Bodegas
Filtración de vino: etapas y controles antes de embotellar
Las etapas de la filtración de vino hasta la botella: turbidez de cada paso, membrana de 0,45 o 0,65 µm, test de integridad y control del embotellado.
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Bodegas · Prefiltración
Los cartuchos de prefiltración para bodegas son los que se montan delante de la membrana final para que esta llegue al embotellado sin colmatarse. Los de profundidad retienen partículas, cristales y, en el caso de la fibra de vidrio, parte de los coloides. La retención de levaduras la hace la membrana final de 0,45 o 0,65 µm que va detrás [8]. El Australian Wine Research Institute (AWRI) recuerda que los filtros de profundidad, en general, no eliminan microorganismos del vino, y que para no colmatar una membrana suele hacer falta una filtración previa de poro mayor [1].
Si el vino arrastra partículas o cristales de tartrato después del frío, encaja un polipropileno plisado (Sartopure o, para caudales altos, Jumbo Star Sartopure). Si lo que colmata la membrana son coloides, una fibra de vidrio adsorbente (Jumbo Star Sartopure GF Plus). Y si necesita un prefiltro que se pueda verificar con un test de integridad, una membrana de 1,0 o 0,65 µm (Sartobev PS). En PSF, como distribuidor autorizado de Sartorius, trabajamos con las tres familias, y las cifras de producto salen de sus fichas técnicas.
En este artículo:
- Qué hace un prefiltro en la bodega y qué no hace
- Las familias de cartuchos de prefiltración
- Antes de filtrar: turbidez e índice de filtrabilidad
- Cómo elegir según lo que trae el vino
- Cómo dimensionar el prefiltro frente a la membrana
- Presiones, retrolavado y esterilización
- Cuándo regenerar o cambiar el prefiltro
- Materiales en contacto con el vino
- Preguntas frecuentes
- Fuentes
Qué hace un cartucho de prefiltración en la bodega y qué no hace
El Código Internacional de Prácticas Enológicas de la OIV distingue dos objetivos en la filtración del vino: clarificarlo, si hace falta por etapas sucesivas, y darle estabilidad biológica eliminando microorganismos, que es la filtración esterilizante [2]. El prefiltro forma parte de la clarificación, pero su trabajo es proteger la membrana: que reciba un vino que pueda filtrar durante todo el lote, sin subir de presión a mitad de embotellado.
Hay tres cosas que no hace:
- No da garantía microbiológica cuando es de profundidad. Esa garantía es de la membrana y de su test de integridad.
- No estabiliza el vino. La estabilidad proteica y la tartárica se resuelven antes; el prefiltro retiene lo que esos tratamientos dejan en suspensión, como los cristales que precipitan con el frío.
- No arregla un vino que aún no está para filtrar. Si llega turbio, lo que hay que repasar es la clarificación previa.
La diferencia entre profundidad y superficie está en cartuchos de profundidad o de superficie en vino, y el recorrido completo antes de embotellar, en la guía de filtración de vino.
Las familias de cartuchos de prefiltración para bodegas
Las cifras salen de las fichas técnicas de Sartorius enlazadas al final.
| Cartucho | Medio filtrante | Grados (µm) | Superficie 10″ / 40″ | Dónde encaja en bodega |
|---|---|---|---|---|
| Sartopure [3] | Varias capas de polipropileno plisado | 0,45 · 0,65 · 1,2 · 3 · 5 · 8 · 20 · 50 | 0,6 m² / 2,4 m² | Partículas y protección de la membrana en carcasas de cartucho estándar |
| Jumbo Star Sartopure [4] | Varias capas de polipropileno, formato de gran diámetro | 0,45 · 0,65 · 1,2 · 3 · 5 · 8 · 20 | 7 m² / 28 m² | Caudales altos, cristales tras el frío, retrolavado con agua |
| Jumbo Star Sartopure GF Plus [5] | Varias capas de fibra de vidrio, cada vez más finas | 0,65 · 1,2 | 5 m² / 20 m² | Vinos con carga coloidal que colmata la membrana |
| Sartobev PS [6] | Membrana de polietersulfona (PES) plisada, una capa | 0,65 · 1,0 | 0,8 m² por cada 10″ (se fabrica en 20″, 30″ y 40″) / 3,2 m² | Prefiltro con test de integridad delante de la membrana final |
Polipropileno plisado: Sartopure y Jumbo Star Sartopure
El Sartopure es un cartucho construido por completo en polipropileno, con varias capas plisadas, para eliminar partículas y proteger el equipo de proceso [3]. Es la opción cuando ya tiene carcasas de cartucho y necesita un escalón de partículas delante de la membrana.
El Jumbo Star Sartopure lleva el mismo tipo de medio a un elemento de gran diámetro. Sartorius cita, entre sus aplicaciones, la prefiltración antes de la membrana final, la clarificación en bodega y la retención de cristales de tartrato después del tratamiento en frío [4]. Un elemento de 40″ tiene 28 m² frente a los 2,4 m² de un Sartopure de la misma altura: casi doce veces más superficie [3] [4]. A cambio, no comparten carcasa: el Jumbo Star lleva adaptador 40, y el Sartopure, 21, 25, 27 o 28. Antes de cambiar de formato hay que mirar la carcasa. El Jumbo Star en detalle está en la guía de placas lenticulares y módulos Jumbo.
Fibra de vidrio adsorbente: Jumbo Star Sartopure GF Plus
El GF Plus combina varias capas de fibra de vidrio cada vez más finas. Sartorius lo presenta, por su poder de adsorción, para eliminar partículas y coloides de las bebidas, con dos usos: la prefiltración antes de la membrana final y la etapa de clarificación [5]. Su ficha habla de una retención «selectiva y definida» de partículas y coloides [5]. Al pedirlo, no lo confunda con el Sartopure GF Plus en cartucho estándar (0,4 m² en 10″): de las dos fichas, la que trata bebidas es la del Jumbo Star [5]; la del cartucho estándar cita cultivos celulares, caldos de fermentación y medios de cultivo celular [7].
Membrana como prefiltro: Sartobev PS
El Sartobev PS es una membrana de PES de una capa, en 0,65 y 1,0 µm, que su ficha presenta como «especialmente desarrollada para la prefiltración de vino y vino espumoso». Sirve para la filtración final o como prefiltro de integridad comprobable y retiene partículas y células de levadura [6]. Encaja cuando el vino ya llega muy limpio y quiere que el escalón previo a la membrana final se pueda verificar como ella. La AWRI habla de filtros previos de poro mayor para no colmatar la membrana [1]; con un prefiltro de membrana, eso quiere decir el de 0,65 µm delante de una final de 0,45 µm, y el de 1,0 µm delante de una de 0,45 o de 0,65 µm. Las membranas finales las tratamos en filtros absolutos.
Antes de filtrar: turbidez e índice de filtrabilidad
Dos medidas ayudan a saber si el vino está listo para la membrana: la turbidez y el índice de filtrabilidad. La tabla recoge las referencias de la AWRI [1]; la última columna es nuestra lectura práctica.
| Dato | Referencia de la AWRI | Lectura práctica |
|---|---|---|
| Más de 200 NTU | Habitual justo después de la fermentación; el vino suele decantarse, clarificarse o centrifugarse | Todavía no toca el prefiltro de la membrana final |
| Entre 100 y 200 NTU | Macrofiltración, de tamices metálicos gruesos a filtración con tierras | Todavía no toca el prefiltro de la membrana final |
| Entre 60 y 100 NTU | Filtración con tierras más fina | Todavía no toca el prefiltro de la membrana final |
| Por debajo de 60 NTU | Placas (a menudo junto con tierras) o tangencial, con una microfiltración final | Empieza el terreno de los prefiltros y la membrana |
| Por debajo de unos 30 NTU | Vino limpio a la vista | Todavía no está para la membrana final |
| Menos de 1,0 NTU | Umbral habitual para embotellar, que no garantiza que el medio filtrante no se colmate | Puede colmatar la membrana igualmente: mida el índice de filtrabilidad |
| Índice de filtrabilidad de 1,0 a 1,5 | Bueno | Buena filtrabilidad |
| Índice de 1,5 a 2,0 | Moderado | Revise el tipo y el grado del prefiltro |
| Índice mayor de 2,0 | Malo | Difícil de filtrar; puede requerir prefiltración |
La columna de lectura práctica se refiere al prefiltro que protege la membrana final. Un cartucho también puede trabajar antes, en la clarificación: la ficha del Jumbo Star Sartopure contempla su uso «en vino crudo como alternativa al filtro de Kieselghur o al filtro de flujo cruzado» [4], es decir, en lugar de la filtración con tierras o de la tangencial. Ese uso queda fuera de este artículo, que trata el escalón inmediatamente anterior a la membrana.
El índice se mide pasando un litro de vino por una membrana de 0,45 µm y 25 mm a presión constante, normalmente 2 bar, durante cinco a diez minutos. Su valor es el cociente entre el volumen filtrado de los 30 a los 90 segundos y el filtrado de los 120 a los 180 segundos; si en toda la prueba pasan menos de 200 ml, la filtrabilidad también es mala [1]. Una caída fuerte del caudal durante la prueba es una señal de lo que le puede pasar a la membrana de la línea.
Cómo elegir el prefiltro según lo que trae el vino
El síntoma en la línea suele decir qué falla. La tabla relaciona cada síntoma con el prefiltro que encaja.
| Lo que pasa en la línea | Lo que suele haber detrás | Prefiltro que encaja |
|---|---|---|
| Cristales en la carcasa o sobre la membrana tras la estabilización en frío | Bitartrato precipitado que no se ha separado | Polipropileno plisado; el Jumbo Star Sartopure lo cita para esta aplicación [4] |
| La membrana final se colmata pronto aunque el vino está por debajo de 1 NTU | Coloides; según la AWRI, a menudo complejos de polisacáridos [1] | Fibra de vidrio adsorbente (Jumbo Star Sartopure GF Plus) [5] |
| El prefiltro se colmata en poco tiempo y la membrana va bien | Grado demasiado cerrado para la carga que trae el vino, o vino que no está listo para filtrar | Abrir el grado del prefiltro o repasar la clarificación antes de filtrar |
| Necesita registrar que la etapa previa ha funcionado | Exigencia de su sistema de calidad | Membrana Sartobev PS, con test de integridad [6] |
Según la AWRI, un vino puede estar por debajo de 1 NTU y aun así bloquear la membrana, sobre todo por complejos de polisacáridos que proceden de la botritis, la fermentación, el contacto con lías o algunas bacterias [1]. Son coloides, y para coloides está pensada la fibra de vidrio [5]; si compensa en su vino se comprueba con una prueba.
Cómo dimensionar el prefiltro frente a la membrana final
El punto de partida es el caudal de la llenadora. Las fichas dan caudales recomendados por cartucho de 30″: unos 600 a 1.000 l/h para la membrana final Vinosart PS [8] y 15 o 20 hl/h en vino para el Sartobev PS [6].
Escenario típico (cuenta de ejemplo, no un caso real): una línea que llena 3.000 l/h de vino tranquilo. Con Vinosart PS de 30″ como membrana final salen de 3 elementos (3.000 / 1.000) a 5 (3.000 / 600). Con Sartobev PS de 30″ como prefiltro salen 2 en los dos extremos de su rango (3.000 / 1.500 = 2; 3.000 / 2.000 = 1,5, redondeado a 2). La carcasa del prefiltro de membrana puede ser más pequeña que la de la membrana final.
En los prefiltros de profundidad, lo que decide el tamaño es cuánta suciedad tienen que retener antes de llegar a la presión de trabajo que marca el lavado o el cambio. Por eso la ficha del Jumbo Star insiste en la superficie, 7 m² por cada 10″, y en el retrolavado con agua [4]. Para dimensionarlos se parte del índice de filtrabilidad y del volumen del lote, y se ajusta con el registro de presiones de las primeras filtraciones. Las bancadas, manuales o automáticas, están en equipos de microfiltración para embotellado.
Presiones, retrolavado y esterilización: lo que fija cada ficha
| Cartucho | Presión diferencial máxima | Contrapresión máxima | Esterilización | Ciclos de esterilización | pH |
|---|---|---|---|---|---|
| Sartopure [3] | 5 bar a 20 °C; 2 bar a 80 °C | 2 bar a 20 °C | Vapor en línea, 121 °C, 20 min, con 0,5 bar de diferencial como máximo | Mín. 25 | 1 a 12 |
| Jumbo Star Sartopure [4] | 4 bar a 20 °C; 1 bar a 80 °C; 0,5 bar a 120 °C | 1,5 bar a 20 °C | Agua caliente a 85-95 °C o vapor a 110 °C, 30 min, con 0,5 bar de diferencial como máximo | Mín. 100 | No da cifra |
| Jumbo Star Sartopure GF Plus [5] | 4 bar a 20 °C; 1 bar a 80 °C; 0,5 bar a 120 °C | 1,5 bar a 20 °C | Agua caliente a 85-95 °C o vapor en línea a 110 °C, 30 min | No lo indica | No da cifra |
| Sartobev PS [6] | 5 bar a 20 °C; 2 bar a 80 °C; 0,5 bar a 121 °C | 2 bar a 20 °C | Agua caliente a 85-95 °C o vapor a 110 °C | 100 | 1 a 14 |
- Límite del retrolavado: de los cuatro, solo la ficha del Jumbo Star Sartopure lo presenta como lavable a contracorriente con agua, y ese lavado no puede pasar de su contrapresión máxima, 1,5 bar a 20 °C [4]. En la esterilización, las fichas del Sartopure y del Jumbo Star Sartopure fijan otro límite: 0,5 bar de presión diferencial [3] [4].
- Cada etapa se limpia con lo que admite: las membranas de PES aguantan de pH 1 a 14 [6] [8] y el Sartopure, de 1 a 12 [3]. Una limpieza química pensada para la membrana puede quedar fuera del rango del prefiltro.
- La presión diferencial máxima es el límite del cartucho. El valor de trabajo al que se lava, se regenera o se cambia lo fija cada bodega por debajo de ese límite, con su registro de presiones; no hay un valor universal publicado.
Cuándo regenerar o cambiar el prefiltro
Lo que admite cada prefiltro para recuperarse depende de su ficha. El Jumbo Star Sartopure se lava a contracorriente con agua [4]. El Sartobev PS admite una regeneración química con sosa cáustica y ácidos [6]. La ficha del Sartopure solo da su resistencia a los agentes químicos de limpieza, de pH 1 a 12 [3], y la del Jumbo Star Sartopure GF Plus no habla de regeneración [5].
En todos, la referencia es la presión diferencial frente al valor de trabajo que ha fijado la bodega. Donde la ficha admite lavado o regeneración, se hace al llegar a ese valor, y el cartucho se cambia cuando ya no devuelve la presión de partida o cuando la membrana de detrás se colmata antes de lo habitual. En el GF Plus, llegar a ese valor marca directamente el cambio. Los ciclos de esterilización de las fichas (25 en el Sartopure y 100 en el Jumbo Star Sartopure) son un mínimo que el fabricante garantiza [3] [4]; el momento del cambio lo marca la presión.
Las membranas, tanto el Sartobev PS como la membrana final, se comprueban además con un test de integridad. La ficha del Sartobev PS lo fija en 0,8 bar de presión de prueba, 8 ml de difusión máxima referida a 10″ de elemento y 10 minutos [6]; la membrana final trae sus propios valores en su ficha [8]. En planta se hace con un equipo portátil como el PSFcheck.
Los cartuchos de profundidad no tienen test de integridad en su ficha: se controlan por la presión diferencial y por lo que le llega a la membrana. Por eso le recomendamos anotar en cada lote las presiones de entrada y salida, el volumen filtrado y los lavados o regeneraciones: con ese registro, el cambio de cartucho se puede planificar.
Materiales en contacto con el vino
Las fichas del Sartopure, el Jumbo Star Sartopure y el Sartobev PS remiten al Reglamento (CE) 1935/2004, el marco europeo para los materiales en contacto con alimentos, y las dos últimas también al Reglamento (UE) 10/2011 de materiales plásticos [3] [4] [6] [9] [10]. La del Jumbo Star Sartopure GF Plus solo dice que sus materiales cumplen los requisitos de la FDA para alimentos y bebidas [5]. Si su sistema de calidad lo pide, solicite la declaración de conformidad del cartucho.
Cómo lo planteamos en PSF
Para proponerle un prefiltro necesitamos cinco datos: el tipo de vino, su turbidez o su índice de filtrabilidad, el caudal de llenado, la membrana final que usa y las carcasas que tiene. Con eso le decimos qué familia y qué grado encajan, si su carcasa admite el formato y cómo dimensionarlo. Las referencias de prefiltración están en cartuchos de filtración, los elementos de gran diámetro en módulos Jumbo y el resto de la gama en distribuidor autorizado Sartorius.
Preguntas frecuentes sobre cartuchos de prefiltración para bodegas
¿Un cartucho de prefiltración retiene levaduras?
Depende del tipo. Según la AWRI, los de profundidad en general no eliminan microorganismos del vino, mientras que la ficha del prefiltro de membrana Sartobev PS dice que garantiza la retención de partículas y células de levadura. Cuando va delante de una membrana final, la garantía la sigue dando esa membrana, comprobada con su test de integridad.
¿Qué prefiltro se pone delante de una membrana de 0,45 µm?
Depende de lo que la colmate. Con partículas o cristales tras el frío, polipropileno plisado (Sartopure o Jumbo Star Sartopure); con coloides, fibra de vidrio adsorbente de 0,65 o 1,2 µm (Jumbo Star Sartopure GF Plus, con adaptador 40, como el Jumbo Star Sartopure). Si quiere un escalón verificable, una membrana Sartobev PS de 0,65 o 1,0 µm, de poro mayor que la final.
¿Cada cuánto se cambia un cartucho de prefiltración?
No hay un plazo fijo: lo marca la presión diferencial frente al valor de trabajo que fije la bodega. El Jumbo Star Sartopure se lava a contracorriente con agua y el Sartobev PS admite regeneración química con sosa cáustica y ácidos, y se cambian cuando eso ya no recupera la presión inicial. Los ciclos de esterilización de las fichas (como mínimo 25 en Sartopure y 100 en Jumbo Star Sartopure) indican lo que el fabricante garantiza que aguantan, y tampoco sirven de calendario de cambio.
¿Se pueden retrolavar los cartuchos de prefiltración?
El Jumbo Star Sartopure está diseñado para lavarse a contracorriente con agua, sin pasar de su contrapresión máxima de 1,5 bar a 20 °C. Al lavar a contracorriente, el límite es la contrapresión de la ficha; en la esterilización manda la presión diferencial máxima de 0,5 bar que fijan las fichas del Sartopure y del Jumbo Star Sartopure.
Si el vino está por debajo de 1 NTU, ¿hace falta prefiltro?
Puede hacer falta. La AWRI advierte que menos de 1 NTU no garantiza que la membrana no se colmate, porque los complejos de polisacáridos pueden bloquearla aunque el vino esté por debajo de ese valor; el índice de filtrabilidad lo aclara.
¿Puedo montar un Jumbo Star Sartopure en la carcasa de mis cartuchos?
No. El Jumbo Star Sartopure lleva adaptador 40 y su propia carcasa; el Sartopure estándar usa adaptadores 21, 25, 27 o 28.
¿Estos cartuchos son aptos para el contacto con el vino?
Las fichas del Sartopure, el Jumbo Star Sartopure y el Sartobev PS remiten al Reglamento (CE) 1935/2004 sobre materiales en contacto con alimentos, y las dos últimas también al Reglamento (UE) 10/2011 de materiales plásticos. La del Jumbo Star Sartopure GF Plus solo dice que sus materiales cumplen los requisitos de la FDA, así que para ese cartucho, y para cualquiera si su sistema de calidad lo exige, pida la declaración de conformidad.
Fuentes
- The Australian Wine Research Institute. (s. f.). Filtration: physical removal of microorganisms. AWRI. https://www.awri.com.au/industry_support/winemaking_resources/storage-and-packaging/pre-packaging-preparation/filtration-physical-removal-of-microorganisms/
- Organización Internacional de la Viña y el Vino. (s. f.). Código Internacional de Prácticas Enológicas, ficha II.3.2.2: Filtración. OIV. https://www.oiv.int/standards/international-code-of-oenological-practices/part-ii-oenological-treatments-and-practices/wines/filtration
- Sartorius Stedim Biotech. (2021). Sartopure®: cartuchos filtrantes para reducción de partículas [Ficha técnica, estado 09/2021]. Ficha del Sartopure en PSF
- Sartorius Stedim Biotech. (2020). Jumbo Star Sartopure®: cartuchos de alta capacidad para reducción de partículas y carga biológica en bebidas [Ficha técnica, estado 12/2020]. Ficha del Jumbo Star Sartopure en PSF
- Sartorius Stedim Biotech. (2020). Jumbo Star Sartopure® GF Plus: cartucho filtrante de alta capacidad adsorbente [Ficha técnica, estado 10/2020]. Ficha del Jumbo Star Sartopure GF Plus en PSF
- Sartorius Stedim Biotech. (2021). Sartobev PS: filtro de membrana para la reducción de partículas, coloides y carga biológica en aplicaciones de alimentos y bebidas [Ficha técnica, estado 04/2021]. Ficha del Sartobev PS en PSF
- Sartorius Stedim Biotech. (2020). Sartopure® GF Plus: filtros de profundidad de adsorción [Ficha técnica, estado 10/2020]. Ficha del Sartopure GF Plus en PSF
- Sartorius Stedim Biotech. (2021). Vinosart® PS [Ficha técnica, estado 11/2021]. Ficha del Vinosart PS en PSF
- Reglamento (CE) n.º 1935/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 27 de octubre de 2004, sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos y por el que se derogan las Directivas 80/590/CEE y 89/109/CEE. Diario Oficial de la Unión Europea, L 338, de 13 de noviembre de 2004, 4-17. https://www.boe.es/doue/2004/338/L00004-00017.pdf
- Reglamento (UE) n.º 10/2011 de la Comisión, de 14 de enero de 2011, sobre materiales y objetos plásticos destinados a entrar en contacto con alimentos. Diario Oficial de la Unión Europea, L 12, de 15 de enero de 2011, 1-89. https://www.boe.es/doue/2011/012/L00001-00089.pdf
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