پیری و بلوط کردن شراب ها با سونوگرافی
پیری و بلوط شراب به شدت به طعم نهایی و کیفیت شراب کمک می کند. هر دو فرآیند به مدت طولانی شناخته شده اند، اغلب فرآیند بلوغ در طول سال های سروال طول می کشد. سونوگرافی یک فناوری بسیار کارآمد و سریع است که بلوغ شراب را تشدید می کند و فرآیندهایی مانند استخراج ترکیبات بلوط، میکرو اکسیژن رسانی و فرآیند شیمیایی (به عنوان مثال، پلیمریزاسیون) را به طور قابل توجهی تسریع می کند. با اولتراسونیکاسیون ، شراب های جوان را می توان در عرض چند دقیقه به شراب بالغ با دسته گل چندین سال پیری در بشکه های بلوط پیر کرد.
طعم شراب مشتق شده از بلوط با استفاده از استخراج التراسونیک
ترکیبات فنلی مربوط به قابض و ترکیبات معطر هر دو مشتق شده از چوب بلوط بسیار سریع منتقل می شوند زمانی که فراصوت در طول شراب در طول پیری اعمال می شود. سونوگرافی استخراج ترکیبات بلوط را تا چند دقیقه تسریع کرد – در مقایسه با چندین سال پیری سنتی بشکه ای شراب.
خیاطی شراب با سونوگرافی
برای بلوط شدید، تراشه بلوط یا میله ها در شراب فراصوت می شوند. امواج اولتراسوند باز می شود و دیواره های سلولی مواد چوبی را مختل می کند، به طوری که ترکیبات داخل سلولی مانند تانن، فنل ها، فورون ها، لاکتون ها و غیره توسط حفره اولتراسونیک به شراب منتشر می شوند. از آنجا که نوسان اولتراسونیک و کاویتاسیون ایجاد تلاطم شدید و میکرو جریان, انتقال جرم بین داخل سلول و حلال اطراف به شدت تشدید به طوری که مولکول های زیستی (به عنوان مثال ترکیبات معطر) کارآمد و به سرعت منتشر می شود. از آنجا که فراصوت یک درمان صرفا مکانیکی آن را هر گونه مواد شیمیایی به شراب اضافه نمی کند.
مقایسه کیفیت در پیری سنتی در شراب و پیری اولتراسونیک در شراب. شراب اولتراسونیک پیر به طور قابل توجهی سریعتر به اوج کیفیت خود می رسد.
(گرافیک: ©ییلدیریم و دوندار، 2017، اقتباس از لئونهارت و مورابیتو، 2007).
اولتراسونیک می تواند شراب در عرض چند دقیقه کهنه. سونوگرافی برای شروع فرآیندهای شیمیایی و تسریع در انتقال ترکیبات مشتق شده از بلوط (به عنوان مثال، ترکیبات معطر) از چوب به شراب استفاده می شود.
اولتراسوند – نیروهای صرفا مکانیکی
سونوگرافی با شدت بالا و فرکانس پایین شرایط متراکم انرژی را ایجاد می کند که دارای فشارهای بالا، دما و نیروهای برشی بالا است. این نیروهای فیزیکی باعث اختلال در ساختارهای سلولی می شوند تا ترکیبات داخل سلولی را در محیط آزاد کنند. علاوه بر این, اولتراسونیک کمک فرایند پیری شراب ترویج میکرو اکسیژن رسانی و فرآیندهای اکسیداسیون. بدین ترتیب, سونوگرافی کنترل می تواند مثبت واکنش های شیمیایی در شراب را تحت تاثیر قرار. شراب اولتراسونیک پیر رسیدن به اوج کیفیت خود را به طور قابل توجهی سریعتر از شراب به طور سنتی ساله. علاوه بر این، شراب های قدیمی اولتراسونیک سطح نگهداری بالاتری را نشان می دهند، به طوری که شراب فراصوت کیفیت اوج خود را برای مدت زمان طولانی تری نسبت به فرآیند پیری استاندارد حفظ می کند.
مکانیسم اختلال دیواره سلولی (الف) شکستن دیواره سلولی به دلیل کاویتاسیون. (ب) انتشار حلال در ساختار سلول.
(گرافیک اقتباس شده از شیرسات و همکاران، 2012)
مزایای پیری شراب التراسونیک نسبت به پیری بشکه بلوط
بشکه های بلوط فرآیند رایج و سنتی برای پیری شراب هستند. در بشکه های بلوط، اکسیداسیون به مقدار کمی در مدت زمان نگهداری طولانی در بشکه انجام می شود. زمان نگهداری اجاق شراب ممتاز چندین سال طول می کشد و در نتیجه یک فرآیند پرهزینه است. در طول بلوغ در بشکه های بلوط، شراب رایحه های منحصر به فرد متعددی تولید می کند. علاوه بر روند بلوغ طولانی سالها و اتلاف زمان مربوطه، خرید و نگهداری بشکه های بلوط گران است. میکروارگانیسم های نامطلوب مانند گونه های مخمر (به عنوان مثال، Brettanomyces و Dekkera) ممکن است بشکه های شراب را آلوده کنند. شراب فاسد مخمر به دلیل طعم و بوی بد شناخته شده است.
با توجه به این معایب بلوط بشکه سنتی، پیری شراب اولتراسونیک و بلوط یک جایگزین مقرون به صرفه و علمی اثبات شده برای پیری سنتی در بشکه است. امواج فراصوت زمان بلوغ را کوتاه می کند و چندین فاکتور کیفیت شراب را بهبود می بخشد. امواج فراصوت را می توان در طول مراحل مختلف فرآیند شراب سازی، از جمله خیساندن اعمال، استخراج پلی فنول، و همچنین پیری، بلوغ و بلوط. مطالعات علمی و پیاده سازی صنعتی ثابت اعتبار فراصوت در شراب سازی با پیشرفت های عمده در دوره های پیری کوتاه و تولید کارآمد تر از شراب با کیفیت بالا.
بلوغ شراب التراسونیک شتاب: مطالعه پروفسور Th. Kleinschmidt نشان می دهد تغییر مفید عطر 3-متیل-1 بوتانول در شراب قرمز زمانی که در حضور تراشه های چوب مخلوط آمریکایی فراصوت می شود. (Ultrasonicator UIP2000hdT، دامنه 43μm، سطح sonotrode 9cm2)
نصب و راه اندازی ultrasonicator UIP4000hdT برای فرآوری شراب صنعتی با نرخ جریان بالا.
مطالعات علمی در مورد پیری اولتراسونیک شراب
شدت اولتراسونیک یا سطح چگالی انرژی صوتی در سطح نسبتا متوسط می تواند استخراج سریع و شستشوی فنل ها را از تراشه های بلوط به شراب ترویج, در نتیجه به طور بالقوه افزایش عطر و طعم شراب و ارزش غذایی در یک زمان بلوغ به طور قابل توجهی کوتاه. علاوه بر این، درمان سونوگرافی قادر به تغییر ترکیب شراب به سرعت است، که فرض بر این است که به دلیل اثرات حفره صوتی است. بدین ترتیب, سطح بالایی از چگالی انرژی صوتی قرار است برای ترویج اصلاح اولتراسونیک از ترکیب شراب. (رجوع کنید به یانگ و همکاران، 2014)
اثرات پیری مشابهی توسط Jiménez-Sánchez و همکاران (2020) برای سرکه شری با استفاده از تراشه بلوط و سونوگرافی گزارش شده است. امواج فراصوت زمان بلوغ را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد که در مقایسه با بلوغ سنتی.
انتشار التراسونیک از ترکیبات عطر از بلوط
Breniaux و همکارانش اثرات سونوگرافی با قدرت بالا را برای تمیز کردن بشکه شراب بلوط و متعاقب آن انتشار پلی فنولیک و سایر ترکیبات، زمانی که بشکه ها پس از درمان برای پیری شراب استفاده می شدند، بررسی کردند. پلی فنول ها و فیتوکمیکال ها مانند الاژیتانین ها، لیگنین ها و پیش سازهای معطر به شدت به بلوغ و طعم شراب کمک می کنند. به طور کلی، این مطالعه نشان داد که درمان اولتراسونیک بازده بالاتری از پلی فنول ها و سایر ترکیبات فعال زیستی را در مدت زمان درمان بسیار کوتاه می دهد. به عنوان مثال، غلظت فورفورال در مورد درمان با سونوگرافی در 8 ماهگی پیری و 12 ماهگی بیشتر بود و غلظت آن بین 8/18 تا 6/92 درصد در مقایسه با تیمار بخار جایگزین افزایش یافت. برای 5-methylfurfural, غلظت به طور قابل توجهی بالاتر برای درمان مافوق صوت برای بشکه های 1 ساله (12 ماه ساله) و 2 بشکه های ساله (2, 8, و 12 ماه ساله) با افزایش بین 20.5 و 97٪. با توجه به دیاسترئوایزومرهای لاکتون ویسکی، لاکتون ترانس ویسکی برای بشکه های 3 ساله تحت درمان با اولتراسونیک به طور قابل توجهی بالاتر بود: پس از 12 ماه پیری، غلظت شراب 75.2 ± 5.6 میکروگرم در لیتر است که در مقایسه با شراب کهنه شده در یک بشکه بخار افزایش 46.9 درصدی دارد. برای غلظت وانیلین و سیرینگلدئید، مقادیر اندازه گیری شده در شراب نیز پس از درمان اولتراسونیک به طور قابل توجهی بالاتر بود. در مقایسه با تیمار بخار بشکه ای، کل انرژی مصرفی برای سونوگرافی قدرت 0.38 کیلووات ساعت و برای بخار آبی 3 کیلووات ساعت بود که 7.89 برابر کمتر است.
(رجوع کنید به برنیو و همکاران، 2021)
التراسوناژ ترویج واکنش های شیمیایی در شراب
در طول پیری شراب، واکنش های شیمیایی متعددی رخ می دهد. به عنوان مثال، ترکیبات پروآنتوسیانیدین تمایل به پلیمری شدن، متراکم شدن با آنتوسیانین ها و ترکیب با پلیمرهای دیگر مانند پروتئین ها و پلی ساکاریدها دارند. این واکنش تراکم با آنتوسیانین ها واکنش شیمیایی اصلی در تیره شدن و تثبیت رنگ شراب قرمز است که از قرمز روشن به قرمز تیره با رنگ قهوه ای تغییر می کند.
مطالعات اولیه توسط Masuzawa و همکاران، 2000 قبلا نشان داد که سونوگرافی باعث پلیمریزاسیون ترکیبات فنلی می شود و محتوای پلی فنولیک در شراب قرمز را با بلوغ شراب افزایش می دهد.
در طول پیری شراب در بشکه ها، صدها ترکیب را می توان از چوب به شراب استخراج کرد که به طور مستقیم به طعم، عطر و احساس دهان شراب نهایی کمک می کند. ترکیب الیاف چوب بلوط نقش مهمی در فرآیند پیری دارد، زیرا فنل های فرار و آلدئیدهای فنلی از لیگنین و ترکیبات فورفورال از تجزیه قند سلولز و همی سلولز استخراج می شوند.
اگرچه پیری سنتی بشکه بلوط برای قرن ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است، اما هنوز معایب ذاتی وجود دارد. اولا، فرآیند پیری در یک بشکه معمولا از چند ماه تا چند سال طول می کشد که بسیار زمان بر است. ثانیا، بشکه ها گران هستند، فضای زیادی را در کارخانه شراب سازی اشغال می کنند و باید با گذشت زمان تعویض شوند. ثالثا، با پیرتر شدن بشکه های بلوط، ممکن است توسط میکروارگانیسم های نامطلوب مانند مخمرها جنس Brettanomyces و Dekkera آلوده شوند.
اطلاعات بیشتر در مورد بهداشت اولتراسونیک و تمیز کردن بشکه های شراب!
تجهیزات اولتراسونیک برای پیری و بلوغ شراب
از چندین دهه، Hielscher مافوق صوت تامین کننده قابل اعتماد از قدرت بالا، پردازنده های مافوق صوت با فرکانس پایین به صنایع غذایی و آشامیدنی است. کارخانه های شراب سازی و کارخانه های تقطیر از فناوری اولتراسونیک برای تولید شراب ها و نوشیدنی های الکلی با کیفیت بالا در شرایط کارآمدتر استفاده کرده اند، یعنی نتایج با کیفیت بالا را در یک فرآیند سریع و تحت شرایط دقیق قابل کنترل دریافت می کنند.
مافوق صوت Hielscher در هر اندازه در دسترس هستند، از دستگاه آزمایشگاه دستی برای تحقیق و کنترل کیفیت به نیمکت بالا و سیستم های آزمایشی برای تاکستان بوتیک و شراب سازان متوسط و همچنین مافوق صوت با توان بالا برای تولید کنندگان شراب تجاری بزرگ.
همه پردازنده های مافوق صوت Hielscher از ویژگی های دولت از فن آوری از جمله صفحه نمایش رنگ دیجیتال, نرم افزار پیچیده, تنظیمات هوشمند, پروتکل داده های خودکار بر روی کارت SD یکپارچه, و مرورگر کنترل از راه دور برای عملیات دقیق, نتایج تکرارپذیر و تکرار, و همچنین بالاترین کاربر پسند. مشتریان در سراسر جهان استفاده از فناوری مافوق صوت Hielscher در کارخانه های شراب سازی و کارخانه های تقطیر دستیابی به نتایج عالی در پیری, بلوط و تزریق شراب و ارواح.
همین حالا با ما تماس بگیرید! کارکنان با تجربه آموزش دیده و طولانی مدت ما شما را با اطلاعات فنی، توصیه هایی در مورد ultrasonicator ایده آل و نقل قول های غیر الزام آور کمک!
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:
| حجم دسته ای | نرخ جریان | دستگاه های توصیه شده |
|---|---|---|
| 1 تا 500 میلی لیتر | 10 تا 200 میلی لیتر در دقیقه | UP100H |
| 10 تا 2000 میلی لیتر | 20 تا 400 میلی لیتر در دقیقه | تا 200 هرتز، UP400St |
| 0.1 تا 20 لیتر | 0.2 تا 4 لیتر در دقیقه | UIP2000hdT |
| 10 تا 100 لیتر | 2 تا 10 لیتر در دقیقه | UIP4000hdT |
| ن.ا. | 10 تا 100 لیتر در دقیقه | UIP16000 |
| ن.ا. | بزرگتر | خوشه ای از UIP16000 |
تماس با ما! / از ما بپرسید!
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.
ادبیات / منابع
- Parthey, Beatrix; Lenk, Matthias; Kleinschmidt, Thomas (2014): Ultraschallbehandlung von Traubenmaische und Wein. Präsentation der Hochschule Anhalt, Mitteldeutsches Institut für Weinforschung, 2014.
- Breniaux, M.;Renault, P.; Ghidossi, R. (2021): Impact of High-Power Ultrasound for Barrel Regeneration on the Extraction of Wood Volatile and Non-Volatile Compounds. Processes 2021, 9, 959.
- Y. Tao, Z. Zhang, D. Sun (2014): Experimental and modeling studies of ultrasound-assisted release of phenolics from oak chips into model wine. Ultrasonics Sonochemistry 21, (2014). 1839–1848.
- Y. Tao, J.F. Garcia, D.W . Sun (2014): Advances in wine aging technologies for enhancing wine quality and accelerating wine aging process. Critical Reviews in Food Science and Nutrition 54, 2014. 817–835.
- Masuzawa, Nobuyoshi; Ohdaira, Etsuzo; Ide, Masao (2000): Effects of Ultrasonic Irradiation on Phenolic Compounds in Wine. Japanese Journal of Applied Physics, 39 (Part 1, No. 5B), 2000. 2978–2979.
- B.K. Tiwari; A. Patras; N. Brunton; P.J. Cullen; C.P. O’Donnell (2010): Effect of ultrasound processing on anthocyanins and color of red grape juice. Ultrasonic Sonochemistry 17(3), 2010. 598–604.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا از ازمایشگاه ها تا اندازه صنعتی.