Technologie des ultrasons Hielscher

Sonication du vin – Des applications innovantes de l'échographie dans les caves

L'échographie est une méthode de traitement non thermique, qui est déjà largement utilisé dans l'industrie alimentaire en raison de son application légère, mais des effets significatifs sur le produit. Pour les établissements vinicoles, sonication propose diverses applications telles que l'extraction des arômes, des colorants et des composés phénoliques, la maturation & le vieillissement, la oaking ainsi que le dégazage.
Le vin est une boisson alcoolisée, le plus souvent en raisins, mais aussi d'autres fruits (par exemple le vin de pomme, vin de sureau) ou des matériaux à base d'amidon (par exemple le vin de riz, vin de maïs).
Le vin est un produit de consommation privilégié dont la production nécessite un processus somptueux. Faire de la qualité et des vins de haute qualité est connu comme un temps et ainsi entreprise coûteuse. Enfin, il est dans l'intérêt de vigneron pour accélérer la Fermentation (Conversion à l'alcool) et la maturation (pour donner des arômes complexes et arômes) et produire en même temps une liqueur de haute qualité avec le goût désiré, bouquet, couleur et sensation en bouche.
Puissance est une technique ultra-sons efficace pour aider la production de vin à différentes étapes pour l'extraction, oaking, dispersion et vieillissement.

Ultrasonicator puissant UIP4000 pour de grands flux de volume

Différents effets de Ultrasons dans la transformation du vin

ultrasons de puissance appliquée au vin offre de nombreux effets bénéfiques. Les applications les plus importantes sont les intensification de la saveur du bouquet du vin par l'extraction des composants aromatiques riches, tels que les composés phénoliques et aromatiques, les oakingEt l'accélération de la affinage & vieillissement.

L'extraction des composés aromatiques et phénoliques de raisins

L'échographie est un moyen bien connus et éprouvés pour l'extraction de la matière végétale intracellulaire et des composés aromatiques. L'activité mécanique des ultrasons favorise la diffusion de solvants dans le tissu. Comme ultrasons rompt la paroi cellulaire mécaniquement par les forces de cisaillement de cavitation, il facilite le transfert de la cellule dans le solvant. La réduction de la taille des particules par la cavitation ultrasonore augmente la zone de surface en contact entre le solide et la phase liquide.
Les raisins sont célèbres et recherchés pour leur richesse en polyphénols. Ces composés phénoliques (tels que les flavanols monomères, les procyanidines dimères, trimères et polymères ainsi que les acides phénoliques) du raisin sont connus pour leurs propriétés antiradicalaires et antioxydantes. Chimiquement, ils peuvent être séparés en deux sous-catégories: les flavonoïdes et les non flavonoïdes. Les flavonoïdes les plus importants dans le vin sont les anthocyanes et les tanins qui contribuent à la couleur, au goût et à la sensation en bouche. Parmi les non-flavonoïdes, on trouve des stilbènes tels que le resvératrol et des composés acides, tels que l'acide benzoïque, l'acide caféique et l'acide cinnamique. La plupart de ces composés phénoliques sont contenus dans la peau de raisin et les graines. Les forces ultrasoniques intenses sont capables d'extraire efficacement les ingrédients précieux des pépins de raisin et de la peau.
Dans l'étude de Cocito et al. (1995), ultrasonication a été présentée comme un processus rapide, reproductible et linéaire pour l'extraction de composés aromatiques dans le moût et du vin. Les résultats obtenus des concentrations de composé par extraction à ultrasons sont plus élevées que celles de l'extraction de la colonne C18 (extraction de résine).
Pour résumer les avantages de l'extraction à ultrasons, les ultrasons est une alternative peu coûteuse, simple et efficace à des moyens classiques d'extraction non thermiques, telles que la pression hydrostatique élevée (HP), le dioxyde de carbone comprimé (cCO2) et du dioxyde de carbone supercritique (scCO2) et haute des impulsions de champ électrique (HELP). Un autre avantage est le fait que l'extraction par ultrasons - par contraste avec les alternatives nommées ci-dessus - peut être facilement testée laboratoires ou à l'échelle de paillasse. Ces essais fournissent des résultats reproductibles de sorte qu'une mise à l'échelle suivante ne nécessite pas de nouveaux efforts pour trouver le réglage optimal. Pour la production commerciale, fiable lourds ultrasonicators avec un maximum de 16000 watts par unité permettent le traitement de sonication de flux de volume très élevées.

Extraction assistée par ultrasons pour la Oaking de vin

Au cours de la phase de cuisson, le vin entre en contact avec le bois des fûts (cuisson traditionnelle) ou avec des copeaux de bois, des bâtonnets / bâtons de bois ou de la poudre à récurer (alternative). Le bois le plus répandu pour la cuisson (aromatisation) est - selon le terme de la procédure - le chêne (quercus). D'autres types de bois, qui sont utilisés plus rarement, sont par exemple la châtaigne, le pin, le séquoia, la cerise ou l'acacia. Les propriétés chimiques du bois sont utilisées pour obtenir des effets profonds sur la saveur et le bouquet du vin. Les phénols contenus dans le chêne interagissent avec les arômes produisant du vin, tels que la vanille, le caramel, la crème, les épices ou les saveurs terreuses. Un effet très important a les ellagitannins (tanin hydrolysable), qui sont dérivés des structures de lignine dans le bois, car ils protègent le vin contre l'oxydation et la réduction.
L'extraction par ultrasons est utile pour la phase de vinification car la pénétration de liquide dans la structure en bois de la poudre, des copeaux, des baguettes ou des douves sera renforcée par les cycles à haute pression et à basse pression générés par les ultrasons. De cette manière, le transfert de masse sera augmenté de manière visible, ce qui implique une durée de cuisson plus courte et des résultats plus élevés en ce qui concerne l'arôme. Si l'on applique dans le vin des poudres de chêne ou des distillats de saveur de bois (trempage alternatif), les forces ultrasonores assurent une très fine dispersion des particules ou des gouttelettes dans le vin pour améliorer le mouillage et l'exposition de la surface. Ceci est très important pour obtenir un goût et une sensation en bouche élevés et contribue à la qualité de la boisson alcoolisée. Le fait que le tonnelage et le vieillissement constituent un facteur temps et coût élevé dans la vinification fait de l'échographie une méthode de traitement particulièrement intéressante, car les appareils à ultrasons Hielscher convainquent par de faibles coûts d'investissement, une mise en œuvre facile et un l'efficacité énergétique.

Haute ultrasons de puissance a différents effets bénéfiques sur le raisin et le vin. (Cliquez pour agrandir!)

le appareil à ultrasons UIP500hd pour le traitement par ultrasons de vin

Agglomération assistée par ultrasons pour le vieillissement du vin

Au cours du processus de vieillissement de temps traditionnels à forte intensité de vin, des réactions de diverses molécules se produisent dans le vin. Cela signifie que les molécules changent en conséquence de l'interaction entre eux. Le temps et le résultat de ce changement moléculaire dépend des ingrédients du vin et de son environnement. Généralement, il est approuvé que l'alcool est dispersé dans les liqueurs, mais cela ne signifie pas que sera réalisé un mélange de molécules. Comme dans le vin naturellement que de faible énergie pour les réactions – comme le collage et le mélange - est disponible, le degré de changements naturels sera la plupart du temps inachevés. Bien que les ingrédients ont tendance à interagir, fixer et modifier les propriétés moléculaires, ils ne peuvent pas réaliser une interaction absolue, la conversion ou la liaison au niveau moléculaire en raison de l'actuelle faible énergie.
Comme le vin est soumis à une sonication (ce qui signifie un apport d'énergie dans le liquide), les ingrédients offrent une qualité plus constante et uniforme de dispersion. Par sonication, le vin est un liquide homogène avec une durée de conservation prolongée dans un temps très court de traitement. L'homogénéité permet une interaction ultérieure entre les molécules, et donc un changement moléculaire plus complète. Cela signifie une amélioration du goût et de la qualité.

Dispersion: embouteillage Avant, la plupart des vins sont traités avec des additifs tels que des conservateurs (par exemple, le bisulfate de potassium, le bisulfate de sodium), les nettoyants, les poudres de colorants et d'autres agents de collage et ameliorants. Ces additifs sont utilisés pour éviter le brunissement prématuré et la détérioration, pour améliorer la qualité du vin, afin d'éliminer les lacunes ou pour soutenir le processus de fermentation. En ultrasonication, ces additifs peuvent être dispersés très régulièrement dans le vin afin que les résultats plus élevés du traitement sont les buts atteints. Cela conduit finalement à la qualité et un meilleur goût supérieur - l'effort de chaque viticulteur.

Extraction des composés actifs par ultrasons

Le vin a une grande variété de composés actifs santé benefical tels que des tanins, des flavonoïdes, des composés phénoliques et d'autres, qui sont des ingrédients précieux utilisés dans l'industrie pharmaceutique, l'industrie alimentaire et cosmétique.

digression

Le vieillissement du vin de riz et de maïs vin: Chang et al. (2002) ont constaté dans leur étude sur le vin de riz et du vin de maïs que les effets du vieillissement de sonication du vin dépend du type de vin. Ainsi, le vieillissement a été ultrasonique de vin de riz en ce qui concerne la valeur du pH, la teneur en alcool, l'acétaldéhyde, la saveur et les qualités sensorielles sensiblement meilleure que le vieillissement assistée par ultrasons de vin de maïs. Pour les deux, le vin de riz et le vin de maïs, le temps de vieillissement a été considérablement réduit (de 1 an à 1 semaine ou 3 jours).

Puissance est appliquée à ultra-sons vin, jus de fruits, smoothies et sauces pour améliorer la saveur. Par la lyse par ultrasons et l'extraction, la matière intra-cellulaire est libérée, entraînant une amélioration de la qualité et la saveur nutritionnelle.

ultrasonicators industriels avec des réacteurs à circulation continue pour la sonication du vin et de l'eau. jus.

Processeurs à ultrasons Hielscher

Hielscher est le principal fournisseur d'appareils à ultrasons de haute qualité et de haute performance. Les appareils à ultrasons fabriqués par Hielscher sont utilisés pour des échantillons de laboratoire, le traitement à l'échelle pilote ou la production à pleine échelle dans de multiples secteurs de l'industrie et de la recherche. Pour une performance parfaite et un ajustement à chaque processus, Hielscher propose une large gamme de dispositifs à ultrasons pour la sonication de tout volume de liquide, de plusieurs microlitres à des centaines de mètres cubes par heure. Les dispositifs à ultrasons peuvent être facilement testés pour leur efficacité de processus à plus petite échelle. Typiquement, le UIP1000hd (1kW) est utilisé pour le développement de processus pour des débits de 0.5L à 1000L par heure. A cette échelle, on peut optimiser l'efficacité du traitement en faisant varier l'amplitude, la pression et le débit. L'installation ou la modernisation d'un système d'ultrasons dans une ligne de production, ainsi que l'exploitation et l'entretien sont simples et sans difficulté.

Ultrasons dans les liquides

ultrasons de haute puissance génère cavitation dans des liquides. Au cours de l'implosion des bulles de cavitation, apparaissent localement forces extrêmement élevées: dans le cavitationnel « point chaud » des températures très élevées (.) Et environ 5.000 K pressions (2,000atm environ.) Sont atteints. L'implosion de la bulle de cavitation se traduit également par des jets de liquide allant jusqu'à 280 m / s vitesse. Lorsque ces forces intenses vont dans le liquide, ils provoquent des effets différents. Dans un liquide alcoolique, ultrasonication provoque une accélération de l'oxydation, la polymérisation, et la condensation des alcools, des aldéhydes, des esters, et des oléfines pour construire de nouveaux composés qui créent plus et une meilleure saveur et bouquet.
Comme les plus intéressantes applications à ultrasons pour la fabrication du vin (vinification), en particulier l'échographie assistée ExtractionL'agglomération, et dispersion doivent être nommés. Ces impacts font sonication une telle méthode de traitement efficace pour le vin et d'autres boissons.

Littérature / Références

  • Chang, Audrey Chingzu; et al. (2002): L'application des ondes ultrasonores 20kHz pour accélérer le vieillissement des vins différents.
  • Cocito, C .; et al. (1995): Rapid extraction de composés aromatiques dans le moût et du vin au moyen d'ultrasons.
  • Ghafour, Kashif; et al. (2009): Optimisation d'un procédé d'extraction de composés aromatiques dans le vin blanc en utilisant des ultrasons.
  • Hernanz Vila, Dolores; et al. (1999): Optimisation d'un procédé d'extraction de composés aromatiques dans le vin blanc en utilisant des ultrasons.
  • Jiranek, Vladimir et al. (2007): haute puissance comme ultra-sons d'un nouvel outil offrant de nouvelles opportunités pour la gestion de la microbiologie du vin.
  • Vilkhu, Kamaljit; et al. (2006): Applications et opportunités pour l'extraction assistée par ultrasons dans l'industrie alimentaire - Une revue.
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