Ultrasoonapparaat van Wine – Innovative Applications van Ultrasound in Wijngaarden

Ultrageluid is een niet-thermische verwerkingswerkwijze, die al op grote schaal wordt gebruikt in de voedingsindustrie vanwege de milde toepassing, maar aanzienlijk product. Voor de wijngaarden, sonicatie biedt verschillende toepassingen, zoals de extractie van aroma's, fenolen en kleurstoffen, de rijping & aging, de oaking en ontgassen.

Wijn is een alcoholische drank, meestal gemaakt van druiven, maar ook uit andere vruchten (bijvoorbeeld appelwijn, vlierbeswijn) of zetmeel gebaseerde materialen (bijvoorbeeld rijstwijn, maïs wijn).
Wijn is een favoriete consumptiegoed waarvan de productie vereist een uitgebreid proces. Het maken van de kwaliteit en de wijnen van hoge kwaliteit staat bekend als een tijdrovende en daardoor kosten-intensieve bedrijven. Ten slotte is het in het belang van wijnmaker het versnellen van de Fermentatie (Omzetting in alcohol) en de rijping (complexe smaken en aroma geven) en produceert tevens een hoge kwaliteit bevatten met de gewenste smaak, boeket, mondgevoel en kleur.

Verschillende Effecten van Ultrasonics in Wine Processing

Vermogen ultrasound toegepast bij wijn biedt vele gunstige effecten. De belangrijkste toepassingen zijn de smaak intensivering van de wijn boeket door extractie het aroma-rijke onderdelen, zoals fenolen en aromaten, de eikenhoutEn de versnelling van de rijping & veroudering.

Extractie van aromatische en fenolverbindingen uit druiven

Ultrasound is een bekende en beproefde middelen voor de extractie van intracellulair plantenmateriaal en aromatische verbindingen. De mechanische werking van de ultrasone ondersteunt de verspreiding van oplosmiddelen in het weefsel. Echografie de celwand breekt mechanisch door de cavitatie schuifkrachten, vergemakkelijkt de overgang van de cel in het oplosmiddel. De deeltjesgrootte reductie door de ultrasone cavitatie vergroot het oppervlak in aanraking tussen de vaste en de vloeibare fase.
Druiven zijn beroemd en hebben veel vraag naar hun rijkdom aan polyfenolen. Deze fenolische verbindingen (zoals monomere flavanolen, dimere, trimere en polymere procyanidinen evenals fenolzuren) van druiven staan ​​bekend om hun antiradicale en antioxiderende eigenschappen. Chemisch gezien kunnen ze worden gescheiden in twee subcategorieën: de flavonoïden en de niet-flavonoïden. De belangrijkste flavonoïden in wijn zijn de anthocyanines en tannines die bijdragen aan de kleur, smaak en mondgevoel. Onder de niet-flavonoïden zijn stilbenen zoals resveratrol en zure verbindingen, zoals benzoëzuur, cafeïne en kaneelzuur. Het merendeel van deze fenolische verbindingen zit in de druivenhuid en de zaden. De intense ultrasone krachten zijn in staat om de waardevolle ingrediënten efficiënt uit druivenpitten en de huid te halen.
In de studie van Cocito et al. (1995), ultrasone trillingen is getoond als een snelle, reproduceerbare en lineaire werkwijze voor de extractie van aromaverbindingen most en wijn. De verkregen resultaten van de verbindingsconcentraties ultrasone extractie hoger dan die van de kolom C18 extractie (harswinning).
Opsomming van de voordelen van de ultrasone extractie, ultrasound is een goedkoop, eenvoudig en efficiënt alternatief voor conventionele niet-thermische verwijderingsmiddelen, zoals hoge hydrostatische druk (HP), gecomprimeerde kooldioxide (cCO2) en superkritisch kooldioxide (ScCO2) en hoge elektrisch veld pulsen (HELP). Een verder voordeel is het feit, dat ultrasone extractie - in tegenstelling tot de bovengenoemde alternatieven - kan gemakkelijk worden getest Laboratorium of bench-top schaal. Deze proeven te verschaffen, reproduceerbare resultaten, zodat een volgende opschaling geen verdere inspanningen in het vinden van de optimale instelling vereist. Voor de volledige commerciële productie, betrouwbare ultrasoonapparatuur voor zwaar gebruik met tot 16.000 watt per eenheid kan de sonicatie behandeling van zeer grote volumestromen.

-Ultrasound Assisted Extraction voor de Wine Oaking

Tijdens het bakproces komt de wijn in contact met het hout van de vaten (traditionele oaking) of met toegevoegde houtsnippers, houtstokken / notenbalken of oaking powder (alternatieve oaking). Het meest voorkomende hout voor het oliën (aroma) is - volgens de procedure - eiken (quercus). Andere houtsoorten, die minder vaak worden gebruikt, zijn bijvoorbeeld kastanje, dennen, redwood, kers of acacia. De chemische eigenschappen van hout worden gebruikt om diepgaande effecten te verkrijgen met betrekking tot de smaak en het bouquet van wijn. De fenolen in de eik staan ​​in wisselwerking met de wijnproducerende smaken, zoals vanille, karamel, room, specerijen of aardse smaken. Een zeer belangrijk effect hebben de ellagitannins (hydrolyseerbare tannine), die zijn afgeleid van ligninestructuren in hout, omdat ze de wijn beschermen tegen oxidatie en reductie.
Ultrasone extractie is nuttig voor het stadium van het wijnmaken vanwege het feit dat de penetratie van vloeistof in de houten structuur van poeder, chips, stokken of staven wordt verbeterd door de hoge druk en lage drukcycli die worden gegenereerd door ultrageluid. Als gevolg hiervan zal de massaoverdracht opvallend worden verhoogd, dit brengt een kortere oakingstijd met zich mee en hogere resultaten met betrekking tot de smaak. Als eikenpoeder of houtsmaakdestillaten (alternatieve oaking) in de wijn worden aangebracht, zorgen de ultrasone krachten voor een zeer fijne dispersie van de deeltjes of druppels in de wijn om de oppervlaktebevochtiging en blootstelling te verbeteren. Dit is erg belangrijk om een ​​hoge smaak en mondgevoel te bereiken en draagt ​​bij aan de kwaliteit van de alcoholische drank. Het feit dat barreling en veroudering een verlengde tijd- en kostenfactor vormen bij de vinificatie, maakt ultrageluid tot een uitzonderlijk interessante verwerkingsmethode, omdat Hielscher ultrasone apparaten overtuigen door lage investeringskosten, eenvoudige implementatie en een uitstekende energie-efficiëntie.

Deagglomeratie bij rijping van wijn met behulp van ultrageluid

Tijdens de traditionele tijdrovende rijpingsproces wijn, reacties van verschillende moleculen optreden in de wijn. Dit betekent dat de moleculen te worden geplaatst om de interactie tussen elkaar. De tijd en het resultaat van deze moleculaire verandering hangt af van de ingrediënten van de wijn en zijn omgeving. Meestal wordt aangenomen dat alcohol gedispergeerd in vloeistoffen, maar dit betekent niet dat een vermenging van moleculen wordt verkregen. Net als in de wijn uiteraard alleen lage energie voor reacties – als bindmiddel en mengen - beschikbaar is, wordt de mate van natuurlijke veranderingen meestal niet kan worden voltooid. Terwijl de ingrediënten neiging tot interactie, hechten en verandert moleculaire eigenschappen, kunnen ze een absolute interactie, omzetting, of binden op moleculair niveau door een lage aanwezige energie niet realiseren.
Zoals wijn gesoniceerd (waarbij de energietoevoer in de vloeibare middelen), de ingrediënten een meer consistente en uniforme mate van dispersie. Door sonicatie, wijn wordt een homogene vloeistof met een verlengde houdbaarheid in korte behandelingstijd. Het verschaft dat een hogere interactie tussen de moleculen en dus een vollediger moleculaire veranderingen. Dit betekent een verbetering in smaak en kwaliteit.

Dispersie: Prior bottelen meeste wijnen behandeld met additieven zoals conserveermiddelen (b.v. kalium- bisulfaat, natriumbisulfaat), reinigingsmiddelen, kleurstoffen poeders en verder klaringsmiddelen en ameliorants. Deze additieven worden gebruikt om een ​​voortijdige Browning en bederf te voorkomen, om de kwaliteit van wijn te verbeteren, om tekorten weg te nemen of de gistende proces te ondersteunen. Door ultrasone trillingen kunnen deze toevoegsels zeer consequent worden gedispergeerd in de wijn waardoor hogere resultaten van de verwerking behaalt. Dit leidt uiteindelijk tot een hogere kwaliteit en betere smaak - de inspanning van elke wijnboer.

Ultrasoon Extractie van actieve verbindingen

Wijn heeft een breed scala aan gezondheid voordeliger zijn werkzame verbindingen zoals tanninen, fenolen, flavonoïden en anderen, die waardevolle ingrediënten in de farmaceutische, voedingsmiddelen en cosmetische industrie.
Lees meer over de extractie van fytochemicaliën zoals polyfenolen, anthocyanidinen, proanthocyanidinen en andere bioactieve verbindingen uit druiven en bijproducten van druiven!

uitweiding

Veroudering van Rice Wine en maïs Wijn: Chang et al. (2002) vinden in hun onderzoek naar rijstwijn en maïs wijn die de vergrijzing van de effecten van behandeling met ultrageluid wijn hangt af van het soort wijn. Zo was de ultrasone vergrijzing van rijstwijn met betrekking tot de pH-waarde, het alcoholgehalte, acetaldehyde, smaak en sensorische kwaliteiten significant beter dan de echografie bijgestaan ​​veroudering van maïs wijn. Voor beide, de rijstwijn en de maïs wijn, de vergrijzing van de tijd was aanzienlijk verminderd (van 1 jaar tot 1 week of 3 dagen).

industriële ultrasonicators met doorstroomreactoren voor de sonische behandeling van wijn en sap.

Hielscher's Ultrasone Processors

Hielscher is de toonaangevende leverancier van ultrasone apparaten van hoge kwaliteit en hoge prestaties. Ultrasone apparaten gemaakt door Hielscher worden gebruikt voor laboratoriummonsters, pilootschaalverwerking of productie op ware grootte in vele industriële en onderzoeksgebieden. Voor perfecte prestaties en aanpassing aan elk proces biedt Hielscher een breed scala aan ultrasone apparaten voor het ultrasoonapparaat van elk vloeistofvolume, van verschillende microliter tot honderden kubieke meters per uur. De ultrasone apparaten kunnen op kleinere schaal eenvoudig worden getest op hun procesefficiëntie. Typisch, de UIP1000hd (1 kW) wordt gebruikt voor de procesontwikkeling voor debieten van 0.5L tot 1000L per uur. Op deze schaal kan de verwerking efficiëntie geoptimaliseerd door variatie van de amplitude, druk en debiet. De installatie of het inbouwen van een ultrasound systeem in een productielijn, evenals de bediening en onderhoud zijn eenvoudig en zonder problemen.

Ultrasonics in Vloeistoffen

High power echografie genereert cavitatie in vloeistoffen. Tijdens de implosie van de cavitatie bellen, lokaal lijken extreem hoge krachten: in de cavitational “hot spot” zeer hoge temperaturen (. Ca. 5000 K) en druk (ca. 2,000atm.) Worden bereikt. De implosie van het cavitatiebel resulteert ook in vloeibare stralen tot 280m / s snelheid. Wanneer deze intense krachten gaan in de vloeistof, veroorzaken ze verschillende effecten. In een alcoholische vloeistof, ultrasone trillingen veroorzaakt een versnelde oxidatie, polymerisatie en condensatie van de alcohol, aldehyden, esters en alkenen nieuwe verbindingen die meer en betere smaak en boeket creëren bouwen.
Als de meest interessante ultrasone applicaties voor de wijnbereiding (vinificatie), in het bijzonder de ultrasone-geassisteerde extractie, Agglomeratie, en spreiding moeten worden genoemd. Deze effecten maken sonicatie dergelijke effectieve verwerkingsmethode voor wijn en andere dranken.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators: