Hielscher – Tecnología de Ultrasonidos

Sonicación de vino – Innovadoras aplicaciones de los ultrasonidos en bodegas

El ultrasonido es un método de tratamiento no térmico, que ya se usa ampliamente en la industria alimentaria debido a su aplicación suave pero efectos significativos en el producto. Para las bodegas, sonicación ofrece diversas aplicaciones tales como la extracción de sabores, fenoles y colorantes, la maduración & envejecimiento, la oaking así como de desgasificación.
El vino es una bebida alcohólica, más comúnmente hecho de uvas, pero también de otras frutas (por ejemplo, vino de manzana, vino de saúco) o materiales basados ​​en almidón (por ejemplo, vino de arroz, vino de maíz).
El vino es un producto de consumo favorecido cuya producción requiere un proceso suntuosa. La elaboración de vinos de calidad y de alta calidad se conoce como un tiempo y por lo tanto de negocios de alto coste. Por último, es en el interés del enólogo para acelerar el fermentación (Conversión de alcohol) y la maduración (para impartir sabores y aromas complejos) y producir al mismo tiempo, un licor de alta calidad con el deseado sabor, aroma, sensación en la boca y el color.
ultrasonidos de potencia es una técnica eficaz para ayudar a la producción de vino en varias etapas de extracción, oaking, la dispersión y el envejecimiento.

ultrasonicador poderosa UIP4000 para grandes flujos de volumen

Diferentes efectos de los ultrasonidos en el procesamiento del vino

ultrasonidos de potencia aplicada al vino ofrece muchos efectos beneficiosos. Las aplicaciones más importantes son la la intensificación del sabor del ramo vino mediante la extracción de los componentes de sabor rico, tales como compuestos fenólicos y compuestos aromáticos, las oakingY la aceleración de la maduración & envejecimiento.

La extracción de aromáticos y compuestos fenólicos a partir de uvas

Ultrasound is a well-known and proven means for the extraction of intracellular plant material and aromatic compounds. The mechanical activity of the ultrasound supports the diffusion of solvents into the tissue. As ultrasound breaks the cell wall mechanically by the cavitation shear forces, it facilitates the transfer from the cell into the solvent. The particle size reduction by the ultrasonic cavitation increases the surface area in contact between the solid and the liquid phase.
Grapes are famous and in demand for their richness in polyphenols. These phenolic compounds (such as monomeric flavanols, dimeric, trimeric, and polymeric procyanidins as well as phenolic acids) of grape are known for their antiradical and antioxidant properties. Chemically, they can be separated in two sub-categories: the flavonoids and the non-flavonoids. The most important flavonoids in wine are the anthocyanins and tannins which contribute to color, taste and mouthfeeling. Among the non-flavonoids are stilbenes such as resveratrol and acidic compounds, such as benzoic, caffeic and cinnamic acid. Most of all these phenolic compounds are contained in the grape skin and the seeds. The intense ultrasonic forces are capable to extract the valuable ingredients from grape seeds and skin efficiently.
En el estudio de Cocito et al. (1995), tratamiento con ultrasonidos se ha mostrado como un proceso rápido, repetible y lineal para la extracción de compuestos aromáticos en el mosto y el vino. Los resultados obtenidos de las concentraciones de compuesto por extracción por ultrasonidos fueron más altos que los de la extracción de la columna C18 (extracción de resina).
Resumiendo las ventajas de la extracción por ultrasonidos, ultrasonido es una alternativa barata, simple y eficiente para medios de extracción no térmicos convencionales, tales como alta presión hidrostática (HP), dióxido de carbono comprimido (cCO2) y dióxido de carbono supercrítico (scCO2) y alto pulsos de campo eléctrico (Ayuda). Una ventaja adicional es el hecho, que la extracción por ultrasonidos - por el contrario a las alternativas mencionadas anteriormente - puede ser fácilmente probada en laboratorio o la escala de sobremesa. Estos ensayos proporcionan resultados reproducibles de modo que un siguiente escala en marcha no requiere de mayores esfuerzos en encontrar la configuración óptima. Para la producción comercial completa, fiable ultrasonicators de servicio pesado con hasta 16.000 vatios por unidad permiten el tratamiento de sonicación de las corrientes de muy alto volumen.

La extracción asistida por ultrasonido para la Oaking Vino

During the stage of oaking, the wine comes in contact with the wood of the barrels (traditional oaking) or with added wood chips, wood sticks/ staves or oaking powder (alternative oaking). The most common wood for oaking (flavoring) is – according to the procedure’s term – oak (quercus). Other wood types, that are used more rarely, are e.g. chestnut, pine, redwood, cherry or acacia. The chemical properties of wood are used to obtain profound effects in respect of wine’s flavor and bouquet. The phenols contained in the oak interact with the wine producing flavors, such as vanilla, caramel, cream, spice or earthy flavors. A very important effect have the ellagitannins (hydrolyzable tannin), which are derived from lignin structures in wood, as they protect the wine from oxidation and reduction.
Ultrasonic extraction is useful for the stage of wine oaking due to the fact that the penetration of liquid into the wooden structure of powder, chips, sticks or staves will be enhanced by the high pressure and low pressure cycles generated by ultrasound. As thereby the mass transfer will be increased conspicuously, this entails a shorter oaking period and higher results regarding the flavor. If oak powder or wood flavor distillates (alternative oaking) are applied into the wine, the ultrasonic forces provide a very fine dispersion of the particles or droplets into the wine to improve surface wetting and exposure. This is very important to achieve a high taste and mouthfeel and contributes to the quality of the alcoholic beverage. The fact that barrelling and aging constitutes an extended time and cost factor in vinification, makes ultrasound to an exceptionally interesting processing method as Hielscher ultrasonic devices convince by low investition costs, easy implementation and an outstanding eficiencia energética.

Ultrasonidos de alta potencia tiene varios efectos beneficiosos en la uva y el vino. (¡Click para agrandar!)

el ultrasonicador UIP500hd para el tratamiento ultrasónico de vino

Asistida por ultrasonido Aglomeración de crianza

Durante el proceso tradicional de envejecimiento en tiempo intensivo de vino, reacciones de diversas moléculas se producen en el vino. Esto significa que las moléculas cambian en consecuencia para la interacción entre sí. El tiempo y el resultado de este cambio molecular depende de los ingredientes del vino y su entorno. Comúnmente, se aprobó que el alcohol se dispersa en licores, pero esto no significa que se logrará una mezcla de moléculas. Al igual que en el vino de forma natural única de baja energía para las reacciones – como unión y mezcla - está disponible, el grado de los cambios naturales serán en su mayoría sin terminar. Mientras que los ingredientes tienden a interactuar, adjuntar, y cambiar las propiedades moleculares, que no pueden darse cuenta de una interacción absoluta, la conversión, o la unión a nivel molecular por la razón de la energía bajo presente.
Como se sonica vino (que significa un aporte de energía en el líquido), los ingredientes ofrecen un grado más consistente y uniforme de la dispersión. Por sonicación, el vino se convierte en un líquido homogéneo con una vida útil más larga en un tiempo muy corto de tratamiento. La homogeneidad permite una mayor interacción entre las moléculas y por lo tanto un cambio molecular más completa. Esto significa una mejora en el sabor y la calidad.

Dispersión: embotellado Antes, la mayoría de los vinos son tratados con aditivos, tales como conservantes (por ejemplo, bisulfato de potasio, bisulfato de sodio), limpiadores, polvos colorantes y agentes de afinado más y mejoradores. Estos aditivos se utilizan para evitar el pardeamiento prematuro y el deterioro, para mejorar la calidad del vino, para eliminar las deficiencias o para apoyar el proceso de fermentación. Por ultrasonicación, estos aditivos pueden dispersarse muy consistentemente en el vino de modo que el aumento de los resultados de la transformación se logra. Esto conduce finalmente a una mayor calidad y mejor sabor - el esfuerzo de cada viticultor.

Ultrasonidos Extracción de compuestos activos

El vino tiene una amplia variedad de compuestos activos de la salud benefical tales como taninos, compuestos fenólicos, flavonoides y otros, que son valiosos ingredientes utilizados en la industria farmacéutica, la industria alimentaria y cosmética.

Digresión

El envejecimiento de vino de arroz y maíz de vino: Chang et al. (2002) encontró en su estudio sobre el vino de arroz y el vino de maíz que los efectos del envejecimiento de la sonicación de vino depende del tipo de vino. Así fue el envejecimiento de ultrasonidos de vino de arroz en relación con el valor de pH, el contenido de alcohol, acetaldehído, sabor y cualidades sensoriales significativamente mejor que el envejecimiento asistida por ultrasonido de vino de maíz. Por tanto, el vino de arroz y maíz, el vino, el tiempo de envejecimiento se redujo considerablemente (de 1 año a 1 semana o 3 días).

ultrasonidos de potencia se aplica al vino, zumos, batidos y salsas para mejorar el sabor. Por lisis por ultrasonidos y la extracción, el material intra-celular se libera, lo que mejora la calidad nutricional y sabor.

ultrasonicators industriales con reactores de flujo continuo para la sonicación de vino y jugo.

Ultrasónico Procesadores Hielscher

Hielscher is the leading supplier of high quality and high performance ultrasonic devices. Ultrasonic devices made by Hielscher are used for lab samples, pilot scale processing or full scale production in manifold reaches of industry and research. For perfect performance and adjustment to each process, Hielscher offers a wide range of ultrasonic devices for the sonication of any liquid volume, from several microliters through hundreds of cubicmeters per hour. The ultrasonic devices can be easily tested for their process efficiency at smaller scale. Typically, the UIP1000hd (1 kW) se utiliza para el desarrollo de procesos para caudales de 0,5 l a 1000L por hora. A esta escala, la eficacia de procesamiento se puede optimizar variando la velocidad de la amplitud, la presión y el flujo. La instalación o adaptación de un sistema de ultrasonidos en una línea de producción, así como la operación y mantenimiento son simples y sin dificultad.

Ultrasonidos en líquidos

ultrasonido de alta potencia genera cavitación en líquidos. Durante la implosión de las burbujas de cavitación, aparecerá localmente fuerzas extremadamente altas: en el “punto caliente” cavitación temperaturas muy altas (aprox. 5.000K) y presiones (aprox 2,000atm.) Son alcanzados. La implosión de la burbuja de cavitación también resulta en chorros de líquido de hasta 280m / s de velocidad. Cuando estas fuerzas intensas entran en el líquido, que causan diferentes efectos. En un líquido alcohólico, ultrasonidos provoca una aceleración de la oxidación, polimerización y condensación de los alcoholes, aldehídos, ésteres, y olefinas para construir nuevos compuestos que crean más y mejor sabor y bouquet.
Como las aplicaciones más interesantes de ultrasonidos para la elaboración del vino (vinificación), especialmente el asistida por ultrasonido extracción, Aglomeración, y dispersión tiene que ser identificado. Estos impactos hacen un método de procesamiento eficaces tales sonicación para el vino y otras bebidas.

Literatura/Referencias

  • Chang, Audrey Chingzu; et al. (2002): La aplicación de ondas ultrasónicas de 20 kHz para acelerar el envejecimiento de vinos diferentes.
  • Cocito, C .; et al. (1995): Extracción rápida de compuestos de aroma en mosto y de vino por medio de ultrasonidos.
  • Ghafoor, Kashif; et al. (2009): Optimización de un método de extracción de compuestos aromáticos en el vino blanco usando ultrasonido.
  • Hernanz Vila, Dolores; et al. (1999): Optimización de un método de extracción de compuestos aromáticos en el vino blanco usando ultrasonido.
  • Jiranek, Vladimir et al. (2007): ultrasonidos de alta potencia como una nueva herramienta que ofrece nuevas oportunidades para la gestión de la microbiología del vino.
  • Vilkhu, Kamaljit; et al. (2006): Applications and opportunities for ultrasound assisted extraction in the food industry — A review.
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