تمیزکاری و بهسازی بهداشتی مؤثر بشکه‌های شراب با فراصوت

بشکه‌های بلوط مورد استفاده برای کهنه‌سازی شراب را می‌توان با فراصوت پرتوان به‌طور مؤثر تمیز و بهسازی بهداشتی کرد. فراصوت‌دهی تارتارات را حذف می‌کند و میکروارگانیسم‌هایی مانند مخمرها (Brettanomyces, Dekkera) را از بین می‌برد. افزون بر این، هنگامی که بشکه‌ها پس از این فرایند برای کهنه‌سازی و رسیدن شراب استفاده می‌شوند، ترکیبات معطر چوب بیشتر در دسترس قرار می‌گیرند.

تمیزکاری فراصوتی بشکه‌های شراب

فراصوت پرتوان اثرات گوناگونی بر سطح و ساختار عمقی چوب دارد. کاویتاسیون فراصوتی (یا آکوستیکی) در چوب، به‌صورت موضعی شرایطی با چگالی انرژی بالا ایجاد می‌کند که شامل اختلاف فشار زیاد، دماهای بالا و جریان سریع مایع است.
این نیروهای فیزیکی / صوت‌مکانیکی موجب افزایش ترشوندگی سطح بشکه‌ها، حذف رسوبات باقی‌مانده (مانند تارتارات)، تخریب میکروارگانیسم‌ها و افزایش سرعت انتقال اکسیژن می‌شوند.

بهسازی بهداشتی فراصوتی بشکه‌های شراب – نتایج اثبات‌شدهٔ علمی

بررسی‌های علمی، مانند شمارش میکروارگانیسم‌ها و اندازه‌گیری سطح ویژه، غیرفعال‌سازی میکروارگانیسم‌ها و حذف تارتارات به‌وسیلهٔ فراصوت را به‌طور علمی نشان می‌دهند. ثابت شده است که تمیزکاری فراصوتی بشکه‌ها نتایجی با قابلیت بازتولید قابل‌اعتماد (تکرارپذیری) ارائه می‌دهد و تحت تأثیر ناهمگنی سطح چوب قرار نمی‌گیرد. تخته‌های بشکه‌های چوبی تا حدی آب‌گریز هستند و این ویژگی مانع آزاد شدن ترکیبات معطر از ساختار عمقی چوب می‌شود. فراصوت با عملکرد بالا می‌تواند زاویهٔ تماس بین چوب و مایع را، به‌ویژه در دماهای بالا (80◦C)، افزایش دهد. به این ترتیب، فراصوت با عملکرد بالا ظرفیت اولیهٔ انتقال اکسیژن چوب را تقویت می‌کند، زیرا با حذف تارتارات و بهسازی بهداشتی مناسب چوب، چوب احیا می‌شود. اثرات فراصوت شدید تنها به تمیز کردن سطح بیرونی محدود نمی‌شوند، بلکه از طریق منافذ طبیعی موجود در چوب به لایه‌های عمیق‌تر آن نفوذ می‌کنند.
این اثر عمقی فراصوت‌دهی، علاوه بر بهسازی بهداشتی بشکه، ترکیب معطر موجود در ساختار چوب را نیز برای کهنه‌سازی و رسیدن شراب در دسترس قرار می‌دهد.

نمونه‌هایی از حذف تارتارات پیش از (چپ) و پس از (راست) تیمار فراصوتی (UIP4000hdT، 60ºC).
(پژوهش و تصاویر: © Breniaux et al., 2019)

از بین بردن مخمرها با فراصوت

پژوهش Breniaux et al. (2019) همچنین نشان داد که فراصوت پرتوان توانست 35% از جمعیت Brettanomyces spp.، 36% از کل مخمرها، 90% از باکتری‌های اسید لاکتیک و 100% از باکتری‌های استیک را تا عمق 8 mm در ساختار چوب حذف کند. پژوهشگران با بهینه‌سازی پارامترهای عملیاتی توانستند اثرات فراصوت‌دهی را باز هم بهبود بخشند، به‌گونه‌ای که اثر بهسازی بهداشتی فراصوتی به عمق 9 mm در چوب برسد؛ این همان عمقی است که شراب و در نتیجه مخمر Brettanomyces نیز می‌توانند به آن نفوذ کنند.

اثرات فراصوت بر واجذب اکسیژن بشکه‌های بلوط

فراصوت‌دهی اثرات چشمگیری بر ظرفیت واجذب اکسیژن چوب دارد. در مقایسهٔ چوب بلوط فراصوت‌دهی‌شده با چوب بلوط تیمارنشده، نرخ واجذب اکسیژن در چوبی که فراصوت‌دهی نشده بود، نصف بود. پس از تیمار با فراصوت پرتوان، واجذب اکسیژن نزدیک به 10 mg/L بود که نشان‌دهندهٔ افزایش چشمگیر ظرفیت واجذب اکسیژن بر اثر فراصوت‌دهی است. این مقادیر واجذب اکسیژن در بشکه‌های بلوطِ مجدداً استفاده‌شده و فراصوت‌دهی‌شده با مقادیر چوب بلوط استفاده‌نشده قابل مقایسه‌اند؛ این امر نشان می‌دهد که بشکه‌های استفاده‌شده را می‌توان با فراصوت احیا کرد، بدون آنکه ساختار بلوط تحت تأثیر منفی قرار گیرد. (رجوع کنید به Breniaux et al., 2019)

دستگاه‌های فراصوت با عملکرد بالا برای تمیزکاری بشکه‌ها

Hielscher Ultrasonics پیشرو بازار تجهیزات فراصوت با عملکرد بالا است. پارامترهای عملیاتی مانند دامنهٔ نوسان فراصوت، زمان و دمای آب بر کارایی تمیزکاری و بهسازی بهداشتی فراصوتی بشکه‌های شراب تأثیر دارند. دستگاه‌های فراصوت پرتوان Hielscher کاملاً قابل‌کنترل هستند تا اثرات تمیزکاری و بهسازی بهداشتی قابل‌اعتمادی حاصل شود. UIP4000hdT مجهز به cascatrode، متداول‌ترین پیکربندی مورد استفاده برای تمیزکاری عمقی مؤثر و سریع بشکه‌های چوبی شراب است.
با پشتوانهٔ تجربهٔ طولانی در طراحی، ساخت و توزیع دستگاه‌های فراصوت، دستگاه‌های فراصوت Hielscher به عملکرد، استحکام و قابلیت اطمینان شناخته می‌شوند.