Le principe de la filtration par la terre de diatomées
Les vins et les boissons filtrés à la terre de diatomées conservent leur saveur, sont non toxiques, exempts de substances en suspension ou précipitées, limpides et transparents, offrent une filtration performante, occupent un espace réduit, sont légers et faciles à transporter. Les principaux paramètres de contrôle sont le matériau de la membrane, la pression de service de celle-ci, son diamètre, le dosage des additifs et l'intensité du contre-lavage.
L'épaisseur de la membrane filtrante est généralement de 2 à 3 mm et la granulométrie de la terre de diatomées est de 1 à 10 μm. Après filtration, on utilise souvent de l'eau, de l'air comprimé, ou les deux, pour le rétrolavage. Les avantages de la filtration sans porte sont une bonne efficacité de traitement, une faible consommation d'eau de rinçage (moins de 1 % de l'eau de production) et un faible encombrement (moins de 10 % de la surface d'un filtre à sable classique). Comparée à l'ancien filtre à coton, elle présente des avantages considérables : une économie d'énergie de 92 %, une réduction des pertes de vin de 90 %, une réduction des coûts d'équipement des deux tiers et une réduction des effectifs de production des trois quarts. Quel est donc le principe de son application ?
Le principe de la filtration sur terre de diatomées consiste à filtrer un liquide. Sous l'effet de la pression de la pompe, celui-ci pénètre dans la chambre de collecte à travers un pré-revêtement. Les particules et les polymères sont retenus par ce pré-revêtement, et le liquide clarifié entre dans la chambre de collecte puis s'écoule hors du récipient par l'axe central. Le filtre se compose d'une grille filtrante, d'une grille de support et d'un cadre extérieur. Chaque élément filtrant est un tube perforé servant de structure interne, enveloppé d'un fil métallique et recouvert d'une couche de terre de diatomées. L'élément filtrant est fixé sur le diaphragme, dont les parties supérieure et inférieure constituent respectivement la chambre d'eau brute et la chambre d'eau purifiée. Le cycle de filtration complet se divise en trois étapes : la pose de la membrane, la filtration et le rétrolavage.
Faible coût de la filtration à la terre de diatomées : consommation d’eau : la consommation d’eau pour le lavage à contre-courant est 1/10 de celle des filtres à sable ; consommation d’énergie : la charge électrique totale de la salle des machines réversible A-1 ne représente qu’environ 3/5 de celle de la salle des machines d’un système de filtration à cylindres de sable traditionnel ; dosage : lors de la filtration, il convient d’ajouter 0,2 kg de terre de diatomées par mètre carré de surface de filtration et par cycle de filtration dans la salle des machines de type A-1.
Dans la méthode de filtration sur terre de diatomées, la terre de diatomées possède de nombreux petits pores naturels. Les pores irréguliers de la couche filtrante sont plus longs et densément répartis sur toute l'épaisseur du gâteau de filtration, ce qui permet d'adsorber et de retenir davantage de particules fines et d'améliorer ainsi la qualité de la filtration. La filtration comprend deux étapes : le tamisage et l'adsorption. Lors de la filtration, la terre de diatomées est divisée en une couche de pré-enrobage et une couche filtrante qui s'adsorbe sur le tissu filtrant extérieur au filtre, formant un gâteau de filtration incompressible doté d'innombrables micropores complexes et interconnectés. Pendant la filtration, les grosses impuretés présentes dans le filtrat sont piégées à la surface externe du gâteau de filtration, car elles ne peuvent pas traverser les pores relativement petits du filtre ; c'est l'étape de tamisage. Les particules fines pénètrent dans le gâteau de filtration et sont adsorbées et retenues dans les pores incurvés et complexes ; c'est l'étape d'adsorption. On obtient ainsi une solution de perméat claire. Lorsque la pression de filtration augmente, cela indique que certains pores du gâteau de filtration sont obstrués. À ce stade, une nouvelle couche filtrante est formée par l'ajout de terre de diatomées dans la machine de filtration afin de poursuivre la filtration. Lorsque la plupart des pores de la couche de gâteau de filtration sont obstrués et que le débit de filtration diminue, le gâteau est retiré, une nouvelle couche est pré-enduite, puis filtrée. L'observation de la filtration de gâteaux de filtration divisés en couches pré-enduite et filtrante révèle que la grande majorité des impuretés sont retenues par tamisage à l'extérieur des pores du filtre, seules quelques impuretés étant adsorbées à l'intérieur.