Placas filtrantes y módulos lenticulares: grados, formatos y cómo elegir

De qué están hechas las placas filtrantes y cómo se fabrican

Una placa Sartoclear es una lámina de 3,8 a 3,9 mm de celulosa y tierra de diatomeas. La celulosa forma una matriz tridimensional con hasta un 85 % de volumen de huecos [1]. La monografía de la OIV describe la composición general del sector: fibras de celulosa purificadas, blanqueadas y finamente fibriladas, con cantidades variables de coadyuvantes como tierra de diatomeas, perlita, zeolitas, silicatos, PVPP o carbón activo [3].

La misma monografía explica cómo se fabrican: la mezcla se prepara como una pasta, se escurre al vacío sobre una banda de tela metálica y se seca en horno. El refinado y el fibrilado de la celulosa y el tipo de coadyuvante dan la gama de permeabilidades, de 0,1 a 40 µm, y después la lámina se corta como hoja plana o para módulos lenticulares [3].

Según la OIV, la placa retiene las partículas por intercepción y adsorción en su espesor, y solo en menor medida por efecto tamiz en la superficie [3]. La adsorción depende de la carga: las Sartoclear tienen potencial zeta positivo y atraen partículas diminutas y coloides con carga negativa que por tamaño pasarían [1]. Por eso una placa clarifica más de lo que haría pensar su micraje. La diferencia entre retener en profundidad y en superficie la explicamos en cartuchos de profundidad frente a superficie.

Quién las fabrica. En PSF no fabricamos placas: somos distribuidor autorizado de Sartorius, y las Sartoclear y Sartocell que servimos son de Sartorius Stedim Biotech (Alemania), fabricadas con un sistema de calidad ISO 9001 y conformes con los requisitos para alimentos de la LFGB alemana y de la FDA [1] [2]. En la Unión Europea, el Reglamento (CE) 1935/2004 exige que un material en contacto con alimentos no les transfiera componentes en cantidades que puedan poner en peligro la salud, modificar de forma inaceptable su composición o alterar sus características organolépticas [4], y la OIV fija para las placas menos de 10 mg/g de extraíbles en agua caliente y menos de 5 mg/g en agua fría [3].

Los grados de las placas filtrantes: de C5 a S7

Sartoclear y Sartocell usan la misma escala. La ficha da para cada grado su retención nominal y el flujo de agua por metro cuadrado, y ese segundo dato explica casi todos los problemas de colmatación [1] [2].

Retención nominal y flujo de agua: fichas de Sartoclear [1] y Sartocell [2]. La última columna es una orientación nuestra, no de la ficha: el grado de cada etapa se fija con una prueba con su producto.

Del C5 al S7, el flujo de agua cae de 1.550 a 40 L/m²/min. Una placa S7 que recibe un vino recién trasegado se tapona pronto; detrás de una etapa C o F, rinde.

Retención nominal no es retención absoluta. Según la AWRI, un valor nominal indica que el filtro retiene un porcentaje mínimo, normalmente entre el 50 y el 90 %, del material de ese tamaño [5]. Una membrana absoluta con test de integridad da otra garantía, como contamos en filtros absolutos.

Lenticulares de doble capa. Como lo habitual es un grado grueso seguido de uno fino, cada uno en su carcasa, Sartorius fabrica módulos Sartocell que juntan las dos combinaciones más usadas: CF5 (C5 + F4) y FS2 (F4 + F7). Son de 16″, con 8 células, 185 mm de alto y 1,9 m² de superficie, frente a los 3,7 m² de uno de capa simple del mismo diámetro [2].

Placas filtrantes o módulos lenticulares: el mismo medio, dos formas de trabajar

La AWRI lo resume en una línea: un filtro lenticular es una placa filtrante reformateada dentro de una carcasa [5]. En Sartorius, las dos fichas describen el mismo medio y los mismos grados [1] [2]. Cambia el entorno: la placa trabaja en un filtro abierto y se cambia hoja a hoja; el lenticular va en una carcasa cerrada que, según Sartorius, elimina el goteo y la contaminación desde fuera [2].

Fichas de Sartoclear [1] y Sartocell [2]; entre paréntesis, la referencia general de la OIV [3].

Cuándo suelen encajar las placas

Encajan si ya tiene un filtro de placas, si cambia a menudo de grado o de producto o si filtra lotes de tamaño muy distinto, porque el filtro se adapta al caudal añadiendo o quitando placas [1]. A cambio, se montan, enjuagan y desmontan a mano, con el producto más expuesto y algo de goteo.

Cuándo suelen encajar los lenticulares

Encajan cuando pesan más la higiene y el orden, porque el módulo se cambia entero. Las carcasas lenticulares de la gama 292 de Sartorius son de acero inoxidable 316L y trabajan entre 5 y 100 hl/h en cerveza, vino, espirituosos, agua y refrescos [6]. Ojo con la contrapresión máxima del Sartocell, 0,03 bar [2]: conviene evitar que el producto retroceda.

Para volúmenes altos y repetidos hay un tercer formato, los cartuchos Jumbo Star, que se lavan a contracorriente y vuelven a la línea. La comparación de los tres, con datos de ficha, está en módulos filtrantes Jumbo frente a placas y lenticulares.

Cómo elegir el grado de cada etapa

La OIV admite filtrar el vino sobre placas de celulosa para clarificarlo, si hace falta por etapas sucesivas, y para lograr su estabilidad biológica eliminando microorganismos [7]. Nuestro orden para fijar los grados:

1. Partir de lo que trae el producto

Turbidez, levaduras, coloides y si llega clarificado o recién trasegado. Un tinto con estructura, una cerveza recién madurada y un zumo con pulpa piden escalas distintas.

2. Escalonar de abierto a cerrado

Una etapa C o F seguida de otra F o S suele rendir más que una sola placa cerrada. Es lo que describe la AWRI en bodega: placas cada vez más cerradas y la membrana al final [5].

3. Pensar en lo que va detrás

Lo que haya detrás marca hasta dónde cerrar: no es lo mismo entregar el producto a una membrana que a la llenadora. La etapa final la tratamos en filtración de vino antes del embotellado y en filtración de cerveza por microfiltración.

4. Probar con su producto

Una prueba con muestra real dice cuánto aguanta cada grado hasta el límite de presión, y con ese dato se compara el coste por litro filtrado de cada opción.

5. Fijar el final del ciclo por presión diferencial

La presión diferencial es la diferencia entre la entrada y la salida del filtro. La OIV indica que el ciclo con placas termina normalmente a 3 bar, y que para separar microorganismos no deben superarse 1,5 bar, a caudal constante [3]. Son límites de proceso. El del módulo Sartocell, según su ficha, es de 2,0 bar [2], así que con grados S para retener microorganismos manda el 1,5 bar de la OIV.

Enjuague, esterilización, regeneración y almacenamiento

La monografía de la OIV recoge estas pautas de uso [3]; las instrucciones del fabricante de su placa van por delante:

• Enjuague: con agua antes de la primera filtración.
• Esterilización: agua caliente a 85 °C o vapor en línea de 125 a 134 °C, al menos 20 minutos.
• Regeneración: al llegar a la presión máxima, y según qué las haya tapado, las placas pueden regenerarse: agua fría (15 a 20 °C) en el sentido de filtración unos 5 minutos y agua caliente (60 a 80 °C) en sentido contrario unos 10. No más de 5 ciclos por placa. En los Sartocell, con 0,03 bar de contrapresión máxima [2], consulte las instrucciones de Sartorius antes de lavarlos a contracorriente.
• Cambio: por seguridad bacteriológica, como muy tarde 4 semanas después del primer uso.
• Almacenamiento: son muy adsorbentes. En su embalaje original, en lugar seco, ventilado, sin olores ni sol directo, y mejor usarlas en los 5 años siguientes a la compra.

Lo que una placa filtrante no hace

No sustituye a la membrana final. Aquí las fuentes no coinciden. La OIV reconoce que las placas retienen bacterias y levaduras y habla de grados esterilizantes [3]; la AWRI advierte que los filtros en profundidad, en general, no eliminan los microorganismos del vino y que su eliminación en el embotellado la garantiza la filtración absoluta con membrana [5]. Nuestra lectura: una placa S reduce mucho la carga microbiana, pero no se verifica con un test de integridad, y por eso la membrana sigue al final del tren.

No estabiliza el vino. La filtración quita lo que está en suspensión; la estabilidad proteica y la tartárica se trabajan antes, con clarificantes y frío, como contamos en clarificación del vino.

Puede quitar algo de color. La celulosa y la tierra de diatomeas son polares y retienen parte de los compuestos fenólicos y del color [5]. Aun así, en un estudio de la AWRI con cuatro tintos comerciales filtrados por flujo tangencial, lenticulares y membranas en dos plantas de embotellado, el tanino y el color no cambiaron [5]. Y la OIV establece que, usadas según las recomendaciones del fabricante, no deben cambiar de forma apreciable las características sensoriales del vino [3].

Problemas frecuentes y qué revisar

Orientación nuestra para empezar a buscar, no un diagnóstico; la última fila sigue las pautas de enjuague y almacenamiento de la OIV [3].

Qué necesitamos para recomendarle placas o lenticulares

Con estos datos le proponemos grados, formato y número de etapas:

• Producto y etapa: qué filtra y en qué punto del proceso.
• Volumen por lote y caudal.
• Equipo: filtro de placas (y formato) o carcasa de lenticulares (12″ o 16″).
• Grados que usa hoy, consumo por lote y qué va detrás.
• Documentación que le pide su departamento de calidad.

Las fichas técnicas en castellano están en nuestra página de placas y lenticulares: Sartoclear y Sartocell. Los filtros y bancadas, en equipos de filtración.

Preguntas frecuentes sobre placas filtrantes

Fuentes

1. Sartorius Stedim Biotech. (2021). Sartoclear®: hojas de filtro de profundidad para alimentos y bebidas [Ficha técnica, DIR 2617921]. PSF. /ficha-tecnica-sartoclear-placas-y-lenticulares-sartorius-psf-filtracion-2/
2. Sartorius Stedim Biotech. (2020). Sartocell: módulos de filtrado de profundidad para alimentos y bebidas [Ficha técnica, SR-2011-e]. PSF. /ficha-tecnica-sartocell-placas-y-lenticulares-sartorius-psf-filtracion-2/
3. Organización Internacional de la Viña y el Vino. (2021). Monograph on depth filter sheets (Resolución OIV-OENO 629-2021; Codex Enológico Internacional, COEI-1-PLAQFI). https://www.oiv.int/standards/monograph-on-depth-filter-sheets
4. Parlamento Europeo y Consejo de la Unión Europea. (2004). Reglamento (CE) n.º 1935/2004, sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos. BOE. https://www.boe.es/buscar/doc.php?id=DOUE-L-2004-82656
5. The Australian Wine Research Institute. (2023). Filtration: physical removal of microorganisms. https://www.awri.com.au/industry_support/winemaking_resources/storage-and-packaging/pre-packaging-preparation/filtration-physical-removal-of-microorganisms/
6. Sartorius. (s. f.). Filter Housings Range 292. https://www.sartorius.com/en/applications/applied-industries/food-beverage-filtration/filtration-equipment/filter-housings/filter-housings-range-292
7. Organización Internacional de la Viña y el Vino. (s. f.). II.3.2.2 Filtration. International Code of Oenological Practices. https://www.oiv.int/standards/international-code-of-oenological-practices/part-ii-oenological-treatments-and-practices/wines/filtration