Vīna apstrāde ar ultraskaņu – Inovatīvi ultraskaņas pielietojumi vīna darītavās

Ultraskaņa ir netermiska apstrādes metode, ko jau plaši izmanto pārtikas rūpniecībā, pateicoties tās vieglai lietošanai, bet būtiskai ietekmei uz produktu. Vīna darītavām ultraskaņas apstrāde piedāvā dažādus lietojumus, piemēram, garšu, fenolu un krāsvielu ekstrakciju, nogatavināšanu & nogatavināšana, ozološana, kā arī degazēšana.

Vīns ir alkoholisks dzēriens, ko visbiežāk gatavo no vīnogām, bet arī no citiem augļiem (piemēram, ābolu vīna, plūškoka vīna) vai cietes bāzes materiāliem (piemēram, rīsu vīns, kukurūzas vīns).
Vīns ir iecienīta patērētāju prece, kuras ražošanai nepieciešams grezns process. Kvalitatīvu un augstas kvalitātes vīnu izgatavošana ir pazīstama kā laikietilpīgs un tādējādi izmaksu ietilpīgs bizness. Visbeidzot, vīndara interesēs ir paātrināt Fermentācijas (pievēršanās alkoholam) un nogatavināšana (lai piešķirtu sarežģītas garšas un aromātus) un vienlaikus ražotu augstas kvalitātes dzērienu ar vēlamo garšu, buķeti, mutes dobumu un krāsu.

Dažādas ultraskaņas sekas vīna pārstrādē

Jaudas ultraskaņa, ko piemēro vīnam, piedāvā daudzas labvēlīgas sekas. Svarīgākie pielietojumi ir garšas pastiprināšana vīna buķeti, ekstrahējot ar garšu bagātus komponentus, piemēram, fenolus un aromātiskās vielas, Ozols, un Nogatavināšanas & Novecošanās.

Aromātisko un fenola savienojumu ekstrakcija no vīnogām

Ultraskaņa ir labi zināms un pierādīts līdzeklis intracelulārā augu materiāla un aromātisko savienojumu ekstrakcijai. Ultraskaņas mehāniskā aktivitāte atbalsta šķīdinātāju difūziju audos. Tā kā ultraskaņa mehāniski izjauc šūnu sienu ar kavitācijas bīdes spēkiem, tas atvieglo pārnešanu no šūnas uz šķīdinātāju. Daļiņu izmēra samazināšana ar ultraskaņas kavitāciju palielina virsmas laukumu, kas saskaras ar cieto un šķidro fāzi.
Vīnogas ir slavenas un pieprasītas pēc to bagātības polifenolos. Šie vīnogu fenola savienojumi (piemēram, monomērie flavanoli, dimēriskie, trimeriskie un polimēru procianidīni, kā arī fenolskābes) ir pazīstami ar savām antiradikālajām un antioksidantu īpašībām. Ķīmiski tos var iedalīt divās apakškategorijās: flavonoīdi un ne-flavonoīdi. Vissvarīgākie flavonoīdi vīnā ir antocianīni un tanīni, kas veicina krāsu, garšu un mutes sajūtu. Starp flavonoīdiem, kas nav flavonoīdi, ir stilbēni, piemēram, resveratrols un skābie savienojumi, piemēram, benzoskābe, kofeīnskābe un kanēļskābe. Lielākā daļa šo fenola savienojumu atrodas vīnogu ādā un sēklās. Intensīvie ultraskaņas spēki spēj efektīvi iegūt vērtīgās sastāvdaļas no vīnogu sēklām un ādas.
(1995) pētījumā ultrasonication ir pierādīts kā ātrs, atkārtojams un lineārs process aromāta savienojumu ekstrakcijai misā un vīnā. Iegūtie rezultāti par savienojumu koncentrāciju ultraskaņas ekstrakciju bija augstāki nekā C18 kolonnas ekstrakcijas (sveķu ekstrakcijas) rezultāti.
Apkopojot ultraskaņas ekstrakcijas priekšrocības, ultraskaņa ir lēta, vienkārša un efektīva alternatīva parastajiem netermiskās ekstrakcijas līdzekļiem, piemēram, augsts hidrostatiskais spiediens (HP), saspiests oglekļa dioksīds (cCO2) un superkritiskais oglekļa dioksīds (ScCO2) un augsta elektriskā lauka impulsi (HELP). Vēl viena priekšrocība ir fakts, ka ultraskaņas ekstrakciju – atšķirībā no iepriekš minētajām alternatīvām – var viegli pārbaudīt Lab vai stenda skala. Šie izmēģinājumi nodrošina reproducējamus rezultātus, lai turpmāka palielināšana neprasītu papildu pūles, lai atrastu optimālo iestatījumu. Pilnīgai komerciālai ražošanai, uzticams LIELJAUDAS ULTRASONIKATORI Ar līdz 16 000 vatiem uz vienību ļauj apstrādāt ļoti liela apjoma plūsmas ar ultraskaņu.

Ekstrakcija ar ultraskaņas palīdzību vīna ozolkoka pagatavošanai

Ozološanas stadijā vīns nonāk saskarē ar mucu koksni (tradicionālais ozolkoks) vai ar pievienotu šķeldu, koka nūjām/ skavām vai ozolkoka pulveri (alternatīvais ozolkoks). Visizplatītākā koksne ozološanai (aromatizēšanai) ir – atbilstoši procedūras terminam – ozols (quercus). Citi koksnes veidi, ko izmanto retāk, ir, piemēram, kastaņa, priede, sarkankoks, ķirsis vai akācija. Koksnes ķīmiskās īpašības tiek izmantotas, lai iegūtu dziļu efektu attiecībā uz vīna garšu un buķeti. Ozolā esošie fenoli mijiedarbojas ar vīnu, kas rada garšas, piemēram, vaniļas, karameles, krējuma, garšvielu vai zemes garšas. Ļoti svarīga ietekme ir ellagitanīniem (hidrolizējamam tanīnam), kas iegūti no lignīna struktūrām koksnē, jo tie aizsargā vīnu no oksidēšanās un reducēšanās.
Ultraskaņas ekstrakcija ir noderīga vīna ozolkoka stadijā, jo šķidruma iekļūšanu pulvera, čipu, nūju vai staves koka konstrukcijā uzlabos ultraskaņas radītie augsta spiediena un zema spiediena cikli. Tā kā tādējādi masas pārnešana tiks uzskatāmi palielināta, tas nozīmē īsāku ozološanas periodu un augstākus rezultātus attiecībā uz garšu. Ja vīnā tiek uzklāti ozola pulveris vai koksnes garšas destilāti (alternatīvs ozols), ultraskaņas spēki nodrošina ļoti smalku daļiņu vai pilienu izkliedi vīnā, lai uzlabotu virsmas mitrināšanu un iedarbību. Tas ir ļoti svarīgi, lai sasniegtu augstu garšu un garšu un veicinātu alkoholiskā dzēriena kvalitāti. Fakts, ka barelu un novecošana ir ilgstošs laika un izmaksu faktors vinifikācijā, padara ultraskaņu par ārkārtīgi interesantu apstrādes metodi, jo Hielscher ultraskaņas ierīces pārliecina ar zemām investīciju izmaksām, vieglu ieviešanu un izcilu Energoefektivitātes.

Ultraskaņas atbalstīta deagglomerācija vīna novecošanas laikā

Tradicionālajā vīna laikietilpīgajā novecošanas procesā vīnā notiek dažādu molekulu reakcijas. Tas nozīmē, ka molekulas attiecīgi mainās, mijiedarbojoties viena ar otru. Šīs molekulārās izmaiņas laiks un rezultāts ir atkarīgs no vīna sastāvdaļām un viņa vides. Parasti tiek apstiprināts, ka alkohols tiek izkliedēts dzērienos, bet tas nenozīmē, ka tiks panākta molekulu sajaukšana. Tāpat kā vīnā, dabiski tikai zema enerģija reakcijām – Tā kā līmēšana un sajaukšana – ir pieejama, dabisko izmaiņu pakāpe lielākoties būs nepabeigta. Lai gan sastāvdaļām ir tendence mijiedarboties, piestiprināties un mainīt molekulārās īpašības, tās nevar realizēt absolūtu mijiedarbību, pārveidošanu vai saistīšanos molekulārā līmenī zemas enerģijas klātbūtnes dēļ.
Tā kā vīns tiek apstrādāts ar ultraskaņu (kas nozīmē enerģijas ievadi šķidrumā), sastāvdaļas piedāvā konsekventāku un vienmērīgāku dispersijas pakāpi. Ar ultraskaņu vīns kļūst par viendabīgu šķidrumu ar pagarinātu glabāšanas laiku ļoti īsā apstrādes laikā. Homogenitāte nodrošina lielāku mijiedarbību starp molekulām un tādējādi pilnīgākas molekulārās izmaiņas. Tas nozīmē garšas un kvalitātes uzlabošanos.

Dispersija: Pirms iepildīšanas pudelēs lielākā daļa vīnu tiek apstrādāti ar piedevām, piemēram, konservantiem (piemēram, kālija bisulfātu, nātrija bisulfātu), tīrīšanas līdzekļiem, krāsvielām un papildu spurināšanas līdzekļiem un ameliorantiem. Šīs piedevas izmanto, lai izvairītos no priekšlaicīgas apbrūnināšanas un sabojāšanās, uzlabotu vīna kvalitāti, novērstu trūkumus vai atbalstītu fermentācijas procesu. Ar ultrasonication, šīs piedevas var ļoti konsekventi izkliedēt vīnā, lai sasniegtu augstākus apstrādes rezultātus. Tas beidzot noved pie augstākas kvalitātes un labākas garšas – katra vintnera piepūles.

Aktīvo savienojumu ultraskaņas ekstrakcija

Vīnam ir plašs veselībai labvēlīgu aktīvo savienojumu klāsts, piemēram, tanīni, fenoli, flavonoīdi un citi, kas ir vērtīgas sastāvdaļas, ko izmanto farmācijas, pārtikas un kosmētikas rūpniecībā.
Lasiet vairāk par fitoķīmisko vielu, piemēram, polifenolu, antocianidīnu, proantocianidīna un citu bioaktīvo savienojumu, ieguvi no vīnogām un vīnogu blakusproduktiem!

Ekskurss

Rīsu vīna un kukurūzas vīna novecošana: Chang et al. (2002) savā pētījumā par rīsu vīnu un kukurūzas vīnu atklāja, ka vīna ultraskaņas novecošanās ietekme ir atkarīga no vīna veida. Tā bija rīsu vīna ultraskaņas novecošana attiecībā uz pH vērtību, alkohola saturu, acetaldehīdu, garšu un sensorajām īpašībām ievērojami labāk nekā kukurūzas vīna ultraskaņas novecošana. Gan rīsu vīnam, gan kukurūzas vīnam nogatavināšanas laiks tika ievērojami samazināts (no 1 gada līdz 1 nedēļai vai 3 dienām).

Rūpnieciskie ultrasonikatori ar caurplūdes reaktoriem vīna apstrādei ar ultraskaņu un sula.

Hielscher ultraskaņas procesori

Hielscher ir vadošais augstas kvalitātes un augstas veiktspējas ultraskaņas ierīču piegādātājs. Hielscher izgatavotās ultraskaņas ierīces tiek izmantotas laboratorijas paraugiem, izmēģinājuma mēroga apstrādei vai pilna mēroga ražošanai rūpniecības un pētniecības kolektoros. Lai nodrošinātu perfektu veiktspēju un pielāgotos katram procesam, Hielscher piedāvā plašu ultraskaņas ierīču klāstu jebkura šķidruma tilpuma apstrādei ar ultraskaņu, sākot no vairākiem mikrolitriem līdz simtiem kubikmetru stundā. Ultraskaņas ierīces var viegli pārbaudīt attiecībā uz to procesa efektivitāti mazākā mērogā. Parasti UIP1000hd (1kW) tiek izmantots procesa izstrādei plūsmas ātrumiem no 0.5L līdz 1000L stundā. Šajā mērogā apstrādes efektivitāti var optimizēt, mainot amplitūdu, spiedienu un plūsmas ātrumu. Ultraskaņas sistēmas uzstādīšana vai modernizēšana ražošanas līnijā, kā arī ekspluatācija un apkope ir vienkārša un bez grūtībām.

Ultrasonics šķidrumos

Lieljaudas ultraskaņa ģenerē Kavitāciju šķidrumos. Kavitācijas burbuļu implosijas laikā lokāli parādās ārkārtīgi lieli spēki: kavitācijas "karstajā vietā" tiek sasniegtas ļoti augstas temperatūras (aptuveni 5,000K) un spiediens (aptuveni 2,000atm). Kavitācijas burbuļa implosija izraisa arī šķidruma strūklu ar ātrumu līdz 280m / s. Kad šie intensīvie spēki nonāk šķidrumā, tie izraisa dažādas sekas. Alkoholiskajā šķidrumā ultrasonication izraisa alkohola, aldehīdu, esteru un olefīnu oksidācijas, polimerizācijas un kondensācijas paātrināšanos, lai izveidotu jaunus savienojumus, kas rada vairāk un labāku garšu un pušķi.
Kā interesantākie ultraskaņas lietojumi vīna darīšanai (vinifikācijai), īpaši ultraskaņas atbalstam Ekstrakcijas, aglomerāciju un Dispersijas ir jānosauc vārdā. Šīs ietekmes padara ultraskaņu par tik efektīvu vīna un citu dzērienu apstrādes metodi.
Zemāk redzamajā tabulā ir sniegta norāde par mūsu ultrasonikatoru aptuveno apstrādes jaudu: