शराब का सोनिकेशन – वाइनरी में अल्ट्रासाउंड के अभिनव अनुप्रयोग
अल्ट्रासाउंड एक गैर-थर्मल प्रसंस्करण विधि है, जो पहले से ही खाद्य उद्योग में इसके हल्के अनुप्रयोग लेकिन उत्पाद पर महत्वपूर्ण प्रभाव के कारण व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। वाइनरी के लिए, सोनिकेशन विभिन्न अनुप्रयोगों जैसे स्वाद, फेनोलिक्स और कलरेंट्स के निष्कर्षण, परिपक्वता प्रदान करता है & उम्र बढ़ने, ओकिंग के साथ-साथ डिगैसिंग।
वाइन एक मादक पेय है, जो आमतौर पर अंगूर से बना होता है, लेकिन अन्य फलों (जैसे सेब की शराब, एल्डरबेरी वाइन) या स्टार्च-आधारित सामग्री (जैसे चावल की शराब, मक्का की शराब) से भी बना होता है।
शराब एक पसंदीदा उपभोक्ता वस्तु है जिसके उत्पादन के लिए एक शानदार प्रक्रिया की आवश्यकता होती है। गुणवत्ता और उच्च गुणवत्ता वाली वाइन बनाना एक समय लेने वाली और इस तरह लागत-गहन व्यवसाय के रूप में जाना जाता है। अंत में, यह वाइनमेकर के हित में है कि वह इसे तेज करे किण्वन (शराब में रूपांतरण) और परिपक्वता (जटिल स्वाद और सुगंध प्रदान करने के लिए) और एक ही समय में वांछित स्वाद, गुलदस्ता, माउथफिल और रंग के साथ एक उच्च गुणवत्ता वाली शराब का उत्पादन करें।

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शराब प्रसंस्करण में Ultrasonics के विभिन्न प्रभाव
शराब पर लागू पावर अल्ट्रासाउंड कई लाभकारी प्रभाव प्रदान करता है। सबसे महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में शामिल हैं स्वाद गहनता स्वाद से भरपूर घटकों, जैसे फेनोलिक्स और एरोमैटिक्स को निकालकर वाइन गुलदस्ता का, ओकिंग, और का त्वरण परिपक्वता & उम्र बढ़ने.
अंगूर से सुगंधित और फेनोलिक यौगिकों का निष्कर्षण
अल्ट्रासाउंड इंट्रासेल्युलर प्लांट सामग्री और सुगंधित यौगिकों के निष्कर्षण के लिए एक प्रसिद्ध और सिद्ध साधन है। अल्ट्रासाउंड की यांत्रिक गतिविधि ऊतक में सॉल्वैंट्स के प्रसार का समर्थन करती है। चूंकि अल्ट्रासाउंड कैविटेशन कतरनी बलों द्वारा यांत्रिक रूप से सेल की दीवार को तोड़ता है, यह सेल से विलायक में स्थानांतरण की सुविधा प्रदान करता है। अल्ट्रासोनिक कैविटेशन द्वारा कण आकार में कमी ठोस और तरल चरण के बीच संपर्क में सतह क्षेत्र को बढ़ाती है।
अंगूर प्रसिद्ध हैं और पॉलीफेनोल्स में उनकी समृद्धि की मांग में हैं। अंगूर के इन फेनोलिक यौगिकों (जैसे मोनोमेरिक फ्लेवनोल्स, डिमेरिक, ट्राइमेरिक, और पॉलिमरिक प्रोसायनिडिन के साथ-साथ फेनोलिक एसिड) उनके एंटीरेडिकल और एंटीऑक्सीडेंट गुणों के लिए जाने जाते हैं। रासायनिक रूप से, उन्हें दो उप-श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: फ्लेवोनोइड्स और गैर-फ्लेवोनोइड्स। वाइन में सबसे महत्वपूर्ण फ्लेवोनोइड्स एंथोसायनिन और टैनिन हैं जो रंग, स्वाद और माउथफीलिंग में योगदान करते हैं। गैर-फ्लेवोनोइड्स में स्टिलबेन्स जैसे रेस्वेराट्रोल और अम्लीय यौगिक, जैसे बेंजोइक, कैफिक और दालचीनी एसिड होते हैं। इन सभी फेनोलिक यौगिकों में से अधिकांश अंगूर की त्वचा और बीज में निहित हैं। तीव्र अल्ट्रासोनिक बलों अंगूर के बीज और त्वचा से मूल्यवान सामग्री को कुशलता से निकालने में सक्षम हैं।
Cocito et al. (1995) के अध्ययन में, अल्ट्रासोनिकेशन को मस्ट और वाइन में सुगंध यौगिकों के निष्कर्षण के लिए एक तेज़, दोहराने योग्य और रैखिक प्रक्रिया के रूप में दिखाया गया है। अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण द्वारा यौगिक सांद्रता के प्राप्त परिणाम सी 18 कॉलम निष्कर्षण (राल निष्कर्षण) की तुलना में अधिक थे।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण के फायदों को सारांशित करते हुए, अल्ट्रासाउंड पारंपरिक गैर-थर्मल निष्कर्षण साधनों के लिए एक सस्ता, सरल और कुशल विकल्प है, जैसे उच्च हाइड्रोस्टेटिक दबाव (एचपी), संपीड़ित कार्बन डाइऑक्साइड (सीओ 2) और सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड (एससीसीओ 2) और उच्च विद्युत क्षेत्र दालों (हेल्प)। एक और लाभ तथ्य यह है कि अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण - ऊपर दिए गए विकल्पों के विपरीत - आसानी से परीक्षण किया जा सकता है प्रयोगशाला या बेंच-टॉप स्केल। ये परीक्षण प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्रदान करते हैं ताकि निम्नलिखित स्केल-अप को इष्टतम सेटिंग खोजने में और प्रयासों की आवश्यकता न हो। पूर्ण वाणिज्यिक उत्पादन के लिए, विश्वसनीय हेवी-ड्यूटी अल्ट्रासोनिकेटर प्रति यूनिट 16,000 वाट तक बहुत अधिक मात्रा वाली धाराओं के सोनीशन उपचार की अनुमति देता है।
वाइन ओकिंग के लिए अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड एक्सट्रैक्शन
ओकिंग के चरण के दौरान, वाइन बैरल की लकड़ी (पारंपरिक ओकिंग) या अतिरिक्त लकड़ी के चिप्स, लकड़ी की छड़ें/सीढ़ियां या ओकिंग पाउडर (वैकल्पिक ओकिंग) के संपर्क में आती है। ओकिंग (स्वाद) के लिए सबसे आम लकड़ी है - प्रक्रिया के शब्द के अनुसार - ओक (क्वेरकस)। अन्य लकड़ी के प्रकार, जो शायद ही कभी उपयोग किए जाते हैं, जैसे शाहबलूत, पाइन, रेडवुड, चेरी या बबूल। शराब के स्वाद और गुलदस्ता के संबंध में गहरा प्रभाव प्राप्त करने के लिए लकड़ी के रासायनिक गुणों का उपयोग किया जाता है। ओक में निहित फिनोल वाइन उत्पादक स्वादों के साथ बातचीत करते हैं, जैसे कि वेनिला, कारमेल, क्रीम, मसाला या मिट्टी के स्वाद। एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रभाव में एलागिटैनिन (हाइड्रोलाइज़ेबल टैनिन) होता है, जो लकड़ी में लिग्निन संरचनाओं से प्राप्त होता है, क्योंकि वे शराब को ऑक्सीकरण और कमी से बचाते हैं।
अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण इस तथ्य के कारण वाइन ओकिंग के चरण के लिए उपयोगी है कि पाउडर, चिप्स, लाठी या सीढ़ियों की लकड़ी की संरचना में तरल का प्रवेश अल्ट्रासाउंड द्वारा उत्पन्न उच्च दबाव और कम दबाव चक्रों द्वारा बढ़ाया जाएगा। इस प्रकार बड़े पैमाने पर हस्तांतरण को स्पष्ट रूप से बढ़ाया जाएगा, यह एक छोटी ओकिंग अवधि और स्वाद के संबंध में उच्च परिणाम पर जोर देता है। यदि ओक पाउडर या लकड़ी के स्वाद डिस्टिलेट्स (वैकल्पिक ओकिंग) को शराब में लगाया जाता है, तो अल्ट्रासोनिक बल सतह को गीला करने और जोखिम में सुधार करने के लिए शराब में कणों या बूंदों का बहुत अच्छा फैलाव प्रदान करते हैं। उच्च स्वाद और माउथफिल प्राप्त करने के लिए यह बहुत महत्वपूर्ण है और मादक पेय की गुणवत्ता में योगदान देता है। तथ्य यह है कि बैरलिंग और उम्र बढ़ने विनीफिकेशन में एक विस्तारित समय और लागत कारक का गठन करती है, अल्ट्रासाउंड को असाधारण रूप से दिलचस्प प्रसंस्करण विधि बनाता है क्योंकि हिल्स्चर अल्ट्रासोनिक डिवाइस कम निवेश लागत, आसान कार्यान्वयन और एक उत्कृष्ट द्वारा आश्वस्त करते हैं ऊर्जा दक्षता.
वाइन एजिंग के दौरान अल्ट्रासाउंड-असिस्टेड डीग्लोमरेशन
शराब की पारंपरिक समय-गहन उम्र बढ़ने की प्रक्रिया के दौरान, शराब में विभिन्न अणुओं की प्रतिक्रियाएं होती हैं। इसका मतलब है कि अणु एक दूसरे के बीच बातचीत के अनुसार बदलते हैं। इस आणविक परिवर्तन का समय और परिणाम शराब और उसके पर्यावरण की सामग्री पर निर्भर करता है। आमतौर पर, यह अनुमोदित किया जाता है कि शराब शराब में बिखरी हुई है, लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि अणुओं का सम्मिश्रण प्राप्त किया जाएगा। शराब के रूप में स्वाभाविक रूप से प्रतिक्रियाओं के लिए केवल कम ऊर्जा – जैसा कि संबंध और सम्मिश्रण - उपलब्ध है, प्राकृतिक परिवर्तनों की डिग्री ज्यादातर अधूरी होगी। जबकि अवयव आणविक गुणों को बातचीत, संलग्न और बदलते हैं, वे कम ऊर्जा मौजूद होने के कारण आणविक स्तर पर एक पूर्ण बातचीत, रूपांतरण या संबंध का एहसास नहीं कर सकते हैं।
चूंकि वाइन सोनिकेटेड है (जिसका अर्थ है तरल में ऊर्जा का एक इनपुट), सामग्री फैलाव का अधिक सुसंगत और समान ग्रेड प्रदान करती है। सोनिकेटिंग द्वारा, शराब उपचार के बहुत कम समय में विस्तारित शैल्फ जीवन के साथ एक सजातीय तरल बन जाती है। समरूपता अणुओं के बीच एक उच्च बातचीत की अनुमति देती है और इस प्रकार एक अधिक पूर्ण आणविक परिवर्तन होता है। इसका मतलब स्वाद और गुणवत्ता में वृद्धि है।
फैलाव: बॉटलिंग से पहले, अधिकांश वाइन को एडिटिव्स के साथ इलाज किया जाता है, जैसे कि संरक्षक (जैसे पोटेशियम बाइसल्फेट, सोडियम बाइसल्फेट), क्लींजर, कलरिंग पाउडर और आगे फाइनिंग एजेंट और एमेलेंट्स। इन एडिटिव्स का उपयोग समय से पहले ब्राउनिंग और खराब होने से बचने, वाइन की गुणवत्ता में सुधार करने, कमियों को खत्म करने या किण्वन प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन द्वारा, इन एडिटिव्स को वाइन में बहुत लगातार फैलाया जा सकता है ताकि प्रसंस्करण के उच्च परिणाम प्राप्त हो सकें। यह अंततः उच्च गुणवत्ता और बेहतर स्वाद की ओर जाता है - हर विंटर का प्रयास।
सक्रिय यौगिकों का अल्ट्रासोनिक निष्कर्षण
वाइन में टैनिन, फेनोलिक्स, फ्लेवोनोइड्स और अन्य जैसे स्वास्थ्य-लाभकारी सक्रिय यौगिकों की एक विस्तृत विविधता है, जो फार्मा, खाद्य और कॉस्मेटिक उद्योग में उपयोग किए जाने वाले मूल्यवान तत्व हैं।
अंगूर और अंगूर के उत्पादों से पॉलीफेनोल, एंथोसायनिडिन, प्रोएन्थोसाइनिडिन और अन्य बायोएक्टिव यौगिकों जैसे फाइटोकेमिकल्स के निष्कर्षण के बारे में और पढ़ें!

मल्टीसोनोरिएक्टर MSR-4 एक औद्योगिक इनलाइन होमोजेनाइजेशन रिएक्टर है जो उच्च थ्रूपुट के औद्योगिक के लिए उपयुक्त है। MSR-4 4x UIP4000hdT या 4x UIP6000hdT से लैस किया जा सकता है.
भ्रमण
राइस वाइन और मक्का वाइन की उम्र बढ़ने: चांग एट अल (2002) ने राइस वाइन और मक्का वाइन पर अपने अध्ययन में पाया कि वाइन के सोनिकेशन के उम्र बढ़ने के प्रभाव वाइन के प्रकार पर निर्भर करते हैं। तो पीएच मान, अल्कोहल सामग्री, एसीटैल्डिहाइड, स्वाद और संवेदी गुणों के बारे में चावल की शराब की अल्ट्रासोनिक उम्र बढ़ने मक्का शराब की अल्ट्रासाउंड-सहायता प्राप्त उम्र बढ़ने से काफी बेहतर थी। चावल की शराब और मक्का की शराब दोनों के लिए, उम्र बढ़ने का समय काफी कम हो गया था (1 वर्ष से 1 सप्ताह या 3 दिन तक)।

औद्योगिक अल्ट्रासोनिकेटर शराब के सोनिकेशन के लिए फ्लो-थ्रू रिएक्टरों के साथ और रस.
Hielscher के अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर
Hielscher उच्च गुणवत्ता और उच्च प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक उपकरणों के प्रमुख आपूर्तिकर्ता है। Hielscher द्वारा बनाई गई अल्ट्रासोनिक उपकरणों प्रयोगशाला नमूने, पायलट पैमाने पर प्रसंस्करण या उद्योग और अनुसंधान के कई गुना पहुंच में पूर्ण पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है। प्रत्येक प्रक्रिया के लिए सही प्रदर्शन और समायोजन के लिए, Hielscher प्रति घंटे सैकड़ों क्यूबिकमीटर के माध्यम से कई माइक्रोलीटर से किसी भी तरल मात्रा के sonication के लिए अल्ट्रासोनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। अल्ट्रासोनिक उपकरणों को छोटे पैमाने पर उनकी प्रक्रिया दक्षता के लिए आसानी से परीक्षण किया जा सकता है। आमतौर पर, यूआईपी1000एचडी (1kW) का उपयोग 0.5L से 1000L प्रति घंटे तक प्रवाह दर के लिए प्रक्रिया विकास के लिए किया जाता है। इस पैमाने पर, प्रसंस्करण दक्षता को आयाम, दबाव और प्रवाह दर को बदलकर अनुकूलित किया जा सकता है। एक उत्पादन लाइन में अल्ट्रासाउंड प्रणाली की स्थापना या रेट्रोफिटिंग, साथ ही संचालन और रखरखाव सरल और बिना किसी कठिनाई के हैं।
तरल पदार्थ में अल्ट्रासोनिक्स
उच्च शक्ति अल्ट्रासाउंड उत्पन्न करता है गुहिकायन तरल पदार्थ में। गुहिकायन बुलबुले के विस्फोट के दौरान, स्थानीय रूप से अत्यधिक उच्च बल दिखाई देते हैं: गुहिकायन "हॉट स्पॉट" में बहुत उच्च तापमान (लगभग 5,000K) और दबाव (लगभग 2,000atm) तक पहुंच जाते हैं। गुहिकायन बुलबुले के विस्फोट के परिणामस्वरूप 280m/s वेग तक के तरल जेट भी होते हैं। जब ये तीव्र बल तरल में जाते हैं, तो वे विभिन्न प्रभाव पैदा करते हैं। एक मादक तरल में, अल्ट्रासोनिकेशन नए यौगिकों के निर्माण के लिए अल्कोहल, एल्डिहाइड, एस्टर और ओलेफिन के ऑक्सीकरण, पोलीमराइजेशन और संघनन का त्वरण करता है जो अधिक और बेहतर स्वाद और गुलदस्ता बनाते हैं।
शराब बनाने (vinification) के लिए सबसे दिलचस्प अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोगों के रूप में, विशेष रूप से अल्ट्रासाउंड की सहायता से कुल, समूह, और परिक्षेपण नाम लेना होगा। ये प्रभाव शराब और अन्य पेय पदार्थों के लिए सोनिकेशन को इतनी प्रभावी प्रसंस्करण विधि बनाते हैं।
नीचे दी गई तालिका आपको हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
बैच वॉल्यूम | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
---|---|---|
1 से 500mL | 10 से 200mL/मिनट | यूपी100एच |
10 से 2000mL | 20 से 400mL/मिनट | यूपी200एचटी, UP400St |
0.1 से 20L | 0.2 से 4L/मिनट | यूआईपी2000एचडीटी |
10 से 100L | 2 से 10 लीटर/मिनट | यूआईपी4000एचडीटी |
एन.ए. | 10 से 100 लीटर/मिनट | UIP16000 |
एन.ए. | बड़ा | का क्लस्टर UIP16000 |
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साहित्य/सन्दर्भ
- Chang, Audrey Chingzu; et al. (2002): The application of 20kHz ultrasonic waves to accelerate the aging of different wines. Food Chemistry 79, 2002. 501–506.
- Cocito, C.; et al. (1995): Rapid extraction of aroma compounds in must and wine by means of ultrasound.
- Ghafoor, Kashif; et al. (2009): Optimization of an extraction method of aroma compounds in white wine using ultrasound.
- Hernanz Vila, Dolores; et al. (1999): Optimization of an extraction method of aroma compounds in white wine using ultrasound. Talanta 50(2), 13.Sept.1999. 413-21.
- Jiranek, Vladimir et al. (2007): High power ultrasonics as a novel tool offering new opportunities for managing wine microbiology. Biotechnology Letters 2008. 1-6.
- Vilkhu, Kamaljit; et al. (2008): Applications and opportunities for ultrasound assisted extraction in the food industry — A review. Innovative Food Science & Emerging Technologies, Volume 9, Issue 2; 2008. 161-169.