamtgewicht bei maximaler Plattenzahl kg Abhängig von der Plattenzahl

Bemerkung


26 ATW 128

Hefefilter Velo


Hersteller Velo

Typenbezeichnung FPA 400 x 400

Preis 20 Platten Standard ohne MwSt. € 6 750

Plattengröße cm 40 x 40

Maximale Plattenzahl Stck. 40


Länge m 3,00 bei 40 Platten / 2,40 bei 20 Platten

Breite m 0,8

Höhe m 0,9

Pumpentyp – Kolbenausführung Kolbenpumpe

Pumpenarbeits-/ max. druck bar 10 / 10

Pumpenförderleistung l/h 800

Max. Anpressdruck des Filters bar Keine Angabe

Filterplattenausführung Tuchfilter Standard randgummierte Filtertücher


Material FiltertuchTuchfilterStandard

Polypropylen

Gewicht FiltertuchTuchfilterStandard g/m²

Keine Angabe

Dicke FiltertuchTuchfilterStandard mm

Keine Angabe

Luftdurchlässigkeit100 cm²/min/20 mm WS

TuchfilterStandard l

Keine Angabe

Filterfläche beimaximaler Plattenzahl

Standardplatte m² 10,9

Maximales Trubvolumen je Kammer l 4

Gewicht je Filterplatte kg Keine Angabe

Anschlusswert kW 1,1

Gesamtgewicht mit 20 Platten kg Keine Angabe

Bemerkung Membranpumpe auf Anfrage

4.2 Anschwemmfilter Kesselfilter/Kieselgurfilter

Der Anschwemm-Kesselfilter wird in derWeinindustrie traditionell zur Grob- undFeinfiltration mit Kieselgur eingesetzt unddeshalb als Kieselgurfilter bezeichnet. Wäh-rend der Hefefilter speziell für die Grobklä-rung sich eignet, liegt das Arbeitsfeld desKieselgurfilters � mit fließenden Übergängen� im Bereich der Klärfiltration. Beispiels-weise können sich bei der Filtration vonWeißwein aus der Gärung heraus oder kurzdanach, Trubmengen ergeben, die den Ein-satz des Hefefilters erfordern. Die unter-schiedlichen Leistungskennzahlen der bei-den Filtertypen erklären dies: beim Hefefilterliegt die spezifische Leistung um ein Drittelniedriger als beim Kesselfilter. Das Kiesel-gur-Aufnahmevermögen von Hefefilternbeträgt 7,5 kg/m2 gegenüber 5�6,45 kg/m2

bei Kesselfiltern. Auch die Filterfläche ist un-terschiedlich, und zwar bei Hefe- wesentlichhöher als bei Kesselfiltern. Die sich aus die-sen Unterschieden ergebenden erheblichenKonsequenzen verdeutlicht die Tabelle 17.

Bei Kesselfiltern sind in einem gemeinsa-men Kesselraum die Filterelemente aus fein-maschigem Gewebe auf einer Hohlwelleangeordnet, durch die das geklärte Getränkabgeleitet wird. Die Kesselfilter werden lie-gend und stehend, mit vertikalen und hori-zontalen Siebelementen angeboten. Diehorizontale Anordnung der Siebelementehat den Vorteil, dass die sich bildende Filter-hilfsmittelschicht eine sichere Auflage hat.Damit verläuft die Filtration unabhängigervon eventuellen Unterbrechungen oderDruckschwankungen. Die vertikale Anord-nung wiederum hat den Vorteil, dass das Fil-terhilfsmittel doppelseitig aufgetragen wer-den kann.

Filtriertechnik

ATW 128 27

Externe Kieselgurdosiergeräte

Bauart Externes Kieselgur-Dosiergerät

Hersteller Della Toffola Strassburger Spadoni Velo

Typenbezeichnung DOS 250 DOS 500

Preis ohne MwSt. € 3 550 4 100 6 700 7 900 1 950 2 900 2 200

Volumen des Rührbehälters l 100 250 80 170 150 300 60

Maximale Förderleistung derDosierpumpe l/h

500 500 250 500 100 180

Länge m 1,10 1,10 1,20 1,40

Breite m 0,60 0,60 0,80 1,00

Höhe m 1,12 1,15 1,30 1,50


Gewicht kg

Keine Angabe

75 115

Keine Angabe

KeineAngabe

Hefefilter Kieselgurfilter

Rahmengröße Plattenzahl FilterflächeKieselgur

Aufnahme-möglichkeit

FilterflächeKieselgur

Aufnahme-möglichkeit

40 cm x 40 cm 20 3,2 m² 48 kg 3 m² 18 kg

50 cm x 50 cm 30 15,0 m² 112 kg 4 m² 24 kg

60 cm x 60 cm 40 28,8 m² 216 kg 5 m² 30 kg

Tab. 17: Filterfläche und Kieselguraufnahmevermögen von Hefe- und Kieselgurfilter

Abb. 3: Vertikale Siebe einesVelo Kieselgurfilter

Somit haben diese Systeme bei gleicherSiebgröße eine doppelte Filterfläche unddamit auch entsprechend größere Leistung.Nachteilig wirkt sich jedoch bei der vertika-len Anordnung die teilweise ungleichmäßi-ge Anschwemmung der Filterhilfsmittel undbesonders die Empfindlichkeit gegenüberDruckschwankungen aus. Bei Druckschwan-kungen oder mangelndem Differenzdruckkann es zum Abrutschen des Filterkuchenskommen, was zu einem Abbruch der Filtra-tion führt. Aus diesem Grund hat sich diehorizontale Anordnung der Siebelemente imLaufe der Zeit für die Weinfiltration durch-gesetzt. Bei den Filterelementen handelt essich um Edelstahlgewebe mit Porenweitenvon 60 bis 80 mm.

Die Standzeit des Kesselfilters ist durchden maximalen Druck und die maximaleKuchenhöhe, bedingt durch die ständigwachsende Schicht aus Filterhilfsmitteln undTrubstoffen, begrenzt.

Nach Storz soll die Kieselgurfiltration imIdealfall so verlaufen, dass der Druckanstiegpro Zeiteinheit über weite Strecken konstantverläuft und gegen Ende der Filtration denmaximalen Betriebsdruck erreicht. Gleich-zeitig soll das Ende der Filtration einherge-hen mit der Ausschöpfung des Trubraumes.Bei zu geringer Dosage muss die Filtrationaufgrund des unverhältnismäßig stark anstei-genden Druckes abgebrochen werden. Beizu hoher Dosage wird das Anschwemmvo-lumen unökonomisch genutzt.

Die Strömungsverhältnisse spielen in die-sem Zusammenhang eine wichtige Rolle.Aus der spezifischen Sedimentationneigungder Filterhilfsmittel resultiert eine Mindest-strömungsgeschwindigkeit, anderseits wirddie maximal Geschwindigkeit durch Auftre-ten erster Turbulenzen markiert. Der optima-le Leistungsbereich liegt bei 800�1 500l/m2/Std. Filtrat. Dies ergibt sich aus demspäter folgenden Rechenbeispiel. Zur Filtra-tion der im Kessel verbleibenden Restmengebieten sich grundsätzlich zwei Möglichkei-ten: Entweder eine Restfilterplatte im unte-ren Teil des Filters, die anfänglich mit ange-schwemmt wird und während des eigent-lichen Filtrationsvorgangs geschlossen bleibtoder ein separater kleiner Kessel (Platten-durchmesser circa 20 cm, 1�5 Platten, Filter-größe ca. 0,1 m2), der auch anderweitig zurKleinmengenfiltration eingesetzt werdenkann (Abb. 4, 5, 6).

Der Guraustrag kann entweder manuelloder automatisiert erfolgen. Automatischer

Guraustrag wird für Modelle ab 5 m² Filter-fläche angeboten, Filter mit AutomatischemGuraustrag sind ungefähr doppelt so teuerwie Filter mit einem manuellem Austrag.

Im Grunde rechnet sich der automatischeBetrieb nur bei fortlaufender ganzjährigerFilternutzung. Andernfalls ergeben sich �bedingt durch die problematische Reinigungdes geschlossenen Kesselraums � bei nursporadischer Nutzung sehr unliebsameHygieneprobleme. Diesen Sachverhalt bele-gen die folgenden Überlegungen undBerechnungen


28 ATW 128

Abb. 6: Umlegen des Filterpaketes und Restfilter-platte Della Toffola

Abb. 5: Restfiltrationsventil an einem Velo Filter

Abb. 4: Externe Restfiltration 5 m2 Spadoni Filter

Im automatisierten Betrieb wird das Filter-hilfsmittel ausgetragen, indem das Filtertel-lerpaket in Rotation versetzt wird. Diesermöglicht einen weitgehend trockenen Fil-termittelaustrag und � damit verbunden �verminderte Kosten bei der Abfallbeseiti-gung. Die Filterreinigung erfolgt durch Was-ser und Sterilisation. In diesem Zusammen-hang ist die Frage der Innenreinigung desElementes durch die so genannte Rückspü-lung zu sehen und präzise zu stellen: Wiehäufig ergibt sich die Notwendigkeit zumAusbau der Filterelemente? All dies ist beiden Wartungskosten und für die Stillstands-zeiten betriebswirtschaftlich relevant. Gehtman � nach J. Kiefer � davon aus, dass aufGrund der Pumpenleistung und der Lei-tungsdimensionierung maximal mit einerAnschwemmgeschwindigkeit von rund1 000 l/m2/Std. zurückgespült werden kann,so ergibt dies eine Flüssigkeitssäule von 1 mHöhe, die sich in einer Stunde entgegen derFiltrationsrichtung durch das Trägermaterialbewegt. Daraus ergibt sich eine Geschwin-digkeit von 1 m/Std. oder 0,27 mm/sec.. Die-ser Wert gilt als Durchschnitt über diegesamte Filterfläche. An den Rändern der Fil-terplatten, dort, wo die Verschmutzung amkritischen ist, geht die Geschwindigkeitgegen Null. Welche Kraft wirkt dabei auf einKieselgurteilchen mit einem Durchmesservon 40 mm? Bei einer Projektionsfläche von1,26 x 10-9 m2 und einer Strömungsge-schwindigkeit von 0,27 x 10-3 m2 ergibteine Kraft von 4,6 x 10-14 N. Die Gewicht-kraft des gleichen Teilchens beträgt etwa7,7 x 10-11 N, also gut 500 x mehr! Warumalso sollte sich dieses Teilchen aufschwin-gen und seinen Ruheplatz am Elementrandverlassen? Für die Kellerpraxis ergibt sich dasRisiko ungenügender Reinigung mit allenunliebsamen Folgen.

In Klein- und Mittelbetrieben sind dem-nach Kesselfilter mit manuell abhebbarerGlocke zu bevorzugen. Die technische Um-setzung des Abhebevorgangs ist ein wichti-ges Kriterium beim Filterkauf. Bei Filtern ab3 m2 Fläche wird die menschliche Kraftbeim Abheben der Glocke zunehmend über-fordert; es bedarf dann des Einsatzes mecha-nischer Hilfen in Form von Galgen. Nachdem Abhebevorgang wird das Filterpaketumgelegt und dabei müssen die Leitungsver-bindungen getrennt werden. Dies ist ein Ab-nutzungsvorgang und einer der neuralgi-schen Punkte des Systems und bisher nur

von der Firma Spadoni mit patentiertenGleitdichtungen befriedigend gelöst (Abb. 7).

Bei den Standard-Kieselgur-Anschwemm-Kesselfiltern bis zu 5 m2 sind momentan vieritalienische Firmen über Händler auf demDeutschen Markt vertreten. Della Toffola,Padovan, Spadoni und Velo bieten Filter imBereich von 2-5 m2 an. Die konstruktivenUnterschiede der Filter liegen im Detail, alleGeräte sind in einer kompletten Edelstahl-ausführung auf dem Markt. In ihren Aufbauund in der Ausstattung orientieren sich dieFilter am Schenk Rekord HK aus den 70erJahren, als komplette Filterstation mit hori-zontalen Siebelementen, integriertem Kiesel-gurdosiergerät automatisch arbeitend, inte-grierte oder separate Restfiltrationseinrich-tung und mit einem abnehmbaren Behälter-kessel. Kostete dieser 4 m2-Schenk-Filterdamals noch 30 000 DM liegt das Preisni-veau heute bei ca. 5 000 € für einen 4 m2-Filter. Seit Mitte der 80er Jahre sind die Prei-se stabil bis leicht rückläufig für die Kiesel-gurfilter.

Technische Innovationen, z. B. optimierteStrömungsverhältnisse, wie sie im SchenkZHF/Z-Primus vorliegen, bei dem jedes Fil-terelement separaten Zulauf erfährt, habenin dieser Filterklasse bis 5 m2 noch keinenEingang gefunden. In diesem Zusammen-hang ist der druckzertifizierte 6 m2-Kerzen-filter Secujet der Firma Filtrox zu erwähnen,der die Restfiltration durch Gasdruck er-laubt. Dieser Spaltkerzenfilter kommt ohnebewegliche Teile aus und ist selbstaustra-gend.

In unseren Anwendungserfahrungen ha-ben sich folgende Kritikpunkte herauskristal-lisiert: Die Handhabung der Filter bedarfauch weiterhin einer gewissen Übung zumaldie Ventile für Ungeübte sich nicht sofortvon selbst erschließen. Die bevorzugte Vari-

Filtriertechnik

ATW 128 29

Abb. 7: Patentierte Gleitringdichtung beim SpadoniKieselgurfilter

ante zum Entleeren des Filters mit Kohlen-säure oder Stickstoff ist nicht zulässig, da dieFilter nicht druckzertifiziert sind. Eine restlo-se Entleerung der Filter ist bei den unter-suchten Modellen nicht möglich. Die als Si-

cherheitsschutz gedachte Abdeckung derAnschwemmbehälter verführt wegen der er-schwerten Einbringung der Kieselgur zu voll-ständigen Demontage.


30 ATW 128

4.2.1 Gesichtspunkte zur Kaufentscheidung bei Kieselgurfiltern

FiltertypHeute werden im Winzerbetrieb ausschließlich kompakteKesselfilter mit runden horizontalen Siebelementen undRestfiltrationseinrichtung ohne Selbstaustrag eingesetzt.

Hersteller

Vertrieb erfolgt über die lokalen Kellereiartikel undKellereimaschinen Händler, sinnvoll ist eine Internet Recherche.Wichtig ist insbesondere eine gesicherte Ersatzteilversorgung vorOrt mit kurzen Lieferzeiten

Typenbezeichnung Je nach Hersteller

Filterfläche m²Effektive Leistung ca. 1.000 l/m²/Std. Filtrat,zwischen 2 und 5 m² sind für Betrieb von 50.000 bis 300.000 l zufiltrierende Weinmenge geeignet.

Preis ohne MwSt. €alle Preise sind unverbindliche Händlerverkaufpreise Stand2003/2004

Länge m

Länge II umgeklappter Zustand m

Breite m

Höhe m

Sind auf die Räumlichkeiten abzustimmen

PumpenleistungZentrifugalpumpe l/h

Ein Faktor der Filterleistung pro Stunde

Anzahl Filterelemente

Durchmesser der Filterelementemm

Niedrigere, gedrungene Bauform ermöglicht wenige, größereSiebelemente. Dies erleichtert das abheben der Filterglocke

Abstand zwischen den Sieben Größere Abstände erleichtern die Reinigung

Maximales Kuchenvolumen l

Volumen der Filtrationskammer lEin Faktor der Filterkapazität

Volumen des Dosierbehälters l Möglichst groß

Anschlusswert kW Überlastung während der Traubenlese einkalkulieren

Gesamtgewicht kg Deckenbelastung berücksichtigen

Restfiltration Notwendig, externe Restfiltrationseinheit bietet mehr Flexibilität.

ReinigungManueller Austrag empfohlen – Konstruktive Unterschiedeberücksichtigen – entfernen der Glocke – umlegen desFilterpaketes

Pumpe Spritzwasserschutz empfohlen

BemerkungDie Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, für dieRichtigkeit der Angaben keine Gewähr.

Filtriertechnik

ATW 128 31

Leervorlage Kieselgurfilter für eigene Eintragungen beim Modellvergleich

Bauart Anschwemmfilter / Kieselgurfilter

Filtertyp Horizontal – Siebfilter

Hersteller

Typenbezeichnung

Echte Filterfläche m²

Preis ohne MwSt. €

Länge m

Breite m

Höhe m

Pumpenleistung Zentrifugalpumpe l/h

Anzahl Filterelemente

Durchmesser der Filterelemente mm

Abstand zwischen den Sieben mm

Maximales Kuchenvolumen l

Volumen der Filtrationskammer l

Volumen des Dosierbehälters l

Gewicht kg

Weinmenge nach Restfiltration l

Maschenweite der Siebe µ

Restfiltration

Reinigung

Pumpe

Bemerkung


32 ATW 128

Kieselgurfilter Padovan Green Filter



Hersteller Padovan

Typenbezeichnung GB 2/B G4 /B-2 G5 /B-2

Filterfläche m² 1,9 3,4 4,5

Preis ohne MwSt.n € 4 990 5 990 Keine Angabe

Länge m 1,07 1,30 1,30

Länge II umgeklappter Zustand m 2,50 2,50

Breite m 0,77 0,90 0,90

Höhe m 1,50 1,50 1,50

Anschlusswert Zentrifugalpumpe kW 1,1 1,75 1,75

Anzahl Filterelemente Stck. 25 18 24

Durchmesser der Filterelemente mm 328 495 495

Abstand zwischen den Sieben mm 23 20 20

Maximales Kuchenvolumen l 33 58 77

Volumen der Filtrationskammer l 70 142 142

Volumen des Dosierbehälters l 60 60 60

Gewicht kg 180 230 246

Weinmenge nach Restfiltration l 2,5 Keine Angabe Keine Angabe

Maschenweite der Siebe µ 80

Restfiltration keine in Bodenplatte integriertes Restfilterelement

Reinigung

manueller Austrag

Abheben der Glocke zur Reinigung notwendig.

Umlegen der Filterelemente nach dem Abheben der Glocke

Pumpe

Bemerkung

patentierte Siebträgerbleche mit gestanzten Noppen, gesamtes Siebpaketwird zur Kieselgurabtragung gekippt;

fahrbar auf Rollen, keine Vorfiltrationseinheit

Zuleitung des unfiltrierten Weines von oben in den Filterkessel

Filtriertechnik

ATW 128 33

Kieselgurfilter Della Toffola Modell SM



Hersteller Della Toffola

Typenbezeichnung SM 2 m² SM 3 m² SM 4 m² SM 5m²

Echte Filterfläche 2 3 4 5

Preis ohne MwSt. € Keine Angabe 8 700

Länge m 1,27 1,27 1,27 1,27

Breite m 0,75 0,75 0,75 0,75

Höhe m 1,45 1,45 1,50 1,65

Anschlusswert Zentrifugalpumpe kW 2,2 2,2 2,2 3,0

Anzahl Filterelemente Stck. 10 + 1 14 + 1 19 + 1 24 +1

Durchmesser der Filterelemente mm 520 520 520 520

Abstand zwischen den Sieben mm 24 24 24 24

40 59 79 99Maximales Kuchenvolumen l

Maximales Kuchenvolumen 19,8 l/m²

Volumen der Filtrationskammer l 107 107 143 178

Volumen des Dosierbehälters l 77 77 77 77

Gewicht kg Keine Angabe 210 235 Keine Angabe

Weinmenge nach Restfiltration l Keine Angabe

Maschenweite der Siebe µ Keine Angabe

RestfiltrationIm Kessel verbleibende Restmenge wird über die im Kessel integrierteRestfilterplatte – letztes Sieb - Pumpe leergezogen

Reinigung

Manueller AustragUmlegen der Filterelemente nachdem die Glocke abgehoben ist.Abheben der Glocke zur Reinigung Notwendig.Ableitung der Kieselgur über mitgelieferte Rutsche

Pumpe Spritzwasser geschütztes Gehäuse

Bemerkung

Niedrigere, gedrungene Bauform gegenüber Della Toffola ECP ermöglichtweniger Siebelemente.

fahrbar auf Rollen


34 ATW 128

Kieselgurfilter Della Toffola Modell ECP



Hersteller Della Toffola

Typenbezeichnung ECP 2 m² ECP 3 m² ECP 4 m²

Echte Filterfläche m² 2 3 4

Preis ohne MwSt. € Keine Angabe 6 240 Keine Angabe

Länge m 1,08 1,08 1,08

Breite m 0,65 0,65 0,62

Höhe m 1,40 1,52 1,63

Anschlusswert Zentrifugalpumpe kW 2,2 2,2 2,46

Anzahl Filterelemente Stck. 19 + 1 19 + 1 26 +1

Durchmesser der Filterelemente mm 379 452 452

Abstand zwischen den Sieben mm 24 24 24

40 59 79Maximales Kuchenvolumen l

Maximales Kuchenvolumen 19,8 l/m²

Volumen der Filtrationskammer l 77 117 155

Volumen des Dosierbehälters l 40 60 60

Gewicht kh Keine Angabe Keine Angabe Keine Angabe

Weinmenge nach Restfiltration l Keine Angabe

Maschenweite der Siebe µ Keine Angabe

RestfiltrationIm Kessel verbleibende Restmenge wird über die im Kessel integrierteRestfilterplatte (letztes Sieb) mit Pumpe leergezogen

Reinigung

Manueller AustragAbheben der Glocke zur Reinigung notwendigUmlegen der Filterelemente nach dem Abheben der GlockeAbleitung der Kieselgur über mitgelieferte Rutsche

Pumpe Kein Spritzwasser geschütztes Gehäuse

BemerkungHohe Bauform gegenüber Della Toffola SM und FSB benötigt mehrSiebelementefahrbar auf Rollen

Filtriertechnik

ATW 128 35

Kieselgurfilter Della Toffola Modell FSB

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36 ATW 128

Kieselgurfilter Spadoni

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4.3 Fehler bei der Filtration, Ursacheund Behebung

Dieser Abschnitt soll in der gebotenen Kürze� teils in Stichworten � eine geordnete Feh-lersuche ermöglichen. Vor Inbetriebnahmedes Filters Drehrichtung und Spannung prü-fen sowie einen Trockenlauf der Pumpe ver-meiden.

4.3.1 Ungenügende Klärschärfe

Im Verlauf der Voranschwemmung:! Zu wenig Filterhilfsmittel! Dosierpumpe verstopft (Konzentration im

Dosierbehälter zu hoch - Leitung spülen)! Ungenügende Entlüftung! Nicht ausreichende Pumpenleistung

! Zuleitung ist ausreichend zu dimensionie-ren:2 m2 DN 253 m2 DN 324 m2 �6 m² DN 40

! Zu hohe Pumpenleistung! Filterhilfsmittel drückt durch

- Zu geringer Differenzdruck Filteraus- gang zu weit geöffnet

- Leckage- Siebe- Dichtungen- Flansch

Verschmutzte SiebeZu geringe Konzentration der Dosierungdes Filterhilfsmittels

Im Verlauf der Filtration:! Filterhilfsmittel zu grob! Filterhilfsmittel drückt durch

Filtriertechnik

ATW 128 37

Kieselgurfilter Velo

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- unzureichende Voranschwemmung- Durchfluss zu hoch- Verbogene Siebe- Filterausgang zu sehr geschlossen- Filterausgang zu weit geöffnet- Leckage

- Siebe- Dichtungen- Flansch

! Pumpe verstopft durch Hefe- oder Schö-nungstrub

! Falsche Ventilbetätigung zwischen Voran-schwemmung und Filtration

! starke Druckschwankungen! Sog an Filterausgang! Luft im Filter! Wechsel des Weines während der Filtra-

tion! Verschmutzte Siebe

4.3.2 Zu kurze Filtrationen, unangepasster Druckanstieg

Im Verlauf der Voranschwemmung:! Pumpe zieht Luft Dosierbehälter leer oder

Verwirbelung im Dosierbehälter! Luft im Filter

Hoher CO2-Gehalt des WeinesVerschraubungen nicht angezogen

! Trubgehalt der Flüssigkeit zur Voran-schwemmung zu Hoch

Im Verlauf der Filtration:! Druckdifferenz zu gering

Verschleiss der Pumpe Pumpenföderleistung zu geringGegendruck zu hoch

! Verschmutzte Siebe! Zuviel Filterhilfsmittel! Zuwenig Filterhilfsmittel! Zu geringe Leitungsquerschnitte, Zu- und

Abführung des Filters! Verstopfte Filtertücher (Hefefilter)! Ungleichmäßige Dosierung des Filter-

hilfsmittels! Leitung der Dosierpumpe verstopft! Dosierpumpe nicht eingeschaltet! Pumpe zieht Luft! Wechsel des Weines während der Filtra-

tion! Schlechte Abstimmung von Voran-

schwemmung und Dosierung! Verstopfte Tücher oder Siebe durch Vor-

anschwemmung mit stark trubhaltigenUnfiltrat.

4.4 Fragen, die sich im praktischenBetrieb sehr häufig ergeben

Trotz mechanischer Reinigung der Filtertü-cher des Hefefilters verstopft der Filter sofort.! Bei stark Botrytis belastetem Lesegut kann

es zur Ablagerung von Glucanen in denFiltertüchern kommen, die durch einemechanische Reinigung nicht zu beseiti-gen ist. Vorzugsweise in schwierigen Jah-ren wie im Jahrgang 2000 oder bei Bee-ren- und Trockenbeerenauslesen tritt die-ses Problem auf. Abhilfe schafft eine Rei-nigung mit einem pektolytischer Enzymemit b-Glykosidase-Nebenaktivität. Vorge-hensweise:

! Die für das komplette Filtersystem benö-tigte Wassermenge wird auf 40�50 GradCelsius gebracht und damit der Filtererwärmt.

! 20 bis 50 Gramm Enzym im Wasser auf-lösen und im Rundlauf für 4 bis 12 Std.pumpen, 30�40 °C Wassertemperatursind ideal um eine bessere Enzymwirkungzu erzielen.

Lohnt sich auch beim Hefefilter eine Voran-schwemmung.! Ja, denn die Reinigung des Filters wird

dadurch erleichtert, die Platten fallenleichter heraus, das Filtertuch geschont,die Tuch-Reinigungintervalle vergrößert.

Nach der Kieselgurfiltration finde ich beimnachfolgenden Abziehen des Weines zurSterilfiltration Kieselgur auf dem Tankboden.! Vermeidbar durch die Beimischung von

Zellulose um die bekannte DruckstoßEmpfindlichkeit von Kieselgur und Perlitezu verhindern. Bei Kieselgur und Perlitekommt es Struktur bedingt nämlich häufigzu Rissen und Kratern, die zu Durchbrü-chen und zur Instabilität der Filterkuchenführen (Vergleich Perlite). Filterhilfsmittelhaben eine feinkörnige Struktur. Deshalbsind feine Risse und Krater im ange-schwemmten Filterkuchen nicht immervermeidbar. Hier entstehen überhöhteStrömungsgeschwindigkeiten. In der Fol-ge entstehen Trübungsdurchbrüche. Parti-kel der Filterhilfsmittel können in das Fil-trat gelangen und damit Verbunden auchdie Gefahr einer nicht Abtrennung vonMikroorganismen. Dies vor allem bei derVorfiltration zur Abfüllung nachteilig.Durch Zellulose in der Voranschwem-mung und laufender Dosierung bildetsich eine stabile Armierung des Filterku-


38 ATW 128

chens. Risse und Krater werden verhin-dert, kleine Schadstellen überbrückt.

Inwieweit kann ich durch die Erhöhung desPumpendrucks Zeit sparen?! Die Verdoppelung der Filtrationsge-

schwindigkeit führt zu einer Reduzierungder Chargengröße um 30 %. Fazit: Nichtmit einer sehr hohen, sondern nur mitvernünftig dem Unfiltrat angepassterGeschwindigkeit sind maximale Chargenerreichbar. Gleichzeitig werden so Rüst-zeiten und Verbrauchswerte minimiert.

Warum haben meine unteren Filtersiebeeine dickere Schicht Kieselgur als die höher-liegenden Siebe nach dem Öffnen des Fil-ters?! Wenn 1 000 l/m2/Std. durch den Filter

fließen, beträgt die tatsächliche Fließge-schwindigkeit 1 m pro Stunde. Dies isteine langsame Strömung. Wird sie unter-schritten, kommt es zum Sedimentierender Kieselgur während des Filtrationsvor-ganges und damit zu einer schwerkraftge-steuerten ungleichmäßigen Verteilung aufden Sieben.

Welche Folgen ergeben sich aus hohenDruckschwankungen?! Durch Druckschwankungen kann es zum

so genannten �Hefestoß� kommen. Hefenund Bakterien brechen durch eine man-gelnde Keimreduzierung ist die Folge. Erhat etwa den gleichen Effekt wie eine zeit-lich begrenzte Unterdosierung. Der Anteilder schleimigen Trubteilchen an derOberfläche der Anschwemmschicht steigtgegenüber den Kieselgurpartikeln so starkan, dass sich dort eine relativ undurchläs-sige Schicht bildet. Die Folge ist ein ent-sprechend starker und schneller Anstiegder Druckdifferenz. Wenn dies am An-fang der Filtration geschieht, so bestehtdie Gefahr einer Verschlechterung der Fil-trationsergebnisse aufgrund der mög-lichen Kieselgur-Durchbrüche sowie desUmstandes, dass die hohen Druckdiffe-renzwerte es verunmöglichen, die vorge-sehene Gesamtleistung zu erreichen.Gegen Ende der Filtration hingegen sinddie Filtrationsergebnisse meistens weni-ger gefährdet. Zur Vermeidung einesHefestoßes kann man folgende Vorkeh-rungen treffen: - Kontrolle der Unfiltratzufuhr- Puffertank vor dem Filter- höhere Dosierung

Wie wichtig ist das Einhalten der Fliessge-schwindigkeit bei Hefe- und Kieselgurfilter?

! Bei den Kieselgurfiltern hingegen gibt esbestimmte Minimalwerte, die unbedingteingehalten werden müssen. Während fürdie Schichtenfiltern gilt: Je langsamerdesto besser. Gilt dies nicht für Kieselgur-filter. Wichtig ist die gleichmäßige Vertei-lung der Filterhilfsmittel-Partikel (Sedi-mentation, Steiggeschwindigkeit, Turbu-lenz, Streuung der Partikelgröße usw.)Die Nichtbeachtung der empfohlenenMinimalwerte hat folgende negativen Fol-gen:Beschädigung der Filteranlage infolgeunregelmäßiger Verteilung der Filterhilfs-mittel (und zwar mehr oder weniger beiallen Filter-Typen).Gefährdung der Sicherheit des Endpro-dukts. Bei ungenügender Fliessgeschwin-digkeit sammeln sich an den kritischenStellen nur feine Filterhilfsmittel Partikel.Nach kurzer Zeit nimmt die Filter-Durch-lässigkeit ab, und das zu filternde Produktläuft durch die porösen Partien des Ku-chens ab. Sobald nun die Druckdifferenzsteigt, werden die aus feinen Partikeln ge-bildeten Schichtbereiche stärker belastetals es ihre Struktur erlaubt. Die Folge sinddann Filterdurchbrüche.

Was passiert, wenn Luft im Filter währendder Filtration verbleibt?! Das Luftpolster verhindert, dass an den

oberen Partien der Stützschicht eine ein-wandfreie Voranschwemmung gebildetwird. Mit einem Filter, der nicht richtigentlüftet wurde, können keine guten Fil-trationsergebnisse erreicht werden.Sobald steigender Filtrationsdruck im Tru-braum das Luftpolster verkleinert, kannunfiltriertes Produkt durch schlecht ange-schwemmte Schicht dringen: Die Folgendavon sind hohe Trübungswerte undmangelnde Keimreduzierung.

5 Arbeitssicherheit bei der Weinfiltration

5.1 Umgang mit Filtergeräten

Unfallgefahr besteht bei Demontage desSchutzgitters im Bereich des Rührwerks desDosierbehälters. Durch Klemmen der Fin-ger, Hände und Arme kann es zu schwerenQuetschungen kommen.

Nach der Druckbehälterverordnung, derdie Kesselfilter unterliegen, ist ein Abdrük-ken der Restmengen mit Gasen nicht zuläs-

Filtriertechnik / Arbeitssicherheit bei der Weinfiltration

ATW 128 39

sig. Geräte mit einer Druckbeaufschlagungdurch Gas oder Kohlensäure von bis zu 6bar müssen den Anforderungen der Druk-kbehälter-Verordnung entsprechen. SolcheGeräte bedürfen einer Baumusterprüfungoder einer Prüfung vor Inbetriebnahme,sowie nachfolgend regelmäßige Prüfungsin-tervalle. Es gibt keinen Kieselgurfilter, dermomentan für die Weinfiltration verkauftwird unterhalb der Größe von 6 m² mit amt-lich zugelassenem Druckgasanschluss.

Kieselgurfilter in der Klasse bis 5 m2 diefür eine Druckbeaufschlagung mit Kohlen-säure oder Druckluft zugelassen sind, wer-den produziert sind aber zu teuer.

5.2 Umgang mit Filterhilfsmitteln

Wiederholter und andauernder Kontakt kannwegen der hohen Adsorptionsfähigkeit desMaterials zur Entfettung der Haut und zuReizungen führen. Filterhilfsmittel könnendie Atmungsorgane reizen und schädigen. Esgelten deshalb folgende allgemeine Empfeh-lungen zur Arbeitssicherheit im Umgang mitFilterhilfsmitteln:! Expositionsbegrenzung ! Staubaufwirbelung vermeiden.! Für Belüftung sorgen, um Feinstaub abzu-

transportieren (Nachtumluft, Gärgasab-saugung einschalten, Türen öffnen)

! Bei Einsatz von Zellulose Schutz vorelektrostatischer Aufladung.

! persönliche Schutzausrüstung tragenAtemschutz: Maske (Partikelfilterklasse P 2), Schutzhandschuhe, Schutzbrille, ArbeitsschutzkleidungFeinstaubmaske als Arbeitsschutz

Nach dem Arbeitsschutzgesetz ist der Unter-nehmer verpflichtet, den Betrieb so einzu-richten und zu regeln, dass die Beschäftigtengegen Gefahren für Leben und Gesundheitsoweit geschützt sind, wie es die Natur desBetriebes gestattet. Auswahl und Einsatz derAtemschutzgeräte sind durch eine Gefähr-dungsanalyse zu ermitteln. Der Unterneh-mer ist verpflichtet, unter anderem folgendeÜberprüfungen vorzunehmen: Art undUmfang des Risikos, Risikodauer und Risiko-wahrscheinlichkeit für den Arbeitnehmer.Die EN 149:2001 ist die Europäische Normfür partikelfilternde Halbmasken, mittelsderer die Sicherheitsanforderungen erfülltwerden, welche in der Europäischen Richtli-nie 89/686/EEC für Persönliche Schutzausrü-

stungen festgelegt sind. Sie gilt seit 2001 füralle neu zugelassenen Partikelmasken, die indrei Schutzstufen hergestellt werden. Dasbedeutet, dass alle Masken die Anforderun-gen für feste Feinstäube und flüssige Aeroso-le erfüllen müssen: Die Lagerfähigkeit muss� unter Berücksichtigung der Lagerbedin-gungen wie Temperatur und Feuchtigkeits-bereich � auf der Verpackung aufgedrucktsein. Filtrierende Halbmasken sind vollstän-dige Atemschutzgeräte! Sie bedecken Nase,Mund und gegebenenfalls das Kinn undbestehen ganz oder teilweise aus Filtermate-rial oder aus einer mit dem Filter untrennbarverbundenen Halbmaske. Die Feinstaub-maske nach DIN EN 149 FFP 2 S schütztgegen feste, giftige Partikel bis zum zehnfa-chen des MAK-Wertes. Der Preis pro Stückliegt bei ungefähr 2,00 €.

5.3 Umgang mit Kieselgur bei der Kieselgur-Filtration

5.3.1 Gefahrenquellen

Arbeitsbedingte Gefahrenquellen bestehenin allen Bereichen, in denen Kieselgur (Sili-ciumdioxid) zum Einsatz kommt, und zwardurch Staubentwicklung bei der Gewin-nung, Be- und Verarbeitung. Um eine Ge-sundheitsgefährdung für die Verwender vonKieselgur auszuschließen � aber auch umKieselgur weiter als Filtrationsmedium in derWeinwirtschaft nutzen zu können � ist esnotwendig, dessen gesundheitsgefährdendesPotenzial differenziert einzuschätzen. Aufden ersten Blick erscheint es widersprüch-lich, dass � einerseits � Kieselgur als Staubgefährlich, � andererseits � als reines Natur-produkt wegen seiner natürlichen Spuren-elemente zur Nahrungsergänzung und alsbestgeeignete kosmetische Gesichtsmaskeempfohlen wird. Orale Einnahme von Kie-selgur jedenfalls ist ungefährlich, allein dasEinatmen des Staubes ist gefährdend. AlleBerufsgruppen, die lungengängigen Quarz-stäuben ausgesetzt sind, unterliegen einemspeziellen Krankheitsrisiko; als potenziellbesonders gefährdet sind beispielsweise Erz-bergleute, Tunnelbauer, Gussputzer, Sand-strahler und Ofenbauer zu nennen, weiter-hin Personen, die bei der Stein-Gewinnung,-Be- und -Verarbeitung oder in grob- undfeinkeramischen Betrieben beschäftigt sindsowie all Diejenigen, die Kieselgur in der Fil-tration anwenden.


40 ATW 128

Das Tragen einer Staubmaske sollte beimHantieren mit Kieselgur selbstverständlichsein! Die nachfolgenden Darlegungen sollendies verdeutlichen.

5.3.2 Feste Partikel

Feste, einatembare Partikel werden aufGrund ihrer physikalischen und geometri-schen Form unterschieden in ! 1. Stäube = dispers verteilte feste Partikel! 2. Fasern = nadelförmige feste Partikel. Ihre weitere Charakterisierung erfolgt nachder Partikelgröße anhand des so genanntenaerodynamischen Durchmessers. Bekannt-lich gelangt beim Atemvorgang einerseitsSauerstoff aus der Luft ins Blut, andererseitswird Kohlendioxid aus dem Blut in dieAußenluft abgegeben. Dieser Austausch fin-det im reich durchbluteten Gewebe der sogenannten Alveolen (Lungenbläschen) statt,wobei der Sauerstoff aus der Atemluft durchdie Alveolenwand ins Blut diffundiert (Blut-Luft-Schranke); das überschüssige Kohlen-dioxid des Blutes nimmt den umgekehrtenWeg. Im Rahmen des Atemvorgangs errei-chen mit der Atemluft auch Stäube undFasern als �blinde Passagiere� in Abhängig-keit von ihrer Größe unterschiedliche Berei-che des Atemtraktes. Die feinsten Partikel �die allerdings nur einen kleinen Teil desatembaren Staubes darstellen � werdengrößtenteils wieder ausgeatmet. GröberePartikel setzen sich im Nasen-Kehlkopfbe-reich ab. Die lungengängigen Partikel errei-chen den Bronchialbereich beziehungswei-se als so genannter Feinstaub die Lungenblä-schen. Für die Alltagspraxis haben sich fol-gende messtechnische Festlegungen undUnterteilungen bewährt und eingebürgert:

Gesamtstaub �G�: Anteil des Staubes, derbei einer Ansauggeschwindigkeit von 1,25m/s erfasst wird. Diese Ansauggeschwindig-keit entspricht in etwa den Verhältnissen imNasenbereich des Menschen. Auf Grundpraktischer Erfahrungen fallen hierunter allePartikel mit einem Durchmesser unter 50nm. Insbesondere bei leichten organischenStäuben können aber auch � in Abhängigkeitvon Form und Dichte � Partikel bis 100 nminhaliert werden.

Feinstaub �F�: Der Anteil des Gesamtstau-bes, der die Alveolen erreicht. Partikel mitbesonders kleinem Durchmesser (<0,1 nm )werden � wie oben schon gesagt � teilweisewieder ausgeatmet.

Grobstaub: nicht alveolengängige Frak-tion des Gesamtstaubes. Auf Grund prakti-scher Erfahrungen gültig für Partikel miteinem Durchmesser größer als 5 nm. Eshandelt sich um den Anteil des Staubes, dersich bei Einatmung im Nasen-Rachen-Kehl-kopfareal sowie im Bronchialbereich ab-setzt.

Lungengängige Fasern sind Partikel, diedefinitionsgemäß kleiner als 100 nm, imDurchmesser geringer als 3 nm und durchein Längen-Durchmesser-Verhältnis von>als 3 : 1 gekennzeichnet sind. Insbesonde-re dünne Fasern mit einem Durchmesserunter 1 nm können bis in die Alveolen vor-dringen und ein gesundheitsgefährdendesPoltential entfalten.

Wie entstehen berufsbezogene staubbe-dingte Lungenerkrankungen?

Ein großer Teil der beruflich verursachtenKrankheiten betrifft die Lunge. Insbesonderedie so genannte �Staublunge� im Bergbauund die Silikose, hervorgerufen durch Quarzund Feinsand, sind typisch und schwerwie-gend. Obwohl die Stäube als solche nichttoxisch sind, kann die dauernde Staubkonta-mination der Atemluft gleichwohl durchlangfristige Überlastung des Lungengewebeseine chronische Lungenschädigung bewir-ken. Die medizinische Wissenschaft erklärtdas so: Luftröhre und Bronchien verfügenüber eine Auskleidung ihrer Oberfläche mitCilien (Flimmerhaaren), die in zielgerichteterBewegung Schmutzpartikel rachenwärts zurAusscheidung befördern und insofern beiNichtrauchern einen wirkungsvollen Reini-gungsmechanismus darstellen (bei Rauchernliegt die Flimmerhaarfunktion darnieder).Sehr hohe Staubkonzentration führt zu einerReizwirkung (Verschleimung, Nies- oderHustenreiz) als Warnzeichen.

Die Lungenbläschen selbst verfügen nichtüber Flimmerhaare. Die Reinigung diesesfunktionell äußerst wichtigen Lungenberei-ches übernehmen die so genannten Makro-phagen (Fresszellen), zu den weißen Blut-körperchen zählend und als solche Teil deskörpereigenen Abwehrsystems (Immunsy-stem). Feinstaub wird � je nach seinen spe-ziellen Eigenschaften � von den Makropha-gen umhüllt und/oder eingeschlossen, aufge-löst und aus der Lunge abtransportiert. Wer-den die Staubpartikel innerhalb kurzer Zeit(einige Wochen) aufgelöst, so spricht manvon einer geringen Biobeständigkeit. Derarteliminierte Stäube stellen zwar primär keineunmittelbare Gefahr für das Alveolensystem

Arbeitssicherheit bei der Weinfiltration

ATW 128 41

dar, können aber nach Übertritt und Vertei-lung im Blut- und Lymphsystem uner-wünschte Allgemeinwirkungen im Orga-nismus (beispielsweise Vergiftungserschei-nungen) entfalten. Können die Fresszellenden Feinstaub � und genau dies ist bei Kie-selgur-Staub der Fall � nicht vernichten, soliegen biobeständige Partikel vor, die allen-falls durch einen aktiven Transport ins Zell-innere bzw. mittels Weiterleitung und Trans-portübernahme durch die Flimmerzellenoder durch das Lymphsystem eliminiert wer-den können.

Die Halbwertzeit dieser Reinigungssyste-me ist lang (ca. zwei Monate), ihre Kapazitätbegrenzt. Dementsprechend kommt es beizu starker Feinstaubbelastung unausweich-lich zu einer Systemüberlastung (overload)mit der Folge dauerhaft in den Alveolen ver-bleibender Staubpartikel. Diese Überbleib-sel � im Winzerberuf also Kieselgur � , aberauch das langfristige Einatmen von Kiesel-,Quarz- und Steinstaub, verursachen schlus-sendlich die Silikose (Staublunge) als schwe-re, unheilbar chronisch verlaufende Lungen-erkrankung. Sie wird ausgelöst durch den indie Alveolen (Lungenbläschen) dauerhaftverbleibenden Staub und ist gekennzeichnetdurch die dadurch ausgelöste fortschreiten-de Lungenfibrose (krankhafte Bindegewebs-vermehrung, welche die winzigen Staubteil-chen umnarbt, dabei aber gleichzeitig undunweigerlich die zum Gasaustausch lebens-notwendige Fläche der Lungenbläschenummauert und reduziert. So verengen sichmit dem Fortschreiten der Erkrankung dieLuftwege um die Lungenbläschen, das Lun-gengewebe verliert nach und nach seinenatürliche Elastizität und wird schließlichzerstört. Die hörbaren Folgen sind zunächsterkältungsähnliche oder asthmaartige Symp-tome. Im weiteren Verlauf �wird die Luftknapp�, weil das Atemvolumen abnimmt.

Die Lunge kann nun den Organismusnicht mehr ausreichend mit Sauerstoff ver-sorgen; auf Grund des Sauerstoffmangelssteigert das Herz seine Pumpleistung insKrankhafte und wird dadurch über kurz oderlang in Mitleidenschaft gezogen. Die Erkran-kung zieht sich in der Regel über Jahre chro-nisch hin; zunächst kaum merklich, schreitetsie langsam, aber unaufhaltsam fort � selbstdann noch, wenn die Staubbelastung weg-fällt.

Der Zeitraum zwischen der Staubeinwir-kung und dem Auftreten einer Silikose be-trägt circa 20 Jahre. Bisher gibt es keine ur-

sächlich wirksame Therapie dagegen. Vor-aussetzung für die Krankheitsentstehung istdemnach eine entsprechend lange und inhinreichender Konzentration erfolgende Ein-wirkung quarzhaltigen Staubes auf die Lun-ge. Nur an Arbeitsplätzen mit extremerQuarzstaubbelastung (beispielsweise beimBehauen von Steinen, beim Sandstrahlen,beim Sägen feuerfester Steine, bei der Pro-duktion von Scheuerpulver und im Stollen-bau) kann es innerhalb weniger Monate zuFrüh- bzw. Akut-Formen der Silikose kom-men. Überdies spielen bei der Krankheits-entstehung und beim Krankheitsverlauf dieangestammte individuelle Krankheitsnei-gung, vorbestehende Herzfehler, Immun-schwäche, Tabakkonsum, ferner das bei star-ker körperlicher Arbeit vergrößerte Atemvo-lumen eine modifizierende Rolle. Die Wir-kung des Staubes hängt � abgesehen von derPartikelgröße � auch von dessen Gehalt anfreier kristalliner Kieselsäure in der Kristall-form als Quarz oder Cristobalit ab.

Laut Auskunft der zuständigen Berufsge-nossenschaft gibt es bislang im Bereich derWein ausbauenden Betriebe keine gemelde-ten und/oder anerkannten Fälle von berufs-bedingter Silikose durch Kieselgur-Exposi-tion.

Gleichwohl: Aufklärung und Vorsorgesind unerlässlich! Die maximal am Arbeits-platz zulässige Feinstaubkonzentration iner-ter Stäube darf 6 mg/m3 nicht überschreiten.

5.3.3 Welche krankmachenden Wirkun-gen haben faserhaltige Stäube?

Die Wirkung faserhaltiger Stäube unterschei-det sich nicht grundsätzlich, sondern nur aufGrund einiger spezifischer Eigenschaftenfaserförmiger Partikel von den Wirkungendes Feinstaubes. Bedenklich ist insbesonde-re deren Krebs erregendes Potenzial, das be-stimmt wird von der Fasergeometrie, der Fa-serverweildauer in der Lunge, speziell in denLungenbläschen (Alveolen) und der Faser-konzentration im Staub. Allgemein gilt, dassmit zunehmender Länge und abnehmendemDurchmesser der Fasern das Krebspotentialansteigt. Fasern, die länger als 100 nm odereinen Durchmesser von mehr als 3 nm ha-ben, sind nicht alveolengängig und somitnicht potenziell kanzerogen. Als krebsauslö-send gelten nach neueren Untersuchungeninsbesondere Fasern zwischen 10 und 50nm und � bei den kurzen Fasern � mit aus-


42 ATW 128

geprägt nadelförmiger Gestalt. Makrophagenvermögen � ähnlich wie Feinstaub � auchFasern aus den Alveolen zu entfernen. Ge-schieht das innerhalb von längstens sechsMonaten, so besteht keine Krebsgefahr.Allerdings wird die Reinigungskapazität derLunge sehr stark von der chemischen Struk-tur der Fasern bestimmt. Während beispiels-weise manche Glaswollesorten bereits inweniger als zwölf Monaten größtenteils eli-miniert sind, sind Asbestfasern abbauresis-tent bzw. absolut biobeständig. Analog derÜberlegungen bezüglich der Feinstaubein-wirkung ist augenscheinlich, dass bei über-höhter Faserbelastung prinzipiell jede ein-zelne Faser zu einer Gefahr für die Lungewerden kann. Bedenkt man die vielerorts�natürliche� Belastung durch Glasfasern, ausSandstein oder durch Verbrennung nach-wachsender Energiequellen (beispielsweiseHolz), die mit 10 000 Fasern/m3 einzuschät-zen ist, so wird klar, dass die verbleibendeKapazität der körpereigenen Reinigungsme-chanismen sehr begrenzt und dementspre-chend das Risiko für ein �Overload� der Lun-ge relativ hoch ist. Die Krebsentstehung inder silikatgeschädigten Lunge erklärt mansich als durch �maligne Fehlregeneration�verursacht. Das heißt, dass die Silikatbelas-tung das Lungengewebe zu ständiger Binde-gewebsneubildung veranlasst, und zwarsolange, bis schlussendlich dessen normaleZell- Regenerationsfähigkeit sich erschöpftund die Zellteilungsvorgänge im Sinne einerbösartigen Entartung �aus dem Ruder lau-fen�.

5.3.4 Lungenkrebsrisiko bei Quarzstaub-exposition

Die wissenschaftlichen Expertengremienund Beraterkreise in der BundesrepublikDeutschland führen zur Zeit eine intensiveDiskussion um die gesundheitlichen Wir-kungen von lungengängigen Quarzfeinstäu-ben, die nicht zuletzt durch eine Entschei-dung der Internationalen Krebsforschungs-agentur (IARC) neu entfacht wurde. DieIARC kam im Oktober 1996 im Rahmeneiner Neubewertung von Quarzfeinstaub zuder Einschätzung, �kristalline Kieselsäure,die in der Form von Quarz oder Cristobalitaus beruflichen Quellen eingeatmet wird, alskrebserzeugend beim Menschen� anzuse-hen. Im engen Zusammenhang mit der Dis-kussion um eine mögliche lungenkrebser-

zeugende Wirkung von Quarzfeinstäubenbeim Menschen steht auch die Frage derzulässigen Quarzfeinstaubexposition:

Der Grenzwert für die Quarzfeinstaubex-position beträgt in der BundesrepublikDeutschland zur Zeit 0,15 mg/m3. Aus eini-gen Studien resultiert eine Dosis-Risiko-Be-ziehung zwischen der kumulativen Exposi-tion gegenüber der alveolengängigen Massean kristallinem SiO2 und Lungenkrebs.

Die MAK-Kommission der Deutschen For-schungsgemeinschaft hat sich (DFG) mit derNeubewertung der Wirkung von Quarzfein-stäuben beschäftigt, nachdem die letzte Be-wertung von Quarz aus dem Jahre 1984 zumErgebnis gekommen war, dass Quarz nichtkrebserzeugend ist. Auf der Grundlage derFülle der neuen Ergebnisse ist man nun aller-dings der Auffassung, dass eine Neubewer-tung erforderlich ist. Diese hat lt. Begrün-dungspapier Folgendes ergeben: �Aus denepidemiologischen Untersuchungen ergibtsich ein Zusammenhang zwischen Quarz-staub-Exposition und einer erhöhten Wahr-scheinlichkeit, an Lungenkrebs zu erkran-ken. An der Ratte führte Quarz nach inhala-tiver und intratrachealer Applikation eben-falls zur Entwicklung von Lungentumoren.Daher wird Quarz in die Kanzerogenitätska-tegorie 1 des Abschnittes III der MAK- undBAT-Werte-Liste eingestuft. �Die epidemio-logischen Studien zeigen, dass die Lungen-krebshäufigkeit vor allem bei Arbeitern miteiner Silikose erhöht ist. Zur Reduzierungdes Krebsrisikos ist daher in erster Linie aufeine Verhinderung der Silikose zu achten.Die MAK-Kommission hat diese für Quarz-feinstaub bedeutsame Neueinstufung vorge-nommen, obwohl sie gleichzeitig darauf hin-weist, dass der Wirkungsmechanismus vonQuarzfeinstaub noch nicht hinreichendbekannt ist. Insofern ist aus den epidemiolo-gischen Daten die Frage, ob Quarz direktsowohl die Silikose als auch das Lungenkar-zinom verursacht, oder ob Quarz direkt nurdie Silikose, aber nicht den Lungenkrebs ver-ursacht, zur Zeit nicht zu beantworten.Immerhin wird jedoch der Hinweis gegeben,dass die Silikose z. B. die Selbstreinigungs-Funktion der Lunge beeinträchtigt, wodurchmöglicherweise andere Schadstoffe die Ent-wicklung eines Lungenkarzinoms erleich-tern. Quarz ist nicht gleich Quarz. Die MAK-Kommission weist darauf hin, dass unter-schiedliche Quarzarten bei den Tierversu-chen bei Ratten stark unterschiedliche Er-gebnisse erbracht haben. Dass die Silikose

Arbeitssicherheit bei der Weinfiltration

ATW 128 43

offensichtlich die entscheidende Rolle spielt,wird deutlich, in dem die Experten beschei-nigen, die Diagnose einer Silikose sei alsMarker für hohe Exposition gegenüberQuarzstaub anzusehen. Das relative Lungen-krebsrisiko für quarzexponierte Arbeiter miteiner Silikose ist zwischen zwei und zwei-einhalbfach höher als bei Quarzexponiertenohne Silikose. Auffällig ist, dass sich dieMAK-Kommission entschieden hat, von derehemals gewählten Nomenklatur �Quarz-Feinstaub und quarzhaltiger Feinstaub�abzugehen und bei der neuen Einstufung nurnoch von �Siliziumdioxid, Kristallin-Quarz,Cristobalit, Tridymit� zu sprechen. Aus Sichtder Praxis ist diese scheinbar unbedeutendeÄnderung insofern bedauerlich, weil damitdie Diskussion auf Quarz jeder Korngrößeausgeweitet wird, obwohl völlig unbestrittenist, dass gesundheitliche Wirkungen aus-schließlich von den Feinstaubpartikeln ver-ursacht werden können.

Dementsprechend ist bei der Silikose-und Staub- und Faserkrebsbekämpfung derLunge das Hauptgewicht auf die Expositions-prophylaxe zu legen ohne jedoch quarzhal-tige Materialien, Rohstoffe und Produkte ins-gesamt zu verdammen. Im einzelnen bedeu-tet dies, auf die Kieselgur-Anwendung bezo-gen: � Optimierung der Gewinnungs- undProduktionstechnik (Staubreduzierung,Staubabsaugung, Maschinenkapselung) �Raumbelüftung � exakte Nutzung persön-licher optimierter Schutzausrüstung � Förde-rung der arbeitsmedizinischen Vorsorge zurFrüherkennung gesundheitlicher Schäden.Folgende Luftgrenzwerte (allgemeiner Staub-grenzwert) sind aktuell zu beachten: LautBundesarbeitsblatt 9/2001 3 mg/m3 für dieStaubfraktion �A�, 6 mg/m3, für bestimmteAusnahmebereiche 10 mg/m3 für die Staub-fraktion �E�. Diese Werte sind in jedem Fallin Ergänzung stoffspezifischer Luftgrenzwer-te einzuhalten. Auch dann ist mit einer Ge-sundheitsgefährdung nur dann nicht zu rech-nen, wenn nach einschlägiger Überprüfungsicher gestellt ist, dass mutagene, Krebs er-zeugende, fibrogene, toxische oder allergi-sierende Wirkungen des Staubes nicht zu er-warten sind.

5.3.5 Maximale Arbeitsplatz-konzentrationen (MAK-Wert)

Nach den Bestimmungen des TechnischenRegelwerkes des Ausschusses für Gefahren-

stoffe TRGS 900 (Luftgrenzwerte) MAK: 0,15mg/m3. Quarz ( einschließlich Cristobalitund Tridymit) ist beim Menschen als siliko-seerzeugender Stoff bekannt. Hierfür wirdein Luftgrenzwert von 0,15 mg/m3 (Fein-staub) angegeben. Neben diesem Luftgrenz-wert ist generell die Feinstaubkonzentrationvon 6 mg/m3 einzuhalten.

Der Ausschuss für Gefahrenstoffe (AGS)hat Kieselgur nicht in das Technische Regel-werk TRGS 905 Verzeichnis krebserzeugen-der, erbgutverändernder oder fortpflan-zungsgefährdender Stoffe aufgenommen.Die Technischen Regeln für Gefahrstoffe(TRGS) geben den Stand der sicherheitstech-nischen, arbeitsmedizinischen, hygienischensowie arbeitswissenschaftlichen Anforderun-gen an Gefahrstoffe hinsichtlich Inverkehr-bringen und Umgang wieder. Sie werdenvom Ausschuss für Gefahrstoffe (AGS) aufge-stellt und von ihm der Entwicklung entspre-chend angepasst. Die TRGS werden vomBundesministerium für Arbeit und Sozialord-nung (BMA) im Bundesarbeitsblatt (BarbBl)bekannt gegeben. Als Regelwerk enthaltendie TRGS Ausführungsbestimmungen beider Anwendung von Gefahrstoffen zumVollzug der Gefahrstoffverordnung. DerUntersuchungsausschuss V �Luftgrenzwerte�(UA V) des Ausschusses für Gefahrstoffe(AGS) beabsichtigt, für Quarz (alveolengän-gige Fraktion) einen neuen Luftgrenzwertaufzustellen.

Orientierende Messungen der Berufsge-nossenschaft Nahrungsmittel und Gaststättenin den Arbeitsbereichen ausgewählter Braue-reien haben gezeigt, dass bei der manuellenHandhabung von Kieselguren, selbst unterworst-case-Bedingungen (Messungen nurwährend der Expositionsspitzen im Emis-sionsbereich), die derzeitig gültigen Luft-grenzwerte für Quarz und Cristobalit sowiefür amorphe Kieselsäuren deutlich unter-schritten werden.

6 Filtrationsversuche

6.1 Filtrationseinflüsse auf Inhaltsstoffeund die Sensorik des Weines

Die Filtration dient dazu, Trubstoffe abzu-trennen. Dabei sollen die Geschmacksbeein-flussung des Weines durch das Filterhilfsmit-tel und eine Veränderung der wertgebendenInhaltsstoffe so gering als möglich ausfallen(Tab. 18).


44 ATW 128

Bei der Anschwemmfiltration werdenTrubpartikel mittels zweier unterschiedlicherVerfahren zurückgehalten:! Siebfiltration

Alle Partikel, welche größer als die Öff-nungen der durchlässigen Schicht sind,bilden auf der Oberfläche der Unterlageeinen Kuchen. Die Effektivität der Trubab-trennung richtet sich nach der Durchläs-sigkeit und Porengröße des Filtermedi-ums.

! Adsorption und Zeta-PotenzialDer zweite Filtrationsmechanismus be-ruht auf dem so genannten Zeta-Potenzi-al. Das Zeta-Potenzial entsteht durch un-gleiche Ladungsverteilung auf der Ober-fläche von Teilchen und Fasern, wenn sievon Flüssigkeiten durchströmt werden.Beim Durchströmen entwickeln sich An-ziehungskräfte zwischen der Oberflächeder Fasern des Filterhilfsmittels und denPartikeln (Kolloide) der umgebenden Flüs-sigkeit. Diese Anziehungskräfte bewirken,dass Partikel zurückgehalten werden, diekleiner als die Poren des Filterhilfsmittelssind: Kleine geladene Partikel werden an-gezogen und festgehalten während dieFlüssigkeit an der Oberfläche entlangfließt. Daraus ergeben sich folgendeEigenschaften für das Zeta-Potential: es istendlich, seine Intensität sinkt mit steigen-der Strömungsgeschwindigkeit.Nach Ladungsausgleich erfolgt keine wei-tere Anlagerung an das Filterhilfsmittel.Bei allzu geringer Strömungsgewindigkeit

kann es zu einer Abgabe von Teilchenkommen.Cellulose hat bei den für Wein typischenpH-Werten eine positive Ladung: Demzu-folge können Stickstoffverbindungen wieAmmonium, kationische Aminosäurenund Eiweiße angelagert werden.Unter weinspezifischen pH-Werten von2,8�4,1 unterliegen Kieselgur und Perliteeiner geringen Schwankungsbreite mitnegativer Oberflächenladung.

Die Filtration mit der Klärschärfe, wie sie zurEntfernung von Hefen und Bakterien not-wendig ist, greift nicht in den Bereich derwertgebende Inhaltsstoffe ein. Nur überUltrafiltration, Nanofiltration und Umkehr-osmose können selektiv spezifische Weinin-haltsstoffe entfernt werden. Über den Vor-gang der Absorption werden auch wertge-bende Inhaltsstoffe zurück gehalten. Augen-scheinlich ist dieser Effekt bei der Schichten-filtration, wenn die ersten Liter Rotwein, dieden Filter durchfließen, deutlich entfärbt er-scheinen. SECKLER(1976) zeigte bei einemRotwein, dass das Farbgleichgewicht nachungefähr 66 Liter Durchflussmenge pro m2

Filterschicht erreicht wurde.Vor diesem Hintergrund ist prinzipiell da-

von auszugehen, dass es auch zu einer Anla-gerung Wert gebender Inhaltsstoffe des Wei-nes an die Filterhilfsmittel kommen kann.

Daraus ergeben sich zwei Fragestellun-gen:

Filtrationsversuche

ATW 128 45

Filtration Porengröße (µm) oder Molekulargewicht(Dalton) der zurückgehaltenen Moleküle

Grobfiltration Schichtenfiltration K700-K900 6,0�8,0 µm

Feinfiltration Schichtenfiltration K100-K300 1,5�5,0 µm

Entkeimungsfiltration Schichtenfiltration EK ca.0,4 µm

Entkeimungsfiltration Schichtenfiltration EKS ca.0,2 µm

Crossflow Filtration ca. 0,1 µm oder 200 000�500 000

Ultrafiltration 1 000�200 000

Gerbstoffentfernung 10 000�200 000

Eiweißentfernung 10 000�40 000

Farbstoffentfernung 1 000�5 000

Nanofiltration 200�1 000

Umkehrosmose

Entfernung flüchtiger Säure

Alkohol Abtrennung

Mostkonzentrierung

100�200

Tab. 18: Filtrationen und ungefähre Porengröße

1. Kommt es im praktischen Einsatz mit denrelativen geringen Gaben an Filterhilfs-mitteln (1 kg/1 000 l) zu einer messbarenBeeinflussung der Weininhaltsstoffe?

2. Wie unterscheiden sich Perlite, Celluloseund Kieselgur in ihrem Vermögen, Wertgebende Inhaltsstoffe während der Filtra-tion zu binden?

Nach Untersuchungen von M. SERRANO undM. PAETZOLD bei der Filtration von Rotweinhaben nur sehr feine Kieselguren (0,06 und0,04 Darcy) einen erwähnenswerten Einflussauf die Weininhaltsstoffe. Bei der Filtrationvon Rotwein führten Sie zu einer Reduzie-rung der Anthocyane und Tannine um etwa10 %. Außerdem vermindern sie in gerin-gem Maße die kondensierten Tannine sowiedie an Polysacchariden gebundenen Tanni-ne.

Bei der Filtration von Weißwein mit fei-ner Kieselgur (0,35 Darcy) sinkt der Gehaltdes Filtrates an Polysacchariden und flüchti-gen Fettsäuren, wie bei Rotwein um 10 %;alle anderen Weinbestandteile waren wenigoder gar nicht betroffen. Bei aromareichenMuskat-Weinen zeigte sich, dass feine Kie-selgur mit geringer Durchlässigkeit den Ter-pengehalt nur gering beeinflusst, allein derGeraniolgehalt verminderte sich um 10 %.

Die genannten Autoren kamen zu demSchluss, dass sich nach korrekter An-schwemmfiltration unter Verwendung quali-tativ einwandfreier Filterhilfsmittel � und ob-gleich sich im Gefolge des Einsatzes feiner

Kieselgur signifikante Änderungen der Wein-chemie nachweisen lassen � bei Verkostungnach einmonatiger Lagerung keine sensori-sche Beeinflussung feststellen lässt. Sie stel-len aber darüber hinaus in den Raum, dasseine Vielzahl anderer Filtrationsverfahren,wie sie heute noch im Schwange sind, in derSumme der Effekte durchaus zu sensorischsignifikanten Veränderungen führen könn-ten.

An der DLR-Rheinpfalz wurden in diesemZusammenhang im Fachbereich Weinbauund Oenologie weitere ergänzende Untersu-chen zur Fragestellung möglicher Filtrations-einflüsse auf die Sensorik des Wein und derWeininhaltsstoffe durchgeführt.

6.2 Analytischer und sensorischer Vergleich von Filtrationsverfahren

6.2.1 Roséwein

Ein Rosé wurde nach Gärung und dreimona-tiger Feinhefe-Lagerung unter Versuchsbe-dingungen filtriert und abgefüllt. FolgendeVarianten geprüft bzw. verglichen (Tab. 19):1. Kontrolle � Unfiltriert2. Kieselgurfiltration mit brauner Kieselgur

(Seitz extra)3. Schichtenfiltration (K700 mit anschließen-

der EK Schichtenfiltration)4. Crossflowfiltration (Romicon-Filter)


46 ATW 128

KontrolleKieselgur;Crossflow;K700; EK

K 700; EK Cross FlowKieselgur-filtration

ges. Alkohol. g/l 104,9 104,9 104,7 104,8 104,8

vorh. Alkohol. g/l 103,0 103,0 102,8 102,9 102,9

Glucose g/l <0,5 <0,5 <0,5 <0,5 <0,5

Restzucker g/l 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0

ges. Extrakt g/l 26,6 26,6 26,5 26,6 26,6

zfr. Extrakt g/l 22,6 22,6 22,5 22,6 22,6

freie SO2 mg/l 31 31 33 31 31

ges.SO2 mg/l 166 166 167 165 166

ges. Säure g/l 7,2 7,2 7,2 7,1 7,2

Dichte g/cm³ 0,9933 0,9933 0,9933 0,9933 0,9933

Kohlensäure mg/l 93 0 93 92 46

Farbe 420 nm 0,446 0,313 0,341 0,318 0,383

Farbe 520nm 0,521 0,398 0,413 0,403 0,464

Trübung NTU 26 1,3 1,6 1,7 4,4

Gesamt Kolloide mg/l 320 332 337 300 336

Tab. 19: Filtrationsverfahren Vergleich von analytischen Werten eines 2001 Roséweines

5. Alle drei Filtrationsverfahren in einer Vari-ante (d. h. mit Kieselgurfiltration und an-schließender Schichtenfiltration undCrossflowfiltration

Die Parameter Alkohol, Zucker, Extrakt,SO2, Säure und Dichte wurden durch die Fil-tration nicht beeinflusst (d. h. die Abwei-chungen liegen im Bereich des analytischenFehlers). Unterschiede des Gehaltes an Koh-lensäure ergaben sich aus der Versuchs-durchführung im 250-Liter-Maßstab, wobeies im Rahmen dieser Versuchsreihe bei derVersuchsvariante �alle drei Filtrationsverfah-ren� zu CO2-Entbindung kam.

Bei der blauen und roten Farbe lag zwi-schen ungefilterter Kontrolle und filtriertenVarianten ein Farbunterschied vor, der nichtnur analytisch, sondern auch optisch zuTage trat.

Die nur mit Kieselgur filtrierte Variantezeigte den höchsten Farbschwund. Da dieseMessung auch durch den Trubgehalt beein-flusst wird, wurde dieser Versuch im Labor-maßstab überprüft, um die Farbabsorptiondurch die Filterhilfsmittel exakt bestimmenzu können.

Vor der Filtration wies unser Wein einerelativ geringe Trübung auf. Der Einsatzbrauner Gur bei der Kieselgurfiltration warnicht ganz ausreichend, um die Trübung aufdas Niveau der anderen Filtrationsverfahrenherabzusetzen. Werte unter 2 NTU werdenInternational als blank definiert. Diese Beob-achtung deckt sich mit langjährigen Erfah-rungen, wonach eine Kieselgurfiltration mitbrauner Kieselgur und der damit maximalmöglichen Klärschärfe nicht ganz an die Fil-trationsverfahren Crossflowfiltration und EKheranreicht. Das wird durch unsere Ergeb-nisse nochmals bestätigt.

Kolloide setzen sich zusammen aus Poly-sacchariden, Pektinen und Proteinen. ImWein liegt Kolloidgehalt zwischen 300 und700 mg/l. Besonders der Anteil an Polysac-chariden wird angeführt, wenn es um das�positive Mundgefühl� von Weinen geht.Unsere Kolloidbestimmung erfolgte durchGelfiltration an zwei in Serie geschaltetenPharmacia-Fast-Flow-Säulen (Detektion Be-stimmung des Brechungsindex und externeQuantifizierung mit Eichsubstanzen). DieMethode hat eine Streuung von 3 % (DIE-TRICH/ZIMMER, Die Kolloidbestimmung vonWeinen � ein Methodenvergleich. Weinwis-senschaft 44, 1989, 13-19). Die Unterschie-de der Kolloidmengen zwischen den Ver-suchvarianten lagen im Bereich des analyti-

schen Fehlers. Es ergaben sich keine quanti-fizierbaren Unterschiede zwischen den ver-schiedenen Filtraten, ersichtlich auch daran,dass die allein mittels Crossflow filtrierteVariante einen geringeren Kolloidgehalt auf-weist als die Spielart �alle drei Filtrationsver-fahren in einer Variante�. Damit konnte indiesem Versuch widerlegt werden, dass esdurch die Filtration zu einer Reduzierungvon Kolloiden bzw. geschmacksrelevanterPolysaccharide in nachweisbaren Mengenkommt. Auch eine additive Aufschaukelungderartiger Effekte durch mehrere hintereinan-der geschaltete Verfahren konnte in der Ver-suchsvariante �alle drei Filtrationsverfahren�nicht nachgewiesen werden.

Sensorische Untersuchung im Anschluss anden �Filtrationsversuch 1�Ausschlaggebender Maßstab und wichtigerals alle analytischen Parameter ist der mögli-che Einfluss der Filtration auf die sensori-schen Eigenschaften des Weines.

Um einen möglichen Einfluss der Filtra-tion auf die Sensorik zu objektivieren, wur-den alle fünf Varianten durch einen Drei-eckstest (Triangeltest) auf ihre Unterscheid-barkeit hin untersucht. Im Dreieckstest wer-den den Testpersonen drei Proben zum Ge-schmackstest gegeben; zwei davon sindgleich, eine ist unterschiedlich. Versuchszielist es, mit signifikanter statistischer Genauig-keit die Unterschiede in den Proben heraus-zufinden (Tab. 20).

Die Kontrolle zeigte � wie oben ausge-führt � eine leichte Trübung, obwohl für denDreieckstest zwischen Kieselgurfiltrationund Kontrolle schwarze Gläser verwendetworden waren, um eine Beeinflussung durchoptische Einflüsse auszuschließen. Gleich-wohl wurde die Kontrollprobe schwach sig-nifikant erkannt (Tab. 21).

Der Versuch brachte somit insgesamt kei-ne einheitliche Aussage, nur in Einzelfällenkonnte ein schwaches Signifikanzniveaufestgestellt werden. Anderseits konnte an-lässlich beider Verkostungstermine der kie-selgurfiltrierte Wein nicht von dem Wein un-terschieden werden, der mit einer Kombina-tion aller Filtrationsverfahren (Kieselgur +Schichtenfiltration + Crossflow) geklärt wor-den war.

Filtrationsversuche

ATW 128 47

6.2.2 Rotwein

Zur weiteren Beurteilung wurde ein zweiterFiltrationsversuch zusätzlich mit Celluloseals Filterhilfsmittel vorgenommen. Ein Rot-wein wurde nach Maischegärung und neun-monatiger Feinhefe-Lagerung unter Ver-suchsbedingungen filtriert und abgefüllt. Fol-gende Varianten geprüft bzw. verglichen(Abb. 10, Tab. 22):1. Kieselgurfiltration mit brauner Kieselgur

(Seitz extra)2. Schichtenfiltration (K700 mit anschließen-

der EK Schichtenfiltration)


48 ATW 128

Versuchsvariante Versuchsvariante Tester (n)Richtige

Antworten

Signifikanzniveau(Irrtumswahr-scheinlichkeit)

Kieselgur Crossflow 17 9 nicht signifikant (ns)

Kieselgur Schichtenfiltration 17 9 nicht signifikant (ns)

Kieselgur Kontrolle 17 10 schwach signifikant

Kieselgur Kieselgur+ Schichtenfiltration+ Crossflow

17 9 nicht signifikant (ns)

Tab. 20: Ergebnisse Dreieickstest Probetermin eine Woche nach der Füllung

Abb. 10: Externe Restfiltration zur Filtration vonKleinmengen

Tab. 21: Ergebnisse Dreieickstest Probetermin neun Monate nach der Füllung

Versuchsvariante Versuchsvariante Tester (n)Richtige

Antworten

Signifikanzniveau(Irrtumswahr-scheinlichkeit)

Kieselgur Crossflow 14 9 schwach signifikant

Kieselgur Kieselgur+ Schichtenfiltration+ Crossflow

32 15 nicht signifikant (ns)

Kieselgur Kontrolle 17 10 schwach signifikant

Tab. 22: Filtrationsverfahren Vergleich von analytischen Werten � 2002 Rotwein

KieselgurSchichtenfilter K

100 und EKZellulose,

grobZellulose + EK+ Cross Flow

Cross Flow

ges. Alkohol. g/l 99,8 100,7 100,2 99,5 100,3

vorh. Alkohol. g/l 100,7 101,6 101,1 100,3 101,1

Zucker g/l 1,9 1,9 1,9 1,7 1,6

ges. Extrakt g/l 24,0 24,2 24,1 23,6 23,7

zfr. Extrakt g/l 22,1 22,3 22,2 21,9 22,1

freie SO2 mg/l 45 45 45 45 46

ges.SO2 mg/l 93 96 99 95 94

ges. Säure g/l 5,5 5,6 5,5 5,5 5,5

Dichte g/cm³ 0,99276 0,99272 0,99275 0,99265 0,99255

Trübung NTU 1,06 0,48 2,9 0,96 0,73

Farbe 420 nm 3,1516 2,7313 2,8883 3,2106 2,6946

Farbe 520 nm 4,1959 3,7147 3,9013 4,1955 3,6214

Farbe 620 nm 1,2238 0,8981 0,9721 1,3298 0,8762

Gesamt Phenole g/l 1 423 1 402 1 390 1 378 1 445

3. Zellulose grob4. Zellulose fein5. Crossflowfiltration (Romicon -Filter)6. Alle drei Filtrationsverfahren in einer Vari-

ante (d. h. mit Zellulosefiltration und an-schließender Schichtenfiltration undCrossflowfiltration

Auch der zweite Versuch bestätigte, dass dieParameter einer Qualitätsweinanalyse beiweitem nicht ausreichen, um mögliche Un-terschiede zwischen den Filtrationsverfahrenzu objektivieren (Tab. 23).

Die Zellulose fein wurde zum ersten Ver-kostungstermin schwach signifikant erkannt.Dieser Wein wurde eine Woche nach denanderen Versuchsvarianten mit 10 mg/lmehr freier SO2 gefüllt (Tab. 24).

Die Zellulose fein wurde zum zweitenVerkostungstermin nicht signifikant erkannt.

Aus den vier Verkostungen wird ersicht-lich, dass die geprüften Filtrationsverfahrendie sensorischen Eigenschaften des Weinesnicht nachweislich zu beeinflussen vermö-gen.

6.3 Modellversuche Filtration

In weitergehenden Modellversuchen wurdeuntersucht, wie Weininhaltsstoffe durch Fil-tration verändert werden.

Schichten bestehen ungefähr zur Hälftejeweils aus Zellulose und Kieselgur sowie zueinem geringen Anteil aus einem polymerenHarz als Bindemittel. Untersucht wurde des-halb, ob Zellulose und Kieselgur für dieseEntfärbung zuständig sind und welche quan-titativen Veränderungen von Weininhalts-stoffen dabei stattfinden.

Die im Gefolge der von uns untersuchtenunterschiedlichen Filtrationsverfahren ge-messenen Farb- und Gerbstoffwerte warengeringer als die Messtoleranzen, wenn wirdie Durchschnittsproben der filtrierten Wei-ne untersuchten.

Ein Modellversuch war notwendig: In ihmwurden jeweils 1 g Filterhilfsmittel, Zellulo-se und Kieselgur eingewogen, der durchflie-ßende Wein in 10 ml-Fraktionen unterteiltund untersucht. Dabei konnten Strömungs-geschwindigkeiten und ihre Auswirkungenauf das Zeta-Potenzial nicht berücksichtigtwerden.

Es zeigte sich, dass Kieselgur fast vollstän-dig inert ist mit einem Rückhaltevermögennahe null. Zellulose bindet im Vergleich zuKieselgur größere Mengen Inhaltsstoffe ansich. Bei einer Menge von 1 g/l Zellulose alsFilterhilfsmittel liegt eine Rückhaltung vonMyricetin von 7,21 % vor, alle anderenuntersuchten Parameter liegen zum Teildeutlich unter 1 % (Abb. Tab. 11).

Entwicklungstendenzen der Schweinehaltung

ATW 128 49

��

��

��

��

��

��

��

��

Tab. 23: Ergebnisse Dreieickstest Probetermin 1 Woche nach der Füllung

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�� ! ��

Tab. 24: Ergebnisse Dreieichstest Probetermin neun Monate nach der Füllung

Zellulose hat bei allen untersuchten Para-metern eine höhere Absorptionsrate als Kie-selgur. Absorptionsabsättigung war nachschon 20 ml erreicht; allein Myricetin benö-tige ein längere Dauer zur Absättigung. Die-ser Modellversuch bestätigt und quantifiziert

die Versuche von Seckler zur Absättigungder Farbe bei Filterschichten.

Die durch unsere Versuche zweifelsfreiobjektivierte Verminderung der Weininhalts-stoffe liegt aber deutlich unter sensorischwahrnehmbaren Werten (Abb. 12).


50 ATW 128

Abb. 11: Absorptionsraten von Kieselgur und Zellulose

Abb. 12: Rückhaltung ausgewählter Gerbstoffe und Farbstoffe durch Kieselgur und Zellulose (Einsatz von1 g/l)

6.4 Einfluss der Lagerung auf die Filter-hilfsmittel

Grundsätzlich sind alle Filterhilfsmittel (Kie-selgur, Perlite, Zellulose) gut verschlossenund trocken zu lagern. Die Lagerstabilität be-trägt mindestens fünf Jahre. AngebrocheneGebinde sind nach Produkte Entnahme wie-der zu verschließen. Firmenseitige Kontami-nationen sind bei Qualitätsherstellern sehrunwahrscheinlich.

Beim Herstellungsvorgang der Filterhilfs-mittel werden Mikroorganismen zuverlässigabgetötet. Durch die Verarbeitung, das Ab-packen und den Transport sind Verunreini-gungen nicht von vornherein auszuschlie-ßen. Aus umfangreichen Untersuchungenvon Radler ergibt sich, �dass in der Regel derKeimgehalt der Filterstoffe Kieselgur undPerlite gering sein dürfte.� Bezüglich Zellu-lose gibt es unseres Wissens bisher nur her-stellerseitige Angaben, die in die gleicheRichtung deuten. Anderseits stellt Zelluloseein organisches Material dar und dürfte alssolches durch mikrobiologische Sekundär-Kontamination angreifbar sein.

Immer wieder ist die Rede von sensori-sche Veränderungen des Weines durch un-sachgerechte Lagerung der Filterhilfsmittelim Handel und Winzerbetrieb. Filterhilfsmit-tel werden verantwortlich gemacht für nach-teilige sensorische Veränderungen des gefil-terten Weines. Ihnen wird angelastet, wäh-rend der Lagerung aufdringliche Gerücheanzunehmen und diese bei der Filtrationabzugeben.

Diese Fragestellung wurde durch uns ineinem Laborversuch bearbeitet: Im Exsikka-tor (luftdichter Glasbehälter) wurde konzen-trierte 2,4-6-Trichloranisol-Lösung (TCA) ein-gefüllt und darüber Kieselgur, Perlite undCellulose für 14 Tage trocken gelagert. 2,4-6-Trichloranisol ist für den �Korkton� vonWeinen verantwortlich und sowohl analy-tisch als auch sensorisch in geringsten Kon-zentrationen nachweis- und wahrnehmbar.Deswegen wurde es im Versuch eingesetzt.

Die Konzentration der im Versuch ver-wendeten TCA-Lösung lag bei 2,5 mg/l. Die-se 2,5 mg/l TCA entsprechen einer Kon-zentration, die 1 000-fach über dem wahr-nehmbaren Schwellenwert liegt. Eine solcheKonzentration ist in Weinkellern nie anzu-treffen, insofern simulierte unsere Versuchs-anordnung Extrembedingungen. Nach derLagerung wurde 1 g/l Filterhilfsmittel in denWein eingewogen und für sieben Tage darin

belassen. Anschließend wurde mittels Gas-chromatograph der TCA-Gehalt des so be-handelten Weines bestimmt. Die analytischeBestimmung des 2,4-6-Trichloranisols erfolg-te in Anlehnung an die von Fischer undFischer im Journal of Agricultural and FoodChemistry (45 (1997) S. 1995-1997) veröf-fentlichte Methode mittels SPME-GC-MS.Von jedem der untersuchten Weine wurden5 ml entnommen, mit dem internen Stan-dard 2,3,6-Trichloranisol versetzt, mit einerSPME-Faser extrahiert und mittels GC-ECDanalysiert. Die Quantifizierung erfolgt übereine externe Kalibrierung. Unter solchenVersuchbedingungen ist die Abgabemög-lichkeit von TCA sehr viel stärker als beieiner Filtration, wo der Wein allenfalls meh-rere Stunden mit dem Filterhilfsmittel in Be-rührung kommt. Folgende TCA-Werte wur-den im Wein ermittelt (Tab. 25):

Der sensorisch wahrnehmbare Schwel-lenwert für TCA liegt zwischen 3�12 ng/l (jenach Weinmatrix); wurde von der Cellulosenur knapp unterschritten. Die TCA-Wertevon Kieselgur und Perlite liegen unterhalbder Nachweisgrenze. Bei Zellulose kam eszu einer signifikant vermehrten Kontamina-tion durch TCA, gegenüber Kieselgur undPerlite. Dies bestätigt die insgesamt höhereAbsorptionskapazität von Zellulose, wie Sieauch im Modellversuch bezüglich der Farb-und Gerbstoffe zum Ausdruck kam. Die Dif-ferenz ist auch dann relevant, wenn man ver-ringerte Dosagemengen der Zellulose be-rücksichtigt.

Gleichwohl zeigt sich, dass eine Kontami-nation des Weines durch Filterhilfsstoffe mitextrem nachteiligen Gerüchen oder Konta-minationen � wie beispielsweise TCA �selbst unter Extrembedingungen höchst un-wahrscheinlich ist.

Die geringen Einsatzmengen und diegeringe Absorptionskapazität der von unsgeprüften Filterhilfsstoffe machen es sehrunwahrscheinlich, dass die Lagerung der Fil-terhilfsstoffe Weine merkbar in nachteiligerWeise sensorisch beeinflussen kann.

Entwicklungstendenzen der Schweinehaltung

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Tab. 25: Geschmackliche Beeinflussung durch Lage-rung der Filterhilfsmittel

7 Weinklärung in der Antike undEntwicklung der Filtration inder Neuzeit

Die Selbstklärung von Wein erfolgt nur lang-sam, meist und dies galt auch in der Vergan-genheit zu langsam für den angestrebtenVermarktungszeitraum. Klarheit galt von je-her als unverzichtbare Eigenschaft des Wei-nes. Die Klärung der Weine erfolgt durchSchönungen und nachfolgendes Abziehendes Weines vom Trubdepot. Die Klärschö-nung der Römer bestand aus dem Eiweißvon Taubeneiern und Sand. Bereits um 2500v. Chr. beschleunigten die Ägypter die Klä-rung mit einem einfachen Tuchfilter. Einewesentliche Entwicklung ist bis zur Mitte des19. Jahrhundert nicht zu beobachten. Es kamzu Anwendung von Sackfilter, Filterbeuteloder Tuchfilter als Trubfilter für die Aufbe-reitung von Hefe. Von einer Weinfiltrationkann nicht gesprochen werden (Tab. 26).

Erst mit der in Deutschland um 1840 be-ginnenden industriellen Revolution kam esim Bereich der Weinbereitung zu enormenInnovationen, bedingt durch die bessereVerfügbarkeit von Filterhilfsmittel und Me-tallen unterstützt durch die Entwicklung desTransportwesens. Die Entwicklung von Pum-pen erlaubte die Weinbewegung größererMengen und durch Druckaufbau eine zügigeFiltration.

Besonders wichtig für die Weinqualitäterwies sich die Filtration bei Weißweinen,und es kam deshalb besonders in Deutsch-land zu einer schnellen Verbreitung der Fil-tration.

Schnell erkannte man, dass besondersWeißweine von einer schnelleren Klärungprofitieren. Bis dahin existierten fast aus-nahmslos nur durchgegorene Weine, fürwelche � durch die bis dahin zur Klärungnotwendigen lange Lagerung � Oxidation,Firne, und Petrolton geschmacklich prägendwaren. Es ist davon auszugehen, dass in derZeit bis zur ersten Entwicklung der Filtrationmit der industriellen Revolution, abgesehenvon Beeren-, Trockenbeerenauslesen undEisweinen, nahezu alle Weine, auch dieWeißweine, vollständig durchgegoren wa-ren und einen biologischen Säureabbaudurchlaufen hatten. Mikrobiologische Stabi-lisierung wurde durch eine mindestens 2�3-jährige Fasslagerung erreicht. Bis ins 18.Jahrhundert hinein war eine Fasslagerungvon bis zu zehn Jahren üblich. Zeitgenössi-sche Autoren berichten um 1900, dass dieneuen �jungen� Weine den Ansprüchen derKonsumenten entsprechen.

In der Folge war es dann auch möglich,die bei Weißweinen schon immer geschätz-te Restsüße mit zunehmender Sicherheit zukonservieren. Die Beherrschung der Sterilfil-tration trug maßgeblich zum Welterfolg derrestsüßen Liebfrauenmilch in den 60er und70er Jahren bei.

Erst ab 1865 wird von �Weinklärappara-ten� und Pumpen berichtet. Es handelte sichimmer noch um Sackfilter, in die der Weineingegossen wurde und dabei stark mit Luftin Berührung kam. Die Leistung wurde jenach Wein mit 2�10 Eimern pro Tag ange-geben. 1872 wird in der Zeitschrift dieWeinlaube eine der ersten Anschwemmfil-trationen empfohlen. Dazu wird bestes

schwedisches Druckpa-pier zur Bereitung einesPapierbreies verwendet,welcher in Flanellsäckegeschüttet wurde, solan-ge bis die Flüssigkeit klarablief. 1883 wird, in der1. Auflage des Handbu-ches des Weinbaues vonBabo und Mach, eineMischung von schwedi-schem Filterpapier,Quarzsand, Milch, diebeim Gerinnen dichtetund fein gemahlenerHolzkohle als Filterhilfs-mittel zwischen zweidurchlöcherten Siebenempfohlen. Dies kann als


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Tab. 26: Entwicklung de Filtration

Vorläufer der Filterschicht angesehen wer-den. Die ersten Schichtenfilter noch ausHolz werden um diese Zeit in Frankreichhergestellt.

Um diese dynamische Entwicklung zuunterstützen, gab es 1897 eine �internatio-nale Preisbewerbung für Most- und Weinfil-ter� auf Sizilien, bei der eine �vergoldete Sil-bermedaille� für einen Asbestfilter vergebenwurde. Um 1898 kommen, noch aus Holz,Universal-Druck-Filter zum Einsatz, die einemassive Zellulosepackung zwischen zweiSiebplatten zur Filtration nutzen.

1900 baute den Seitz einen sogenannten�Riesenfilter�, der eine Mengenleistung vonbis zu 100 000 Liter pro Tag bot. Dies kannvielleicht als Beginn der Industrialisierungder Weinbereitung bezeichnet werden,denn es erlaubte im weitesten Sinne denÜbergang von Handarbeit zur Mechanisie-rung in der Kellerwirtschaft, die sich aufMaschinen stützte.

1906 folgte der �Simplon�, der als fahrba-re Einheit auch für mittlere Betriebsgrößengeeignet war. Asbest wurde während der Fil-tration auf Drahtsiebgewebe-Hohlrahmenangeschwemmt. Dies blieb bis 1930 ein sehrverbreitetes Verfahren.

Die sich durchsetzende Filtration ermög-lichte jetzt erstmals eine relativ schnelle Klä-rung der Weine im Folgejahr. Mikrobiolo-gisch stabil waren aber diese Weine nichtimmer. Obwohl damals bereits Asbest nachKlärschärfe verkauft wurden, galt das Abfül-len von restsüßen Weinen unsicher. 1909wurde nachgewiesen, dass die Keimzahlenbeim Klärschönen um 70�90 % und durchFiltrieren im Wein um bis zu 99 % vermin-dert werden, eine vollständige und damitsichere Abtrennung von Mikroorganismennicht möglich war. Junge Weine mit Rest-zucker erzielten höhere Verkaufspreise,Nachgärungen stellten ein erhebliches Risi-ko für den Käufer dar.

Die ersten Entkeimungsschichten wurdenin Folge des ersten Weltkrieges entwickelt,um an der Front keimfreies Wasser für dieSoldaten zu erzeugen. Um 1925 wurdenEntkeimungsschichten, von den Seitz-Wer-ken als EK®-Filter bezeichnet, für die Wein-bereitung produziert. Die Schichtenfiltrationist seit dieser Zeit der �goldene Standard� fürdie Weinfiltration und maßgeblich für dieSterilfiltration geblieben.

Kieselgur als Filterhilfsmittel wurde be-reits 1860 in den USA und gegen 1930 zur

Bereitung von Süßmosten auch in Deutsch-land eingesetzt.

Der Schichtenfilter dagegen war für dieVorfiltration umständlich und unwirtschaft-lich, der Separator nicht ausreichend. BeiWeinen aus sehr faulem Lesegut wurdenauch die Grenzen der Kombination von Se-parator und angeschlossenem Schichtenfiltersichtbar.

Verantwortlich dafür ist nicht der Separa-tor, sondern die Trubkonsistenz. Das Ge-wicht der Feintrubteilchen, die sich bei An-wesenheit von Kolloiden in der Schwebehalten, ist spezifisch zu gering, sodass sichdie Zentrifugalkraft nur unbefriedigend hin-sichtlich der Trubentfernung auswirkenkann. Der Wein kommt ungenügend vorge-klärt aus dem Separator zum Filter, und dieTrübung verschließt zu rasch die Poren derKlärschichten.

Erst später ließ sich die Erkenntnis umset-zen, dass sich durch fortlaufende An-schwemmung von Filterhilfsmitteln währenddes gesamten Filtrationsvorganges auch sehrviel trübere Weine filtrieren lassen.

Die hohen abrasiven Eigenschaften derKieselgur waren von Beginn der Kieselgurfil-tration ein Problem und sind es auch heutenoch. Für höhere Trubgehalte wurde bereitsEnde der 20er Jahre aus Holz ein Kieselgur-Mischgerät der Firma Straßburger angebo-ten. Die Kieselgurdosiergeräte wurden wei-ter optimiert. Bis Mitte der 70er Jahre war dieKombination von Kieselgurdosiergerät undPlattenfilter mit Hohlkammern oder Stütz-schichten Stand der Technik für Klein undMittelbetriebe.

Mitte der 70er Jahre kam es dann in Zu-sammenhang mit dem legendären 75er und76er Jungweinen und ihrer oft schwierigenKlärung zu einer Wende hin zur Kieselgur-Filtration mit Kesselfiltern. Diese Kesselfilterwaren Filteranlagen, bei denen das Dosier-gerät und der Filter erstmalig auf einem Ge-stell kombiniert waren.

Kesselfilter für die Kieselgur waren biszum diesem Zeitpunkt nur in Großbetriebenanzutreffen. Sie waren schnell einsetzbarund verhältnismäßig einfach in der Konstruk-tion; auch bedienerfreundlicher als die bis-herige Kieselgurfiltration mit Hohlkammernoder Stützschichten. Praktikable und auch inFormengröße und Preis für den Winzerbe-trieb geeignete Kieselgurfilter brachte da-mals wie heute die italienische Kellereima-schinenindustrie auf den Markt. Im Kleinbe-trieb war diese Filtrationsmethode weniger

Weinklärung in der Antike und Entwicklung der Filtration in der Neuzeit

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verbreitet, weil sie als unbequem empfun-den wurde. Im Jahre 1977 kostete ein Kie-selgurfilter der Firma Velo mit 1,1 m2 Filter-fläche ca. 10 000 DM, auch schon damals ineiner Edelstahlausführung.

Damals wie heute waren der Grund fürden Anstieg der Kieselgurfiltration ihr guterKlärgrad und die wirtschaftliche Arbeits-weise. Notwendig waren damals wie heutetechnisches Mitdenken, praktische Veranla-gung und vor allem Erfahrung.

8 Filtration in der Praxis

8.1 Wieviel Filtration braucht einWein?

Ob die Weinfiltration die Sensorik von Wei-nen beeinflusst, ist eine Frage, die derzeitbesonders bei Weinjournalisten und gutinformierten Weinliebhabern umstritten ist.Heftige Debatten werden geführt, die anGlaubenskriege erinnern. Da es nur spärli-che wissenschaftliche Forschung zu diesemThema gibt, ist eine Versachlichung nurschwierig zu erreichen. Der vorliegendeATW-Auftrag hat uns dankenswerterweiseVeranlassung gegeben, in diesem DiskursStellung zu beziehen, und den Betriebslei-tern naturwissenschaftlich begründete, soli-de Fakten und Argumente an die Hand zugeben.

Im Lager der Filtrationsgegner glaubtman, dass die bei der Filtration entfernten In-haltsstoffe dem filtrierten Wein entzogenwerden, ihm also fehlen, und somit zwangs-läufig eine Geschmacksveränderung der be-arbeiteten Weine bewirken: Die Filtrationwird als Symbol der industriellen Weinberei-tung angesehen, wird damit zum Widersa-cher des vermeintlichen NaturproduktsWein erklärt. In diesem Sinne schreibtRobert M. Parker Jr., der international ein-flussreichste Weinjournalist: �Soll ich glau-ben, dass die Ergebnisse von 14 Jahren aus-führlicher Vergleichsverkostungen (meistensblind), die ich durchgeführt habe, unwahrsind? Sind die enormen Unterschiede in Aro-ma, Textur und Qualität Früchte meiner Ein-bildung?� Dennoch ist es schwierig, von denFiltrationsgegnern zu erfahren, durch welcheVeränderungen an wertgebenden Inhaltsstof-fen es zu den geschmacklichen Veränderun-gen kommt.

Die Befürworter der Filtration führen aus,dass die wertgebenden Inhaltsstoffe des

Weines weitestgehend kleiner sind als derPorendurchmesser bei der Filtration, aller-dings wurde eine geringfügige Veränderungder Weininhaltsstoffe durch Absorption anFilterhilfsmitteln nachgewiesen. Beobachtenlässt sich dies auch im Betrieb bei der Filtra-tion von Rotweinen, wenn anfangs amdurchlaufenden Wein eine deutliche Entfär-bung ins Auge fällt. Dennoch ließen sichnach korrekter Filtration (unter Verwendungqualitativ einwandfreier Hilfsmittel) bei Ver-gleichsdegustation unter wissenschaftlicheinwandfreien Kriterien keine Geschmacks-änderungen konstatieren. Befürworter derFiltration weisen überdies auf die finanziel-len Risiken durch Trübungen und Nachgä-rungen auf der Flasche hin, nach derzeitigerLehrmeinung reale Gefährdungen, die sichim Rahmen der Sterilfiltration vor Abfüllungdes Weines sicher ausschalten lassen.

Je kleiner die Abfüllcharge und je exklusi-ver und teurer der Wein desto flexibler kanndie Weinbereitung erfolgen. Andererseitskann der Verzicht auf Filtration bei hoch-preisigen Weinen ein gutes Verkaufsargu-ment sein.

Um eine Nachgärung auf der Flasche zuverhindern, muss der Restzuckergehalt unter0,1 g/l liegen und die Äpfelsäure durcheinen biologischen Säureabbau auf unter0,1 g/l abgebaut sein, andernfalls gleicht dasmikrobiologische Risiko einem russischenRoulette. Damit eine ausreichende Selbstklä-rung des Weines erfolgen kann, sollten Wei-ne, bei denen bewusst auf Filtration verzich-tet wird, mindestens einen Monat im Barri-que gelagert werden, erwartet doch der Kon-sument sowohl bei Weiß- als auch bei Rot-weinen einen nahezu blanken Wein. BeiRotweinen sind kleine Trübungen allerdingsnur schwer zu sehen und stärken sogar dieFarbintensität. Allenfalls für eine begrenzteZahl von Weinliebhabern ist eine geringeTrübung oder leichte Opaleszenz akzepta-bel und wird bei Rotweinen sogar als Quali-tätsmerkmal verstanden. Auf eine Filtrationverzichten lässt sich bei im Barrique ausge-bauten Weinen ohne Restsüße, sofern sieeinen biologischen Säureabbau durchlaufenhaben und eher bei Rot- als bei Weißwei-nen.

Für alle anderen Weine ist die Sterilfiltra-tion mit einer Porenweite von 0,45 mm sinn-voll und notwendig, denn nur so könnenNachgärungen durch Hefen und Bakterienverhindert werden.


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FazitGroße Weine werden mit Filtration undohne Filtration erzeugt. Ein deutlicher Ein-fluss der Filtration auf die Sensorik des Wei-nes ist nicht zu belegen, damit bietet eineweniger scharfe Filtration hohe Risiken ohneoffensichtliche Vorteile. Die Erzeugungeines nicht filtrierten Weines ist möglich, derdafür notwendige Weinstil stellt aber nichtden derzeitigen Mainstream der Weinberei-tung in Deutschland dar. Die Vorteile einesnicht filtrierten Weines liegen im Marketing� aber um den Preis eines erhöhten mikro-biologischen Risikos für den Produzenten!

8.2 Umfrage zur Filtration in Klein-und Mittelbetrieben

Eine Umfrage mit 1 200 ausgesendeten Fra-gebogen, bei der 201 Winzer antworteten,um Ihre Erfahrungen zur Kieselgurfiltrationmitzuteilen, brachte folgende Ergebnisse;

Die Befragten entsprachen der gewünsch-ten Zielgruppe den Klein- und Mittelbetrie-ben, denn die filtrierte Weinmenge je Be-trieb betrug bei 17 % der Befragten unter50 000 Liter je Jahrgang, bei 45 % der Be-fragten zwischen 50 000 und 100 000 Literund bei 38 % über 100 000 Liter je Jahrgang.

Crossflowfilter sind in 22 % der Betriebeüber 100 000 Liter je Jahrgang, und nur insehr geringem Ausmaße bei kleineren Betrie-ben (unter 10 %) vorhanden. Cross-flow-Fil-ter und Membranverfahren konnten sichnicht so großflächig durchsetzen wie diesEnde der 80er Jahre erwartet worden war.Der Crossflowfilter hat vehemente Verfech-ter, die die einfache Handhabung schätzen,aber die bislang nur geringe Literleistung proStunde und die sehr hohen Investitionsko-sten sind der Grund für seine geringe Ver-breitung.

Über alle Betriebsgrößen hinweg lag derSchichtenfilter an derSpitze der vorhandenenFilter und war in minde-stens 88 % der Betriebevorhanden. Es ist davonauszugehen, dass in na-hezu allen Betrieben, indenen eine eigene Ab-füllanlage steht, derSchichtenfilter als Abfüll-filtration zu Einsatzkommt. Bekanntes Hand-ling und die nahezu

unbegrenzte Lebensdauer der Schichtenfiltertragen dazu bei. Geschätzt wird, dass esnicht zu einem Aufaddieren von vorherge-henden Filtrationsfehlern kommen kann,weil mit jedem neuen Ansatz der Filter neuist.

Hefefilter waren bei 71 % der Betriebeunter 50 000 Litern je Jahrgang, bei 88 % derBetriebe zwischen 50 000 und 100 000 Literje Jahrgang und bei 87 % über 100 000 Literje Jahrgang vorhanden. Auch diese Zahlenbelegen, dass die durchschnittliche Ausstat-tung der antwortenden Betriebe auf einemhohen Niveau liegt. In Verbindung miteinem separaten Kieselgur-Dosiergerät wer-den 27 % der Hefefilter zur Weinfiltrationverwendet.

Vakuumdrehfilter sind in 16 % der Betrie-be über 100 000 Liter je Jahrgang vorhan-den; in kleineren Betrieben waren keineVakuumdrehfilter vorhanden. Der Vakuum-drehfilter hat bei den Befragten nur geringeRelevanz. Schwierige Handhabung undhohe Investitionskosten sind die Gründe(Tab. 27).

Kieselgurfilter waren in 172 Betriebenvorhanden, also bei 85 % aller Befragten.Die Kieselgurfiltration als Klärfiltration in derKellerwirtschaft ist also weiterhin aktuell.

Die Größe der vorhandenen Kieselgurfil-ter betrug bei 38 % bis zu 3 m2, bis zu 5 m2

bei 51 % und mehr als 5 m2 bei 11 % derKieselgurfilter. Dementsprechend verfügtenauch nur 13 % der insgesamt 172 Filter übereinen automatischen Austrag.

Die Bedienung des Filters beherrschten94 % der Befragten nach einem Jahr der Fil-tration. Dennoch wünschten sich 19 % einehöhere Benutzerfreundlichkeit. Bislang liegtdie Kieselgurfiltration wahrscheinlich fastausschließlich in den Händen der Betriebs-leiter.

Die Marktanteile der Hersteller von Kie-selgurfiltern verteilten sich wie folgt: Seitz

Filtration in der Praxis

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Tab. 27: Bestand an Filtern in Weinbaubetrieben � Veränderungen zwi-schen 1990 und 2002

8 %, Della Toffola 11 %, Spadoni 11 %,Velo 33 % und andere Hersteller 38 %. Der Marktanteil der Firma Seitz ist um so er-staunlicher, als die Firma seit Jahren keineKieselgurfilter mehr produziert. Es ist einBeweis für die Langlebigkeit der Filter undfür die in der Weinwirtschaft geringe Filter-beanspruchung.

26 % der Kieselgurfilter waren älter alszehn Jahre, 30 % zwischen fünf und zehnJahren, 45 % jünger als fünf Jahre. DieLebensdauer der Kieselgurfilter erweist sichals erstaunlich hoch.

Typische technische Defekte wurden anrund einem Drittel der Filter festgestellt. Amhäufigsten genannt wurden Reparaturen ander Dosierpumpe, die verschleißanfällig ist.Zweithäufigster technischer Defekt sind Fil-trationsdurchbrüche, die in Folge defekterSiebe auftreten, durch mechanischen Abriebbei der Reinigung mit Spachteln oder mes-serartigen Gegenständen (bevorzugt werdenBackmeistermesser oder die so genanntePalette mit 31 cm langer steifer Klinge, diezum Einstreichen und Abziehen von Tortenverwandt wird) kommt es zu kleinstenLöchern an den Sieben. Dichtungen, defektePumpen, defekte Beleuchtungen wurden desweiteren genannt.

Verbesserungsvorschläge zur technischenInnovation wurden besonders bezüglich derReinigung angemahnt. Gewünscht wurdengrößere Abstände zwischen den Sieben, umdie Entfernung der Kieselgur zu erleichtern.Die Verbesserung der Restfiltration wurdeals zweiter wichtiger Punkt genannt. Größe-re und separate Restfilter werden gewünscht,die Restmengen sollten schneller und einfa-cher verarbeitet werden können. Die restlo-se Entleerung der Filter war bei den unter-suchten Modellen nicht möglich. Es wurdeeine Restablaufschraube an der Pumpe vor-geschlagen, wie sie an Flotationsanlagenschon umgesetzt wurde.

Deshalb verwundert es nicht, dass sich65 % der Befragten noch Verbesserungen anden Filtern wünschten, speziell die Restfil-tration wurde dabei von 45 % der Befragtengenannt.

Würden die Hersteller die angeregtenInnovationen aufgreifen, so könnten sie sichauf dem Markt der Preisspirale entziehen.

9 Kosten der Filtration

Maschinen und Geräte sind die wichtigstenArbeitsgeräte im Weinbaubetrieb, da nurdurch die extrem starke Mechanisierung einÜberleben des arbeitsintensiven Weinbausim Hochlohnland Deutschland möglich warund ist. Andererseits erzeugen Maschinenauch hohe Kosten. Hierbei unterscheidetman zwischen fixen und variablen Kosten.

Die Fixkosten entstehen bereits durch dieInvestition unabhängig davon, ob die Ma-schine viel, wenig oder im Extremfall über-haupt nicht eingesetzt wird. Der Hauptkos-tenpunkt, der aus einer Investition in eineMaschine erfolgt, ist die Wertminderung, diebetriebswirtschaftlich in Form der Abschrei-bung erfasst wird. Als weiterer Faktor sinddie Kosten der Inanspruchnahme des Kapi-tals anzuführen. Hierbei ist insbesondere zuunterscheiden, ob Eigenkapital zur Verfü-gung steht oder Fremdkapital aufgenommenwerden muss. Derzeit ist das Zinsniveau re-lativ tief, dennoch dürfen die Zinskosten beider Kalkulation keinesfalls vernachlässigtwerden. Bei der betriebswirtschaftlichen Be-rechnung wird dabei im Durchschnitt derJahre nur der halbe Neuwert verzinst, da imSchnitt über die gesamte Nutzungsdauer auf-grund der Wertminderung nur etwa das hal-be Kapital durch die Investition gebundenist. Darüber hinaus müssen die Kosten desStandplatzes der Maschine berücksichtigtwerden. Es ist jedoch zu bedenken, dass inder Vergangenheit infolge des einzelbetrieb-lichen Wachstums ein immer größererMaschinenbesatz in den Betrieben erforder-lich wurde und dies in gewissen zeitlichenAbständen immer wieder Neuinvestitionenin Gebäude erforderlich macht.

Neben den Fixkosten entstehen durchden Maschineneinsatz variable Kosten, diemaßgeblich vom Einsatzumfang bestimmtwerden. Weiterhin sind die Reparatur- undWartungskosten von elementarer Bedeu-tung. Die Reparaturkosten sind bei einer In-vestitionsberechnung häufig der Punkt, deram schwierigsten zu kalkulieren ist, da sieunter anderem auch von der Sorgfalt undden technischen Fähigkeiten des Anwendersabhängig ist.

Die Kostenkalkulation für die Filtrationstellt sich wie folgt dar.

Die Anschaffungskosten für einen Filterstreuen je nach Hersteller und Ausstattung ineinem sehr weiten Bereich. In der folgendenKalkulation wurde davon ausgegangen, dass


56 ATW 128

der Filter im Weinbaubetrieb zehn Jahregenutzt werden kann und über diesen Zei-traum eine lineare Abschreibung erfolgt. AlsRestwert nach zehn Jahren wurde 10 % vomAnschaffungswert unterstellt (Tab. 28).

Für einen Kieselgurfilter mit einemAnschaffungswert von 5 000 € ergibt sichdaraus eine jährliche Abschreibung von450 €. Bei einem Zinssatz von 5 % beträgtdie jährliche Zinsbelastung 125 €. Für denStandplatz und für Reparatur und Wartungwerden jeweils 200 € pro Jahr angenommen.Die Fixkosten belaufen sich somit auf insge-samt 975 € je Jahr. Für die Kieselgurfiltrationmit dem Hefefilter wurden zwei Kalkulatio-nen durchgeführt, einerseits die Anschaffungeines Kieselgurdosiergerätes bei vorhande-nem Hefefilter im Betrieb, anderseits dieNeuanschaffung von einem Kieselgurdosier-gerät und eines Hefefilters mit tropffreienMembranplatten.

Die variablen Kosten lassen sich aus derTabelle 29 entnehmen, und zeigen einenKostenvorteil der Crossflowfiltration.

Aus der Summe von variablen- und Fix-kosten ergeben sich die Gesamtkosten derFiltration je 1 000 Liter (Tab. 30). Aufgrundder Fixkostendegression verringern sich dieKosten je Liter in Abhängigkeit von der jähr-lichen Filtrationsleistung deutlich. Die Fix-kosten legen nahe, Maschinengemeinschaf-ten zu bilden. In der betrieblichen Praxiskonnten sich diese bislang nur wenig durch-setzten. Eine sinnvolle Alternative zum Kaufeines Filters ist das Entleihen eines Filters beiLohnunternehmern. Das Entleihen einesCrossflowfilters kostet ca. 25 € je 1 000 Liter. Die effektive Gesamtfiltrationsdauer spieltbesonders für Betriebe mit mehr als 100 000Liter zu filtrierender Wein pro Jahr eine ent-scheidende Rolle (Tab. 31).

Kosten der Filtration

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Tab. 28: Fixkosten pro Jahr von Filterystemen Zinssatz 5 %; Nutzungsdauer 10 Jahre; Restwert 10 % vom Neuwert

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Tab. 29: Vergleich variabler Kosten zweimalige Filtration mit Kieselgurfilter und einmaliger Crossflowfiltra-tion; Kosten je 1 000 Liter

9.1 Leitlinien bei der Kaufentscheidung

Die Gesamtfiltrationskosten insbesonderebei Betriebsgrößen bis zu 100 000 Liter zufiltrierender Wein pro Jahr ergeben sichhauptsächlich aus den Fixkosten. Die imvorigen Kapitel ausführlich dargelegte Kos-tenkalkulation könnte dazu führen, derenGesichtspunkte bei der Kaufentscheidungüber zu bewerten.

Unseres Erachtens muss jedoch der Leit-gedanke bei der Anschaffung eines Filterssein, ein dem Betriebsprofil optimal gerechtwerdenden Filter zu erwerben. Vor derAnschaffung hat also eine Analyse der Be-triebsabläufe zu erfolgen. Unsere Entschei-dungshilfen basieren auf den eben genann-ten Gesichtspunkten und stellen sich nachunseren bisherigen Erfahrungen wie folgtdar:

Hefefilter mit Kieselgur-Dosiergerätsind Filter, die eines stationären Arbeitsplat-zes bedürfen, demnach von den vorgegebe-nen räumlichen Gegebenheiten abhängen:Ergonomisch günstig sind möglichst kurze

Wege zwischen Tank und Filter. Vorzuzie-hen sind Hefefilter ferner in Betrieben, diegroße Chargenmengen schnell und mit einerFiltration verarbeiten wollen. Ist ein Hefefil-ter im Betrieb bereits vorhanden, so kanndessen Anwendungsspektrum erweitert wer-den durch die kostengünstige Anschaffungeines Kieselgur-Dosiergerätes. Falls bei klei-neren Chargen der Einsatz von Membran-platten und tropffreien Tüchern erforderlichwird, wirken sich die dadurch erhöhten Fix-kosten nachteilig aus. ! Crossflowfilter

Falls lange Filtrationszeiten in denBetriebsablauf passen, bietet der Cross-flowfilter trotz hoher Fixkosten insofernVorteile, als er bei einfacher Bedienbar-keit und automatisiertem Filtrationsablaufin einem einzigen Arbeitsgang die Steril-filtration des Weines erlaubt.

! KieselgurfilterDer Kieselgurfilter ist das Gerät, dass sichunterschiedlichen Betriebsabläufen undBetriebsgrößen am flexibelsten anpasst.Einerseits Kostengünstig und mit geringen


58 ATW 128

Tab. 30: Kosten der Filtration in € je 1 000 Liter in Abhängigkeit von der jährlichen Filtrationsmenge, Ver-gleich verschiedener Verfahren

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Tab. 31: Effektive Gesamtfiltrationsdauer von Wein (ohne Rüstzeiten) zur glanzhellen Filtration bei verschie-denen Filtrationssystemen in Abhängigkeit von der Betriebsgröße

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Rüstzeiten und hoher Filterleistung, ande-rerseits mobil und so den vorgegebenenRäumlichkeiten fast immer angepasst.

10 Literatur

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ZIEGLER, B. (2003): DLR-Rheinpfalz, mündlicheMitteilungen

Literatur

ATW 128 59

Die Tabelle 34 (Anwendungszeitpunkte)für die Einsatz verschiedener Filterhilfsmittelzeigt die gegenwärtige Anwendungspraxis.Es steht zu erwarten, dass die Hersteller von

Perlite und Zellulose in die ihnen bisher ver-schlossenen Anwendungsbereiche vorzu-dringen versuchen werden.


60 ATW 128

Tab. 32: Porendurchmesser von Filtrationsverfahren und Größe verschiedener Weininhaltsstoffe

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Tab. 33: Filtrationen und ungefähre Porengröße

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Tab. 34: Anwendungszeitpunkte für die Einsatz verschiedener Filterhilfsmittel

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Anhang

A.1 Wichtige Filtrations-Kennzahlen

A.1.1 Dosageanleitung für Filterhilfs-mittel und Filtertypen

Die folgenden Dosageempfehlungen sindRichtwerte. Der Verbrauch an Filterhilfsmit-teln ist von der Trubbelastung, dem ange-strebten Filtrationsgrad und dem Filtersystemabhängig.

Nach ungefähr 5-15 min läuft � je nachFiltergröße � die Voranschwemmung klar.2 400 l/m2/h sind als Durchflussrate bei derVoranschwemmung anzustreben, der opti-male Differenzdruck beträgt 0,1 bar.

Im idealen Fall der Filtration nimmt dieDruckdifferenz linear zu. Anzustreben isteine Zunahme der Druckdifferenz von ca.0,2 bis 0,4 bar/Stunde. Der Druckanstiegsollte konstant gehalten werden, um dieAnschwemmung möglichst gleichmäßig zubelasten. Wegen der unterschiedlichenMaterialien und Arbeitsprozesse empfehlenwir in jedem Fall ausreichende Eigenversu-che. Eine Haftung kann aus diesen Angabennicht abgeleitet werden.

Anhang

ATW 128 61

Tab. 35: Dosageanleitung für Filterhilfsmittel und Filtertypen

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Tab. 36: Berechnung der Trubaufnahmekapazität von Hefefiltern

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A.1.2 Zuordnung von Filterhilfsmittelnaufgrund der Filtereigenschaft undder Mengenleistung

Die Durchlässigkeit (Permeabilität) eines Fil-termediums für Flüssigkeiten wird in Darcyausgedrückt. Damit bietet sich an, mit dieserEinheit die Möglichkeit Filterhilfsmittel zuvergleichen. 1 Darcy [cm2] ist gegeben,wenn 1 cm3 einer Flüssigkeit mit der Visko-sität 1 cP in 1 s ein Gesteinsstück von 1 cmLänge und 1 cm2 Querschnitt bei einemDruckunterschied von 1 bar durchfließt.

! Darcy-Werte zwischen den verschiede-nen Filterhilfsmitteln sind nicht direkt ver-gleichbar, weil die Partikelzusammenset-zung der Filterhilfsmittel nicht vergleich-bar ist.

! Darcy-Werte erlauben einen Vergleichinnerhalb eine Gruppe von Filterhilfsmit-tel.

! Die Kombination von Filterhilfsmittelnführt je nach Anwendung zu besseren Fil-trationsergebnissen


62 ATW 128

Tab. 37: Ungefähre Trubaufnahmekapazität von Hefefiltern und Kieselgurfiltern

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Tab. 38: Zuordnung von Kieselgur aufgrund der Filtereigenschaft und der Mengenleistung

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Tab. 39: Zuordnung von Perlite aufgrund der Filtereigenschaft und der Mengenleistung

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Trubraum ist derjenige Raum, der an derUnfiltratseite für die Aufnahme von Trubund Filterhilfsmitteln zur Verfügung steht. Erkann von Filtertyp zu Filtertyp verschiedensein und variiert im allgemeinen zwischen15 und 20 Liter/m² Filterfläche. Sobald die-ser Raum bis zu dem vom Filterhersteller

angegebenen Wert gefüllt ist, muss die Fil-tration beendet und der Filter gereinigt wer-den. Das sogenannte Nass-Schüttvolumen istein spezifischer Wert, der dem Volumen voneinem Kilogramm Filterhilfsmittel in nassemZustand entspricht.

Anhang

ATW 128 63

Tab. 39: Zuordnung von Perlite aufgrund der Filtereigenschaft und der Mengenleistung

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Tab. 40: Zuordnung von Zellulose aufgrund der Filtereigenschaft und der Mengenleistung

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Tab. 41: Ungefähre Porendurchmesser bei der Filtration � Vergleich Kieselgurfiltration zu Schichtenfiltration

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A.2 Adressenverzeichnis

Filterhilfsmittel! E. Begerow GmbH & Co.

An den Nahewiesen 24D-55450 Langenlonsheimwww.begerow.de

! Erbslöh Geisenheim Getränketechnologie Erbslöhstraße 1 D-65366 Geisenheim www.erbsloeh-geisenheim.de

! JRS RettenmaierHolzmühle 1D-73494 Rosenbergwww.jrs.de

! Pall SeitzSchenk Filtersystems GmbHPlaniger Straße 137D-55543 Bad Kreuznachwww.pall.comwww.seitzschenk.de

Filter! Pall SeitzSchenk Filtersystems GmbH

Planiger Straße 137D-55543 Bad Kreuznach

www.pall.comwww.seitzschenk.de

! Meccanica Spadoni s.r.l.Via die Vinari, 7I-05010 Orvietowww.spadoni.it

! TMCI Padovan S.p.A.Via Dal Vera, 13I-31015 Conegliano (Treviso)www.padovan.com

! Della Toffola (s.p.a.)Via Feltrina 72I-31040 Signoress di Trevignanowww.dellatoffola.it

! Velo SpA Via Piave 55I-31031 Altivole (TV)www.velo.it

! Strassburger Filter GmbH & Co.KG Filter- Anlagen - ApparatebauOsthofener Landstraße 14 / Postfach 1159 D-67593 Westhofen/Rheinhessenwww.strassburger-filter.de

! Bruno Platz GmbHD-67487 Maikammer


64 ATW 128

Tab. 42: Schüttgewicht und Nass-Schüttvolumen von Filterhilfsmitteln

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Tab. 43: Typische Trübungswerte unterschiedlicher Flüssigkeiten

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A.1.3 Trübungseinheit NTU

NTU ist eine Trübungseinheit, die soge-nannte �Nephelometric Turbidity Unit�. Ent-hält eine Flüssigkeit ungelöste Feststoffe, sowird das durch die Flüssigkeit fallende Lichtsowohl absorbiert als auch gestreut. Siewirkt für unser Auge nicht mehr klar, son-dern getrübt. Die Stärke der Trübung hängtprimär von der Menge der ungelösten Fest-stoffe ab, jedoch beeinflussen Form, Größeund Zusammensetzung der Partikel zusätz-

lich deren Ausmaß. Eine quantitative Aussa-ge über die Menge der suspendierten Fest-stoffe in Most und Wein ist dementspre-chend so nicht möglich. Obwohl die Genau-igkeit der NTU-Bestimmung begrenzt ist,wird sie international gerne eingesetzt, weilsie technisch einfach ist und eine ungefähreVergleichbarkeit des Filtrationserfolgesdokumentieren kann. ! 1 NTU = 1 TF/E! 4 NTU = 1 EBC (European Brewing Con-

vention)

Weitere Weinbaupublikationen

KTBL-Veröffentlichungen zum Thema Wein- und Obstbau

KTBL-Schriften Stand vom 08.03.2010

Nr. Verfasser: Titel. Erscheinungsjahr Bestell-Nr.

465 Anlage und Bewirtschaftung von Weinbergterrassen. Terrassentage Oberkirch 2008, 123 S., 23 € 11465

459 Kauer, R., Fader, B.: Umstellung zum Ökologischen Weinbau. 2007, 99 S., 22 € 11459

456 Technik im Weinbau. 8. internationales ATW-Symposium 2007, 238 S., 26 € 11456

442 Hoffmann, B.,Jacobi-Ewerth, M.: Präsentation von Weingütern auf Messen und Weinfeste 11442

421 Qualitätsmanagement im Obst- und Weinbau. Internationales ATW-Symposium 2004, 238 S., 26 € 11421

KTBL-Sonderveröffentlichungen

Böhme, Axel: Umweltgerechte Technik für den Steillagen-Weinbau. 2003, 108 S., 15 € 40044

50 Jahre Ausschuss für Technik im Weinbau – Jubiläumsband 2002. 62 S., 10 € 40J50

Pflanzenschutz im Wein- und Obstbau. Internationales ATW-Symposium 2001, 195 S., 19 € 40006

39. ATW-Tagung für Weinbau-Fachberater 2009 in Bad Kreuznach. 25 S., 5 € 4039BT

38. ATW-Tagung für Weinbau-Fachberater 2008 in Oberkirch. 25 S., 5 € 4038BT

37. ATW-Tagung für Weinbau-Fachberater 2006 in Bad Kreuznach. 37 S., 5 € 4037BT

KTBL-Kalkulationsunterlagen

Datensammlung Betriebsplanung Landwirtschaft. 2008/2009, 19. Auflage, 752 S. + Online-Zugang, 25 €

19491

Datensammlung Gartenbau. 2009, 1. Auflage, 600 S., 25 € 19493 Datensammlung Weinbau und Kellerwirtschaft. 2010, 14. Auflage, 119 S., 22 € 19499 Maschinenkosten (MaKost). 2007, Online-Tool, 15 € für 12 Monate 30006 Standarddeckungsbeiträge (SDB)-online. 2007, 15 € für 12 Monate 30003 agroXML – Informationstechnik für die zukunftsorientierte Landwirtschaft. 2007,180 S., 24 € 11454 Faustzahlen für die Landwirtschaft. 2009, 14. Auflage, 1200 S., 30 € 19494

KTBL-Arbeitsblätter Weinbau

100 Walg, O.: Technik der Herbizidausbringung. 2009, 4 S., 3 € 42100

98/99 Kohl, E.: Raupenschlepper für die Bewirtschaftung von Weinbausteillagen. 2008, 16 S., 7 € 42098/99

97 Achilles, A.: Traubenvollernter – Typentabelle. 2008, 6 S., 4€ 42097

96 Walg, O.: Mulchgeräte für den Weinbau. 2007, 4 S.,4 € 42096

95 Kohl, E.: Seilzugmechanisierungssysteme zur Bewirtschaftung von Weinbausteillagen. 2007, 8 S., 4 42095

94 Walg, O.: Bodenbearbeitungs- und Tiefenlockerungsgeräte – Teil 2: angetrieben. 2007, 4 S., 4 € 42094

93 Walg, O.: Bodenbearbeitungs- und Tiefenlockerungsgeräte – Teil 1: gezogen. 2007, 6 S., 4 € 42093

92 Walg, O.:Bindematerialien und –geräte für die Stammbindungen. 2006, 4 S., 4 € 42092

91 Walg, O.: Entblätterungstechnik im Weinbau. 2006, 5 S., 4 € 42091

90 Walg, O.: Rebschnitt. 2005, 8 S., 4 € 42090

89 Walg, O.: Bindematerialien und Bindegeräte zum Biegen und Gerten. 2005, 5 S., 4 € 42089

88 Achilles, A.: Traubenvollernter – Typentabelle 2004. 6 S., 3 € 42088

Weinbau-Publikationen

ATW-Forschungsberichte Stand vom 08.03.2010

Nr. Verfasser: Titel. Erscheinungsjahr Bestell-Nr.

162 Schygulla, M.: Vergleich von Vertriebssystemen in der Direktvermarktung von Wein. 2009, 52 S., 10 €

41162

158 Bäcker et al: GPS-Systeme im Pflanzenschutz. 2008 (per Download unter www.ktbl.de abrufbar)

41158

153 Bäcker et al: Bewertung neuer Pflanzenschutzverfahren. 2009, 72 S., 10 € 41153

149 Jörger et al: Mechanisierung des Querterrassenweinbaus. 2008 (s. Tagungsband KTBL-Schrift 465)

11465

148 Binder, G.: Rekonditionierung gebrauchter –Barriquefässer. 2010, 62 S., 10 € 41148

147 Weiand et al.: Einsatz von Flotation in Winzerbetrieben. 2010, 71 S., 10 € 41147

140 Rebholz, F.: Weinbergschlepper als Arbeitsplatz. 2006, 78 S., 10 € 41140

139 Zipse, W.: Standort-Grünveredlung. 2006, 35 S. 8 € 41139

136 Uhl, W.: Automatische Steuerung für Laubschneider. 2003, 19 S., 6 € 41136

135 Seckler, J. et al.: Zielgröße Weinqualität – Optimierung der Entrappung. 2006, 90 S., 12 € 41135

134 Thies, L., C. Schneider, G. Röhrig: Brennereiwesen im Weinbaubetrieb. 2004, 42 S., 10 € 41134

132 Schygulla, M., B. Degünther: Selbstklebe-Etikettetiertechnik. 2003, 43 S., 10 € 41132

130 Rebholz, F.: Weinbergschlepper in der Praxis. 2003, 30 S., 10 € 41130

129 Cosma, C.: Schnelltests zur Untersuchung alkoholischer Getränke. 2003, 33 S., 10 € 41129

128 Schandelmaier, B,: Kieselgurfiltration für Klein- und Mittelbetriebe. 2004, 67 S., 10 € 41128

127 Jung et al: Einfluss der inneren Oberfläche auf das Gärverhalten von Traubenmost. 2006, 118 S., 12 €

41127

126 Steinberg, B., G. Bäcker: Tropfbewässerung im Weinbau. 2004, 35 S., 11 € 41126

125 Weik, B.: Abbeermaschinen und Maischeförderung. 2003, 58 S., 10 € 41125

124 Eichler, S.: Flaschen-Außenwaschmaschinen für Winzerbetriebe. 2003, 45 S, 10 € 41124

122 Bäcker, G., W. Struck: Sprühgebläse der neuen Generation. 2002, 36 S., 8 € 41122

121 Schultz, H. R., C. Deppisch: Reflektierende Unterstockfolien. 2003, 39 S., 10 € 41121

120 Prior, B.: Schutzhüllen für Jungreben. 2002, 65 S., 9 € 41120

119 Jung, R., J. Seckler u. F. Zürn: Beeinflussung des Verschließdrucks. 2001, 28 S., 7 € 41119

118 Müller, D.H., et al.: Direktkühlung bei der Weinproduktion. 2002, 74 S., 10 € 41118

117 Rühling, W.: Seilgezogene Mechanisierungssysteme. 2002, 24 S., 7 € 41117

115 Uhl, W.: Minimierung des Herbizidaufwandes. 2001, 46 S., 9 € 41115

114 Walg, O.: Mechanisierung des Rebschnitts. 2002, 33 S., 8 € 41114

113 Binder, G.: Rotweinbereitung in Erzeugerbetrieben. 2000, 118 S., 9 € 41113

111 Schwingenschlögl, P.: Schlagkarteien für den Weinbau. 2002, 30 S., 7 € 41111

110 Bäcker, G.: Mehrreihige Pflanzenschutzverfahren. 2000, 61 S., 9 € 41110

109 Schultz, H. R.: Minimalschnittsysteme. 2002, 71 S., 10 € 41109

108 Seckler, J. et al.: Transport und Förderung von Trauben und Maische. 2001, 55 S., 9 € 41108

Weinbau-Publikationen

107 Back, W.; J. Weiand: Kooperationsformen im Weinbau. 1998, 52 S., 9 € 41107

106 Maul, D. u. F. Rebholz: Standardschlepper im Direktzug-Weinbau. 2000, 27 S., 7 € 41106

105 Rühling, W.: Maschinelle Entblätterung. 1999, 36 S., 9 € 41105

104 Uhl, W.: Befahrbarkeit begrünter Rebgassen. 1999, 23 S., 7 € 41104

103 Zürn, F. u. R. Jung: Alternative Verschlüsse für Weinflaschen. 2000, 33 S., 9 € 41103

102 Seckler, J.; Jung, R. u. M. Freund: Alternative Klärverfahren bei Most. 2000, 95 S., 9 € 41102

101 Fischer, U. et al: Intensivierung des Weinaromas. 2001, 106 S., 11 € 41101

100 Köhler, H. J.: Überschichtung von Anbruchgebinden. 1999, 50 S., 9 € 41100

99 Wohlfarth, P. u. T. Schorr: Dauerbegrünung in Trockenjahren. 1999, 36 S., 9 € 41099

97 Fischer, U.: Gärunterbrechungen und Behebung von Gärstörungen. 2000, 92 S., 9 € 41097

96 Müller, D. H.; B. Platzer u. B. Frech: Aktive Kühlung bei der Gärung. 1998, 105 S., 12 € 41096

94 Köhler, H. J.: Dampferzeugung. 1997, 40 S., 7 € 41094

93 Fehlow, C.; R. Jung; W. Pfeifer: Fassweinbereitung im Kleingebinde. 1997, 25 S., 7 € 41093

92 Uhl, W.: Lockerung begrünter Ertragsrebflächen. 1998, 37 S., 9 € 41092

91 Rühling, W.: Maschinelle Ausdünnung. 1999, 31 S., 7 € 41091

88 Seckler, J.: Ganztraubenpressung. 1997, 70 S., 9 € 41088

86 Bäcker, G.: Einfluss der Erziehungssysteme auf die Applikationsqualität. 1998, 48 S., 9 € 41086

81 Maul, D., B. Weik: Arbeitssicherheit und Arbeitsplatzgestaltung. 2001, 77 S., 9 € 41081

ATW-Berichte sind beim KTBL abrufbar. Über das gesamte Veröffentlichungsprogramm können Sie sich im Veröffentlichungsverzeichnis informieren. Es ist kostenlos erhältlich beim KTBL, Bartningstraße 49, D-64289 Darmstadt www.ktbl.de; www.ktbl-shop.de (Tel.:+49(0)6151/7001-0; Fax: +49(0)6151/7001-123; [email protected])

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