Filtre presse

Conçus pour la clarification des produits chargés, les filtres presse se caractérisent par un cycle de filtration au cours duquel la pression évolue au fur et à mesure du remplissage des chambres.

La clarification avec un filtre presse se caractérise par 2 phases essentielles :

La filtration qui définit la séparation liquide-solide, et assure la limpidité du produit mis en oeuvre

L'assèchement du "gâteau" qui permet un débatissage sous forme solide des tourteaux et facilite l'opération de lavage

Schema classique d'utilisation d un filtre presse

Schéma classique d'utilisation d'un filtre presse

Les filtres presse travaillent selon le principe d'autofiltration : ce sont les impuretés retenues sur le support qui constituent le milieu filtrant proprement dit. C'est le cas d'exploitation du filtre sans adjuvant de filtration - schéma ci dessus : circuits (1) (circulation en boucle du produit à filtrer jusqu'à constitution de la couche filtrante) et (2) (sortie du produit filtré).

Le produit à filtrer doit avoir une charge suffisante pour assurer un gâteau stable et une clarification satisfaisante.
Les caractéristiques des dépôts à retenir déterminent la finesse de la filtration.

L'adjonction d'un adjuvant filtrant (perlite, kieselguhr, cellulose...) assure un drainage efficace qui retarde le colmatage, garantit des volumes filtrés/cycle supérieurs et facilite le débatissage - schéma ci dessus : circuits (3) et (2) (le circuit (1) est alors inutilisé).

Présentation technique d'un filtre presse

pompe
collecteur du filtrat
plateau équipé de ses toiles
châssis en acier
toile filtrante
réservoir avec tampon pneumatique
alimentation centrale en liquide à filtrer

Schéma d'un filtre presse

Eléments principaux

L'alimentation

Elle se fait de façon centrale par une pompe à piston pouvant aller jusqu'à 8-10 bars de pression.
Dans le cas de produits peu chargés, la mise en place d'une pompe à piston bi-vitesse est recommandée ; plus la charge du produit diminue, plus le débit de la pompe doit être élevé

Les plateaux

Ils sont recouverts d'une toile support filtrante (en nylon ou en polypropylène). Les toiles doivent être imputrescibles.

Deux plateaux juxtaposés forment un espace appelé chambre dans lequel se forme le gâteau. Celui-ci peut atteindre une épaisseur de 30 à 35 mm, selon le volume de la chambre.

Le serrage de l'ensemble est assuré par un système hydraulique (200-300 bars) garantissant l'étanchéité.

L'évacuation

Le filtrat est évacué par un ou deux conduits situés à l'angle des plateaux puis collecté sur les côtés du filtre.

Remarque : dans le cas de liquides particulièrement colmatants, certains fabricants proposent des plateaux à membranes, à intercaler entre les plateaux ordinaires. Les membranes sont gonflées à l'air ou à l'eau et permettent une réduction du temps de filtration et améliorent l'assèchement du gâteau. Les plateaux à membranes sont néanmoins peu utilisés en oenologie.

Conduite de la filtration

Préparer un volume de liquide à filtrer correspondant à un cycle de filtration. Il n'est pas nécessaire, et même déconseillé, de préparer un volume supérieur au volume filtré par cycle.
Eventuellement, incorporer la quantité d'adjuvant nécessaire directement dans le liquide à filtrer.
Après l'incorporation de l'adjuvant, il est nécessaire d'attendre 15 à 20 minutes avant de mettre en fonction le filtre afin d'assurer une bonne hydratation de la perlite ou du kieselguhr.
Assurer une bonne agitation de l'ensemble liquide-adjuvant tout au long du cycle de filtration (préparation comprise), afin de maintenir une homogénéité totale. Toute rupture dans le cycle entraîne un colmatage rapide.
Le débâtissage du filtre intervient au moment du colmatage.
Le colmatage, caractérisé par l'alternance arrêts-démarrages de la pompe à piston, peut être considéré comme total lorsque le délai entre un arrêt et un redémarrage atteint 45 secondes environ.

Afin de permettre un débâtissage à sec du filtre et donc un nettoyage facile et rapide, il faut tenir compte du volume total des chambres, des caractéristiques du produit à filtrer (quantité et structures des particules à retenir) et de l'adjuvant de filtration assurant le drainage (c'est à dire préparer un volume de liquide à filtrer correspondant à un cycle de filtration).

Réalisation d'un cycle

Un cycle de travail normalement optimisé ne doit pas dépasser 3 à 4 heures :

15 à 20 minutes de mise en route
90 à 180 minutes de filtration
20 à 40 minutes de nettoyage

Le tableau suivant nous donne les caractéristiques moyennes de cycles de filtration pour divers types de produits.

Tableau : Caractéristiques moyennes de cycles de filtration

Il faut noter que les débits par cycle généralement constatés dépendent :

de la charge des produits à filtrer.
des modes de pressurage (variations de 20 à 45% dans les débits par cycle).
des caractéristiques du filtre utilisé :

                   - les capacités de drainage des plateaux
                   - la surface filtrante
                   - le type de toile
                   - le système d'alimentation

des traitements oenologiques (enzymage...).

Cas particulier de la filtration par alluvionnage avec un filtre presse

Le filtre presse peut être exploité pour la clarification des vins nouveaux, des vins de presse, des vins en fermentation ou des vins en cours d'élaboration : il se comporte alors comme un filtre à alluvionnage continu.
Trois schémas de fonctionnement sont possibles :

1 - Ajout d'un bac d'alluvionnage avec agitation, d'une pompe doseuse et d'une pompe à débit continu pour l'alimentation en vin. La pompe à piston est alors inutilisée : c'est la solution la plus adaptée

Schéma filtre presse et bac d'alluvionnage pompe doseuse

2 - L'alluvionnage est assuré par la pompe à piston.

Schéma filtre presse et bac d'alluvionnage pompe piston

3 - L'adjuvant est ajouté à la totalité du vin à filtrer. Celui-ci est pompé en circuit fermé (1) jusqu'à éclaircissement du filtrat, avant d'être envoyé dans la cuve de réception (2).