Trattamento depurativo di reflui effluenti da aziende enologiche con residuale presenza di farine fossili

Il pigiato privo di raspi può essere inviato alle successive fasi di pigiatura e di 
vinificazione finale per estrarre il colore e gli aromi dalle vinacce poste a macerare col 
mosto. Il tutto avviene in ambiente controllato e con cinetiche di processo lente, per di 
evitare la dissoluzione di sostanze indesiderate. 
 
 
1.1.2 - Vinificazione in bianco 
 
E’ il processo enologico in cui si perviene ad un vino a basso contenuto di polifenoli 
(sostanze coloranti contenute nella buccia dell’uva). Si utilizzano presse pneumatiche a 
polmone con sviluppo orizzontale. Tutto il processo di movimentazione mosti viene 
sviluppato in atmosfera inerte in assenza di aria, tramite un impianto a tenuta d’aria e 
conseguente introduzione di azoto gassoso. Avviato il processo fermentativo, sarà la 
stessa anidride carbonica scaturita dalla reazione a garantire il perdurare delle 
condizioni di tenuta. Durante la decantazione a freddo il mosto permane per 36 hr 
all’interno di tini di contenimento dove avviene la separazione fisica del surnatrante 
chiarificato dal residuo feccioso. La fase di filtrazione dei mosti ha il fine di eliminare i 
solidi in sospensione con le fecce che possono innescare fermentazioni anomale 
dannose per la qualità del prodotto finito, secondo un principio di separazione solido - 
liquido. I rendimenti di filtrazione necessari sono ottenibili tramite l’impiego di appositi 
coadiuvanti della filtrazione (filter - aids). Le tecnologie di filtrazione utilizzate nello 
stabilimento in esame sono una filtro - pressa a piastre e un filtro rotativo a tamburo 
con pre - pannello sottovuoto a base di perlite. E’ in questa fase che le perliti entrano 
nel ciclo produttivo per poi essere trasportate fino all’impianto di depurazione con i 
reflui. La fermentazione avviene con l’aggiunta di appositi lieviti, selezionati per la 
trasformazione dei vini bianchi, e additivi per il controllo delle fasi di fermentazione 
(anidride solforosa e vitamina C anti - ossidanti, acido tartarico ed enzimi pectolitici 
che demoliscono gli zuccheri complessi presenti nella polpa dell’uva).  
Si procede così alla fermentazione alcolica, ovvero la trasformazione degli zuccheri 
(glucosio e fruttosio) in alcool etilico.  
 
 
 
 
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Fig.1.1 - Ciclo di produzione dei vini bianchi 
 
 
RICEZIONE 
UVE 
PRESSATURA 
◊ Presse pneumatiche a polmone
Aggiunta 
SO
2
CONDIZIONAMENTO TERMICO 
◊ 1.300.000 frigorie/hr impiegate 
◊ Decantazione a freddo 
◊ Vinificazione
RESIDUO FECCIOSO 
◊ Filtrazione fecce per 
ottenere mosto filtrato 
e fecce di mosto 
Aggiunta 
coadiuvanti 
PIGIODERASPATURA 
◊ ambiente termocondizionato a 5 - 
8°C
FERMENTAZIONE ENZIMATICA 
FERMENTAZIONE ALCOLICA SCARTI
SURNATANTE 
CHIARIFICATO 
STOCCAGGIO VINO BIANCO GREZZO 
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1.1.3 - Vinificazione in rosso 
 
E’ il processo in cui si fa fermentare il mosto d’uva in presenza delle proprie vinacce, 
che cedono le sostanze coloranti e aromatiche alla fase liquida. Il processo di estrazione 
si sviluppa attraverso le fasi di dissoluzione e dispersione (diffusione). 
A secondo della tipologia merceologica del prodotto finito che si vuole ottenere si 
regolano tempi e modalità di contatto tra vinacce e massa zuccherina liquida in 
fermentazione. Per la fermentazione in rosso, si lavora con i cosiddetti fermentini , che 
consentono di operare con le seguenti condizioni di processo: 
• Massa delle vinacce nel mosto in fermentazione (cappello) immerse nel liquido; 
• Efficiente rimescolamento del mosto (follatura); 
• Estrazione del mosto dalla parte bassa del fermentino e sua dispersione a pioggia 
nella parte alta (rimontaggio); 
• Termocondizionamento dell’intera massa in fermentazione con un gruppo frigo 
della potenzialità di 250.000 frigorie/ora. 
 
Fig.1.2 - Ciclo di produzione dei vini rossi 
 
RICEZIONE 
UVE 
DERASPATURA 
Aggiunta SO2
VINIFICAZIONE CON MACERAZIONE 
◊ Dissoluzione delle sostanze provenienti dallo 
schiacciamento delle vinacce 
◊ Diffusione e dispersione delle vinacce nella 
massa in fermentazione 
FILTRAZIONE 
FECCE 
SCARTI
Aggiunta 
coadiuvanti 
STOCCAGGIO VINO ROSSO 
GREZZO 
 
 
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1.1.4 - Stabilizzazione vini e stoccaggio prodotti finiti 
 
In conclusione dei due processi di fermentazione, si ottengono vini grezzi che 
necessitano di processi di stabilizzazione e affinamento per l’ottenimento dei prodotti 
finiti allo stato sfuso e/o confezionato. Per stabile si intende un prodotto finito che non 
subisca modifiche chimico - fisiche ne organolettiche (formazione di precipitati, 
cambiamento di colore, perdita di frazioni aromatiche, ecc.).  
 
Fig.1.3 - Ciclo produttivo della Cantina Settesoli  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PIGIATURA E DERASPATURA 
◊ Separazione del pigiato dai raspi e dalle vinacce 
◊ Distinzione delle fasi di lavorazione 
VINIFICAZIONE IN BIANCO VINIFICAZIONE IN ROSSO 
RICEZIONE UVE 
◊ Valutazione del valore economico della materia prima 
◊ Scelta del percorso di lavorazione che subirà la 
materia prima 
STOCCAGGIO VINI GREZZI 
 
 
 
STOCCAGGIO PRODOTTI FINITI 
STABILIZZATI 
STABILIZZAZIONE VINI GREZZI 
◊ Svinatura (Travaso + Colmatura) 
◊ Decantazione statica 
◊ Filtrazione sgrossante 
◊ Stabilizzazione tartarica 
 
 
 
 
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1.2 - La filtrazione nell’industria 
 
 
1.2.1 - Generalità 
 
La filtrazione è un’operazione in cui particelle solide vengono rimosse da una 
sospensione fluida facendola passare attraverso un mezzo filtrante, o setto, sul quale i 
solidi risultano depositati. Per risolvere i diversi problemi di separazione solido - 
liquido sono state sviluppate diverse tipologie di filtrazione, che operano secondo 
modalità diverse: 
 
• Cross - filtration: viene utilizzata per particelle con diametro d<1 µm quando è di 
interesse anche la fase solida. In questo caso la barriera meccanica è lambita dalla 
sospensione e viene applicato un ∆P sulla barriera che fa passare il fluido e trattiene il 
solido, si ottengono così sospensioni molto concentrate da inviare all’essiccamento per 
il recupero della fase solida. 
 
• Filtrazione a torta (cake - filtration): viene utilizzata per la separazione di 
particelle con dimensioni relativamente grandi (d>10 µm). In questo caso la 
sospensione viene alimentata perpendicolarmente alla barriera meccanica (il filtro) e 
ciò fa sì che la barriera trattenga i solidi che diventano essi stessi mezzo filtrante, 
formando una torta. Il prodotto di interesse può essere sia la fase liquida che quella 
solida. 
 
• Chiarificazione: filtrazione attraverso un mezzo poroso con dimensioni dei pori 
un po’ più grandi delle particelle da filtrare. Le particelle vengono bloccate nel filtro e 
lo vanno ostruendo, bisognerà sospendere l’operazione e rigenerare (o sostituire) il 
filtro. Viene normalmente utilizzata quando il prodotto di interesse è la fase fluida ed è 
economicamente sostenibile per concentrazioni basse di solidi sospesi. 
 
Si può fare una classificazione in base alla natura della forza che provoca la filtrazione, 
per cui avremo: I) filtri a gravità, II) filtri in pressione e III) filtri in depressione. 
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Nei filtri del primo tipo si sfrutta la pressione sviluppata dalla forza di gravità agente su 
una colonna di liquido. Nei filtri del secondo e terzo tipo il flusso liquido attraversa il 
mezzo filtrante grazie all’applicazione di un ∆P tra l’ingresso e l’uscita ad opera della 
forza centrifuga (filtrazione centrifuga) o mediante l’uso di pompe. Questi filtri operano 
a P>Patm nella parte superiore (tipo II) oppure a P=Patm nella parte alta e sottovuoto a 
valle del filtro (tipo III).  
I filtri industriali possono lavorare in continuo o in discontinuo a secondo della 
metodologia di scarico dei solidi filtrati. Durante la maggior parte del ciclo operativo di 
un filtro discontinuo, il flusso di liquido che attraversa l’apparecchiatura è continuo ma 
deve essere periodicamente interrotto per permettere lo scarico dei solidi accumulati. In 
un filtro continuo, invece, lo scarico di liquido e solidi è ininterrotto per tutta 
l’operazione.  
 
Una generale classificazione dei filtri industriali può essere la seguente: 
 
I) FILTRI IN PRESSIONE 
 
Continuo Filtro - ispessitore 
Discontinuo
Filtro a piastre 
Filtro - pressa 
Filtro a fogli e mantello 
Filtro a cartucce 
Scarico aperto 
Scarico chiuso 
 
 
II) FILTRI SOTTOVUOTO 
 
Continuo Filtro a valvole rotanti 
Filtro a tamburo rotante 
Filtro a tamburo rotante con pre - pannello 
Filtri orizzontali 
Filtri centrifughi 
Discontinuo Filtri a guscio (nutsche) 
 
Per quel che riguarda questa trattazione ci occuperemo di filtri continui sottovuoto e in 
particolare di filtri a tamburo rotante.  
 
 
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1.2.2 - Filtri continui a tamburo rotante sottovuoto 
 
La sospensione alimentata (liquor) è aspirata attraverso i pori del mezzo filtrante da un 
setto in movimento ottenendo un accumulo di solidi. La torta oltrepassa la zona 
filtrante, viene lavata, essiccata e rimossa in continuo dal setto che poi rientra nella 
sospensione (slurry) per caricare un’altra parte di solidi. La differenza di pressione ∆P 
attraverso il setto non è elevata, solitamente 250 - 500 mmHg. La condizione di vuoto 
viene applicata a partire da un elemento stazionario ed estesa a tutte le parti in moto 
dell’unità.  
Il filtro a tamburo rotante sottovuoto è costituito da un tamburo orizzontale che ruota a 
0,1 - 2,0 giri/min (rpm) immergendo volta per volta parte della sua area superficiale 
nella sospensione da filtrare. La superficie del tamburo è ricoperta da un telo che funge 
da mezzo filtrante. All’interno del tamburo ve n’è un altro più piccolo a superficie 
solida. Lo spazio anulare tra i due cilindri è diviso in compartimenti stagni connessi da 
tubazioni interne che formano un fascio tubiero disposto a raggiera. Mentre il tamburo 
esterno ruota, nei pannelli si crea il vuoto in modo che essi aspirino la sospensione nella 
quale sono immersi. Quando il tamburo si immerge nello slurry, il liquido filtra 
all’interno dei compartimenti e, attraverso le tubazioni, raggiunge il recipiente di 
raccolta. A questo punto, il pannello lascia lo slurry, passando nella zona di lavaggio ed 
essiccamento. Viene inviata aria dal basso per gonfiare il rivestimento del pannello, si 
rimuove la torta grattandola via con una lama orizzontale (nota come “doctor blade”) e 
il pannello rientra nello slurry per ripetere il ciclo.  
La parte di filtro immersa varia tra il tradizionale 30% e il 70% di un’operazione in cui 
sia richiesta una elevata capacità filtrante. L’efficienza del filtro dipende dalle 
caratteristiche dell’alimentazione e dallo spessore della torta. 
Il mezzo filtrante deve soddisfare dei requisiti quali stabilità e resistenza chimica, 
fornire un filtrato chiaro e permettere lo scarico completo della torta e, inoltre, deve 
essere poco costoso. Solitamente si usano setti di tela in materiale sintetico o di acciaio 
inox nel caso di sostanze corrosive. 
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 Fig.1.4 - filtro rotativo a pre - pannello 
sottovuoto  
Fig.1.5 - Formazione della torta filtrante 
          
 
                     Fig.1.6 - Piping interno del filtro 
 
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