Étude de nouveaux media granulaires et non tissés pour la filtration du vin

Study of new granular and nonwoven filter media for wine filtration

• Auteur / Autrice : Marie Blackford
• Direction : Martine Mietton-Peuchot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Oenologie
• Date : Soutenance le 01/12/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Bordeaux)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de recherche oenologie - Institut des sciences de la vigne et du vin (Villenave-d'Ornon, Gironde)
• Jury : Président / Présidente : Anthony Szymczyk
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Pierre Belleville, Youssef El Rayess, Rémy Ghidossi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anthony Szymczyk, Christel Causserand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Non-tissés

Additifs

Séparation par membranes

Filtration du vin

Mots clés libres

Filtration

Media filtrant

Granulaire

Non tissé

Vin

Filtration

Filter media

Filter aid

Nonwoven

Wine

Résumé

Les membranes et les adjuvants de filtration sont très utilisés pour la filtration des vins. Les adjuvants de filtration forment un dépôt filtrant assurant l’efficacité du filtre. Cependant ces particules ne sont pas régénérables. L’objectif de ces travaux est de proposer un media filtrant régénérable et disponible en plusieurs granulométries, afin d’être utilisé lors des différentes étapes de l’élaboration des vins. Les Rilsan® en polyamide 11 biosourcé sont étudiés et caractérisés en tant qu’alternative aux diatomites. Les résultats montrent qu’avec la gamme de Rilsan® existante il est possible d’obtenir les différents grades nécessaires pour la filtration du vin. Les distributions de tailles de particules, la formation des dépôts ainsi que les efficacités de filtration ont été déterminées. Lors de la filtration sur précouche de Rilsan® les mécanismes de rétention suivent une loi de colmatage intermédiaire des pores. Du fait de la structure non poreuse du matériau par rapport aux diatomites, leur régénération est possible et a été étudiée par hydrocyclonage. Les non-tissés ont l’avantage d’avoir de très fortes porosités ; ce qui est un atout pour obtenir des débits de filtration importants. De nouveaux media en polyamide 11 fabriqués par Electrospinning sont testés comme une alternative aux membranes actuelles, de plus faible porosité. Les diamètres de pores obtenus de l’ordre de 1,5 μm sont encore trop élevés pour envisager une stabilisation microbiologique du vin. La faible résistance mécanique des media est un frein à leur développement pour la filtration des liquides. Les perméabilités sont peu dépendantes de la dimension des pores dans la gamme testée et dépendent principalement de l’épaisseur du matériau et d’autres paramètres de fabrication.

Membranes and filter aids are classically used filter media throughout the wine making process. During filtration, filter aids form a precoat inducing the retention efficiency of the filter. However, these particles are not regenerable. The aim of this study is to find a cleanable and reusable alternative to existing filter aids, available in various grain-size distributions, in order to perform the different types of wine filtration. The Rilsan® powder, made of biobased polyamide 11, are characterized and studied as an alternative to diatomaceous earth mainly used for enology applications. Results showed that the range of Rilsan® allowed performing both rough and clarifying filtration. The particle size distribution, the granular bed deposition and the filtration efficiency were determined. During filtration using Rilsan® precoat, the fouling mechanisms follow an intermediate pore blocking law. According to their non-porous structure compared to diatomite, these particles are cleanable. Hydrocyclone process is studied in order to achieve this regeneration. Nonwovens have important porosities which is an asset to have high filtration flow rates. New filter media made by electrospinning process of polyamide 11 are tested as an alternative to currently used filtration membranes. The pore diameters measured of 1.5 μm are still too large to be used for wine microbiological stabilization. Their mechanical weakness is a brake to their use in liquid filtration applications. Water permeability is little influenced by the pore size, in the range of media tested, and depends mainly on the thickness of the media and other fabrication processes.