Filtrační křemelina zažívá ve vinařství renesanci
V poslední době o ní slýcháme často, ale víte odkud pochází a proč se používá? Je jen málo vinařských provozů, kde křemelinu nepoužívají. Její rozšíření se zakládá především na schopnostech filtrovat. Když víte jak na to, můžete s ní dosáhnout vynikajících filtračních výsledků.
Křemelina v životě kolem nás
Dosud jste možná o tom neměli ani tušení, ale potkáváte se s ní každý den. Křemelina je velice jemnozrnná, práškovitá hornina s všestranným uplatněním v mnoha odvětvích. Například v zubní pastě, kde plní funkci jemného brousidla. V různých potravinových doplňcích ve formě plnidel. V čisté formě má bílou barvu, někdy bývá i nazelenalá, šedá, nebo hnědavá podle příměsí. Důležitou vlastností je její pórovitost, dosahující až 80 %, která přímo vybízí k využití takové struktury jako dokonalého přírodního síta pro filtraci kapalin. Pro své tepelné izolační vlastnosti a žáruvzdornost je už po více jak 2000 let oblíbeným materiálem ve stavebnictví a díky chemické inertnosti, odolnosti vůči kyselinám a vysoké absorpční schopnosti se hojně používá i ve farmacii. Její přesná atomická struktura je vzorově využívána i v nanotechnologiích, jde největší užitek se teprve očekává. Avšak v historii se našlo i destruktivní uplatnění křemeliny a to když ji slavný vynálezce Nobel napustil nitroglycerinem při výrobě prvního dynamitu.
Fosilní živočich nebo rostlina?
Křemelina je tvořena opálovými schránkami odumřelých rozsivek. Rozsivky jsou mikroskopické jednobuněčné hnědé řasy s dvojdílnou křemitou schránkou, které patří mezi jedny z nejrozšířenějších organismů na naší planetě. Podílejí se téměř jednou čtvrtinou na primární produkci rostlin a představují tak významnou součást potravních řetězců. Obývají hlavně vodní ekosystémy a najdeme je převážně v planktonu. U nás často tvoří biomasu na březích tekoucích vod, kde vytváří jasně viditelné rezavě hnědé povlaky na kamenech nebo na bahně u břehu. V současnosti jich známe na 285 rodů a 10 až 12 tisíc druhů. Zajímavostí je, že i když jde o řasu, rozsivky do rostlin nepatří, protože svými vlastnostmi leží někde na rozhraní mezi rostlinami a živočichy a řadí se tak do samostatné páté říše organismů zvané chromista. Rozsivky se významně podílely na vzniku kyslíkaté atmosféry Země. Jejich nejstarší zkameněliny pochází z druhohor, ze starší křídy-120 mil. let. Právě hornina složená z těchto fosilních schránek rozsivek se nazývá diatomit neboli křemelina. Na 1 krychlový centimetr připadá 11 milionů schránek . Za technicky čistou křemelinu se považuje od 90% obsahu SiO2. Schránka rozsivek se nazývá frustula. Ta je tvořena polymerizovaným oxidem křemičitým, který je chráněn proti korozi vrstvou kyselého polysacharidu diatotepinu. Schránku si buňka vytváří aktivním vychytáváním kyseliny křemičité z prostředí rychlostí až 18 molekul za sekundu.
Proces těžby a zpracování křemeliny
Křemelina se těží v povrchových dolech, které naleznete i u nás v Česku. Celosvětový objem produkce se pohybuje okolo 2 mil. tun ročně. Nejkvalitnější křemelina pochází z Kalifornie, která je zároveň největším ložiskem této horniny vůbec.Dalšími významnými producenty jsou i Mexiko, Francie, Japonsko či Španělsko. Pro filtrační účely se upravuje žíháním při 600 - 900 oC. Pak se v přesném třídicím procesu nastavuje optimální velikost částic pro jednotlivé typy filtrační křemeliny. Tato hmota téměř neobsahuje nefiltrující složky, jako jsou jemný prach a křemenný písek. Její kvalita se odvozuje podle objemové hmotnosti, která je 1,8 - 2,4 a závisí od obsahu oxidu křemičitého.
Proč je křemelina vhodná pro filtraci vína?
V první řadě je to velikost pórů. Tyto póry, přes které je víno filtrováno a kde jsou zachycovány nechtěné částice, jsou natolik malé, že jsou schopny odseparovat většinu zákalotvorných částic (tzv. „pevné mechaniky“ od velikosti přibližně desetin mikrometrů), ale zároveň jsou natolik velké, že z vína neodbourávají žádoucí rozpuštěné látky ve formě molekul a iontů. Jinými slovy to znamená, že neničí „vnitřní náplň“ vína, coby určující hodnoty jeho vjemového (organoleptického) charakteru a bohatosti. Proto je filtrace přes křemelinu pro víno šetrnější, než s použitím některých jiných („ostřejších“) druhů filtračních materiálů, které mohou víno tzv. „ strhat “. Úroveň účinnosti filtrace křemelinou je však zásadně odvislá od technické koncepce a konstrukce použitého filtračního zařízení. Zde je nejdůležitějším faktorem mechanická pevnost vlastního nosiče křemelinové filtrační vrstvy. Čím je pevnější a stabilnější, tím vyšší je účinnost. Prim zde udávají filtry svíčkové, vinuté z ocelového drátu lichoběžníkového průřezu. Tyto s příslušným typem použité křemeliny dokáží zajistit širokou škálu druhů filtrace vín i moštů, včetně mikrobiologické eliminace organismů.
Ekologie při použití křemeliny
Vzhledem k tomu, že křemelina je přírodou - řasami vytvořený materiál, je i po jejím využití ve vinařství bezproblémově likvidovatelná. Běžně je možno ji aplikovat v zemědělství pro zapracování do kompostů jako hodnotné, organikou obohacené hnojivo, nebo jako provzdušňovací a kypřící prvek v těžších půdách a podobně. Křemelinu je možno i regenerovat pro opětovné použití ve filtraci, ale vzhledem k vyšším procesním ekonomickým nákladům je to prozatím nerentabilní. Možná časem se najde cesta levnější.
František Bílek
Odborník na filtrace a ředitel společnosti Bílek Filtry .s.r.o.
Článek vyšel v časopisu Vinař Sadař
