Effiziente Reinigung und Desinfektion von Weinfässern mit Ultraschall

Eichenholzfässer für den Weinausbau können mit Leistungsultraschall effizient gereinigt und desinfiziert werden. Durch die Beschallung wird Weinstein entfernt und Mikroorganismen wie Hefe (Brettanomyces, Dekkera) werden abgetötet. Außerdem werden die Holzaromastoffe besser verfügbar, wenn die Fässer anschließend für den Weinausbau und die Reifung verwendet werden.

Ultraschallreinigung von Weinfässern

Hochleistungs-Ultraschall hat positive Effekte auf die Oberfläche wie auch die die tiefer-liegende Holzstruktur. Die Ultraschallkavitation (auch akustische Kavitation genannt) erzeugt lokal energiereiche Bedingungen, einschließlich hoher Druckunterschiede, hoher Temperaturen und Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeitsstrahlen.
Diese physikalischen / sonomechanischen Kräfte führen zu einer intensivieretn Benetzung der Fassoberfläche, zur Entfernung von Restablagerungen (z.B. Weinstein), zur Inaktivierung/Abtötung von Mikroorganismen und zu einer erhöhten Sauerstofftransferkinetik.

Weinfass-Reinigung mit Ultraschall – Wissenschaftlich erwiesene Ergebnisse

Wissenschaftliche Analysen wie die Bestimmung der Mikroorganismenzahl sowie spezifische Oberflächenmessungen belegen die ultraschall-induzierte Inaktivierung von Mikroorganismen wie auch den Weinsteinabbau wissenschaftlich. Es ist erwiesen, dass die ultraschall-gestützte Fassreinigung zuverlässig reproduzierbare Ergebnisse liefert und nicht von der Heterogenität der Holzoberfläche beeinflusst wird. Holzfassplanken weisen eine gewisse Hydrophobie auf, wodurch die Freisetzung von Aromastoffen aus der tieferen Holzstruktur gehemmt wird. Die Beschallung mittels Hochleistungs-Ultraschall erhöht den Kontaktwinkel zwischen Holz und Flüssigkeit, insbesondere bei hohen Temperaturen (80◦C). Dadurch fördert Hochleistungs-Ultraschall die anfängliche Sauerstoffübertragungsfähigkeit des Holzes, da das Holz durch die Entfernung von Weinstein und die Reinigung wieder aufbereitet wird. Intensiver Ultraschall reinigt nicht nur die Oberfläche, sondern dringt durch die natürlich vorhandenen Poren in tiefere Holzschichten ein.
Diese Tiefenwirkung der Beschallung reinigt nicht nur das Fass, sondern macht auch die in der Holzstruktur vorhandenen Aromastoffe für den Weinausbau und die Reifung verfügbar.

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

Hefeabtötung mit Ultraschall

Die Studie von Breniaux et al. (2019) zeigt ebenfalls, dass mit Hochleistungsultraschall 35 % der Population für Brettanomyces spp., 36 % der Gesamthefe, 90 % der Milchsäurebakterien und 100 % der Essigbakterien bis zu einer Tiefe von 8 mm in der Holzstruktur entfernt werden konnten. Unter optimierten Betriebsparametern konnten die Forscher die Beschallungswirkung sogar noch weiter verbessern, so dass die Ultraschall-Reinigungseffekte eine Tiefe von 9 mm im Holz erreicht. Dies ist auch die Tiefe, bis zu der der Wein und damit die Brettanomyces-Hefe in Holz eindringen kann.

Effekte des Ultraschalls auf die Sauerstoffdesorption von Eichenholzfässern

Die Ultraschallbehandlung hat erhebliche Auswirkungen auf die Sauerstoffdesorptionskapazität von Holz. Beim Vergleich von beschalltem und unbehandeltem Eichenholz war die Sauerstoffdesorptionsrate in nicht-beschalltem Holz um das Zweifache niedriger. Nach der Hochleistungs-Ultraschallbehandlung lag die Sauerstoffdesorption bei fast 10 mg/L, was auf eine erhebliche Steigerung der Sauerstoffdesorptionskapazität durch die Beschallung hinweist. Diese Sauerstoffdesorptionswerte von ultraschall-aufbereiteten Eichenfässern sind mit denen von neuem, unbenutztem Eichenholz vergleichbar. Das bedeutet, dass gebrauchte Fässer mit Ultraschall verjüngt werden können und die Eichenstruktur nicht negativ beeinflusst wird. (vgl. Breniaux et al., 2019)

Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die Fassreinigung

Hielscher Ultrasonics ist Marktführer für Hochleistungs-Ultraschallgeräte. Die Betriebsparameter wie Ultraschallamplitude, Zeit und Wassertemperatur tragen zur Effizienz der Ultraschallreinigung und -aufbereitung von Weinfässern bei. Die Hochleistungs-Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen die komplette Steuerbarkeit aller Beschallungsparameter und erzielen zuverlässige Reinigungs- und Desinfektionsergebnisse. Der UIP4000hdT mit einer Kaskadenrode ist das typische Gerät für die effiziente und schnelle Tiefenreinigung von Weinfässern.
Mit langjähriger Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und dem Vertrieb von Ultraschallgeräten sind Hielscher Ultraschallgeräte für ihre Leistung, Robustheit und Zuverlässigkeit bekannt.