Weinfässer effizient mit Ultraschall reinigen und hygienisieren

Eichenfässer für den Weinausbau lassen sich mit Leistungsultraschall effizient reinigen und hygienisieren. Durch die Ultraschallbehandlung wird Weinstein entfernt und Mikroorganismen wie Hefen (Brettanomyces, Dekkera) werden abgetötet. Zudem werden die Aromastoffe des Holzes besser verfügbar, wenn die Fässer anschließend für den Ausbau und die Reifung von Wein verwendet werden.

Ultraschallreinigung von Weinfässern

Leistungsultraschall hat verschiedene Wirkungen auf die Oberfläche und die tiefer liegende Struktur des Holzes. Ultraschallkavitation (auch akustische Kavitation genannt) im Holz erzeugt lokal Bedingungen mit hoher Energiedichte, darunter hohe Druckunterschiede, hohe Temperaturen und schnelle Flüssigkeitsströmungen.
Diese physikalischen / sonomechanischen Kräfte führen zu einer intensiveren Benetzung der Fassoberfläche, zur Entfernung verbleibender Ablagerungen (z. B. Weinstein), zum Aufschluss von Mikroorganismen und zu einer beschleunigten Sauerstoffübertragung.

Hygienisierung von Weinfässern mit Ultraschall – wissenschaftlich belegte Ergebnisse

Wissenschaftliche Analysen wie die Bestimmung der Mikroorganismenzahl und spezifische Oberflächenmessungen belegen die Inaktivierung von Mikroorganismen und die Entfernung von Weinstein durch Ultraschall. Es wurde nachgewiesen, dass die Ultraschallreinigung von Fässern zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse liefert (Wiederholbarkeit) und nicht durch die Heterogenität der Holzoberfläche beeinflusst wird. Fassdauben aus Holz weisen eine gewisse Hydrophobie auf, die die Freisetzung von Aromastoffen aus der tiefer liegenden Holzstruktur hemmt. Hochleistungsultraschall könnte den Kontaktwinkel zwischen Holz und Flüssigkeit vergrößern, insbesondere bei hohen Temperaturen (80◦C). Dadurch fördert Hochleistungsultraschall die anfängliche Sauerstoffübertragungskapazität des Holzes, da das Holz durch die Entfernung von Weinstein und eine sachgerechte Hygienisierung regeneriert wird. Intensiver Ultraschall reinigt nicht nur die Oberfläche, sondern dringt durch die natürlich vorhandenen Poren des Holzes auch in tiefere Holzschichten ein.
Diese Tiefenwirkung der Ultraschallbehandlung hygienisiert nicht nur das Fass, sondern macht auch die in der Holzstruktur vorhandenen Aromastoffe für den Ausbau und die Reifung von Wein verfügbar.

Beispiele für die Entfernung von Weinstein vor (links) und nach (rechts) der Ultraschallbehandlung (UIP4000hdT, 60ºC).
(Studie und Bilder: © Breniaux et al., 2019)

Abtötung von Hefen mit Ultraschall

Die Studie von Breniaux et al. (2019) zeigte außerdem, dass Leistungsultraschall bis zu einer Tiefe von 8 mm in der Holzstruktur 35% der Population von Brettanomyces spp., 36% aller Hefen, 90% der Milchsäurebakterien und 100% der Essigsäurebakterien entfernen konnte. Durch optimierte Betriebsparameter konnten die Forschenden die Wirkung der Ultraschallbehandlung noch weiter verbessern, sodass die hygienisierende Wirkung des Ultraschalls eine Tiefe von 9 mm im Holz erreicht. Dies ist zugleich die Tiefe, bis zu der der Wein und damit auch Brettanomyces-Hefen eindringen können.

Auswirkungen von Ultraschall auf die Sauerstoffdesorption von Eichenfässern

Die Ultraschallbehandlung hat erhebliche Auswirkungen auf die Sauerstoffdesorptionskapazität von Holz. Beim Vergleich von ultraschallbehandeltem und unbehandeltem Eichenholz war die Sauerstoffdesorptionsrate des unbehandelten Holzes halb so hoch. Nach der Behandlung mit Leistungsultraschall lag die Sauerstoffdesorption bei nahezu 10 mg/L, was auf eine deutliche Zunahme der Sauerstoffdesorptionskapazität durch die Ultraschallbehandlung hindeutet. Diese Sauerstoffdesorptionswerte ultraschallbehandelter, wiederverwendeter Eichenfässer sind mit denen von unbenutztem Eichenholz vergleichbar. Dies deutet darauf hin, dass gebrauchte Fässer durch Ultraschall regeneriert werden können und die Eichenholzstruktur dabei nicht beeinträchtigt wird. (Vgl. Breniaux et al., 2019)

Hochleistungs-Ultraschallgeräte zur Fassreinigung

Hielscher Ultrasonics ist Marktführer für Hochleistungs-Ultraschallgeräte. Betriebsparameter wie Ultraschallamplitude, Behandlungsdauer und Wassertemperatur tragen zur Effizienz der Reinigung und Hygienisierung von Weinfässern mit Ultraschall bei. Die Hochleistungs-Ultraschallgeräte von Hielscher lassen sich vollständig steuern und ermöglichen so eine zuverlässige Reinigungs- und Hygienisierungswirkung. Der mit einer Kaskatrode ausgestattete UIP4000hdT ist die am häufigsten verwendete Konfiguration für die effiziente und schnelle Tiefenreinigung von Weinfässern aus Holz.
Hielscher verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und im Vertrieb von Ultraschallgeräten. Die Geräte sind für ihre Leistungsfähigkeit, Robustheit und Zuverlässigkeit bekannt.