Hielscher ultralydteknologi

Sonikering av Wine – Innovative applikasjoner av ultralyd i vingårder

Ultralyd er en ikke-termisk behandlingsmetode, som allerede er mye brukt i næringsmiddelindustrien på grunn av mild applikasjon, men signifikante effekter på produktet. For vingårder tilbyr sonication forskjellige anvendelser som ekstraksjon av smaker, fenoler og fargestoffer, modning & aldring, oaking samt avgassing.
Vin er en alkoholholdig drikk, vanligvis laget av druer, men også fra andre frukter (f.eks. Eplevin, elderbærvin) eller stivelsesbaserte materialer (f.eks. Risvin, maisvin).
Vin er en begunstiget forbruksvare, hvis produksjon krever en overdådig prosess. Å lage kvalitet og kvalitetsviner er kjent som en tidkrevende og dermed kostnadskrevende virksomhet. Til slutt er det i vinsmakingens interesse å øke hastigheten på fermentering (konvertering til alkohol) og modning (for å gi komplekse smaker og aromaer) og produserer samtidig en høyverdig brennevin med ønsket smak, bukett, munnfølelse og farge.
Power ultrasonics er en effektiv teknikk for å hjelpe vinproduksjonen i ulike stadier for utvinning, oaking, dispergering og aldring.

kraftig ultralyd UIP4000 for store volumstrømmer

Forskjellige effekter av ultrasonikk i vinbehandling

Effekt ultralyd brukt på vin gir mange gunstige effekter. De viktigste applikasjonene inkluderer smakintensivering av vinbuketten ved å ekstrahere de smakrike komponentene, slik som fenoler og aromater, oaking, og akselerasjonen av modning & aldring.

Ekstraksjon av aromatiske og fenoliske forbindelser fra druer

Ultralyd er et velkjent og bevist middel for ekstraksjon av intracellulært plantemateriale og aromatiske forbindelser. Den mekaniske aktiviteten til ultralydet støtter diffusjonen av løsningsmidler i vevet. Som ultralyd bryter cellevegget mekanisk av kavitasjonskjærkraftene, letter det overføringen fra cellen til løsningsmidlet. Partikkelstørrelsesreduksjonen ved ultralydkavitasjon øker overflaten i kontakt mellom faststoffet og væskefasen.
Druer er berømte og etterspør etter rikdom i polyfenoler. Disse fenolforbindelsene (som monomere flavanoler, dimeriske, trimeriske og polymere procyanidiner samt fenoliske syrer) av drue er kjent for deres antiradikal og antioksidantegenskaper. Kjemisk kan de separeres i to underkategorier: flavonoider og ikke-flavonoider. De viktigste flavonoider i vin er anthocyaniner og tanniner som bidrar til farge, smak og munnfølelse. Blant de ikke-flavonoider er stilbener som resveratrol og sure forbindelser, slik som benzo-, koffein- og kanelsyre. Mest av alt er disse fenolforbindelsene inneholdt i druehuden og frøene. De intense ultralydskreftene er i stand til å trekke ut de verdifulle ingrediensene fra druefrø og huden effektivt.
I studien av Cocito et al. (1995), har ultralyd blitt vist som en rask, repeterbar og lineær prosess for ekstraksjon av aromaforbindelser i must og vin. De oppnådde resultatene av forbindelseskonsentrasjonene ved ultralydutvinning var høyere enn de for C18-kolonnekstraksjonen (harpiksekstraksjon).
Ved å oppsummere fordelene ved ultralydutvinning er ultralyd et billig, enkelt og effektivt alternativ til konvensjonelle ikke-termiske ekstraksjonsmidler, for eksempel høyt hydrostatisk trykk (HP), komprimert karbondioksid (cCO2) og superkritisk karbondioksyd (ScCO2) og høyt elektriske feltpulser (HELP). En ytterligere fordel er at ultralydutvinning - i motsetning til alternativene nevnt ovenfor - lett kan testes i Lab eller benk-skala. Disse forsøkene gir reproduserbare resultater, slik at en etterfølgende oppskalering ikke krever ytterligere innsats for å finne den optimale innstillingen. For full kommersiell produksjon, pålitelig tunge ultralydmaskiner med opptil 16.000 watt per enhet tillater lydbehandling av svært høyt volumstrømmer.

Ultralydassistert utvinning for vinopptaket

I løpet av oakingstadiet kommer vinen i kontakt med treet av tønner (tradisjonelt oaking) eller med tilsatte treflis, trepinner / staver eller oaking pulver (alternativ oaking). Det vanligste treet for oaking (flavoring) er - i henhold til prosedyren sikt - eik (quercus). Andre tretyper, som brukes sjelden, er f.eks. Kastanje, furu, redwood, kirsebær eller akacia. De kjemiske egenskapene til tre brukes til å oppnå dype effekter når det gjelder vinens smak og bukett. Fenolene som finnes i eik, samhandler med vinproduserende smaker, som vanilje, karamell, krem, krydder eller jordartsmessige smaker. En svært viktig effekt har ellagitanniner (hydrolyserbar tannin), som er avledet fra ligninstrukturer i tre, da de beskytter vinen mot oksidasjon og reduksjon.
Ultralydutvinning er nyttig for vinetrinnet som skyldes at væskenes penetrasjon i trekonstruksjonen av pulver, flis, pinner eller staver vil bli forsterket av høytrykks- og lavtrykkssykluser som genereres ved ultralyd. På denne måten vil masseoverføringen økes i det minste, dette medfører en kortere oaking periode og høyere resultater med hensyn til smaken. Hvis eikepulver eller tresmak destillater (alternativ oaking) blir brukt i vinen, gir ultralydskreftene en meget fin dispersjon av partiklene eller dråpene i vinen for å forbedre overflatesvetting og eksponering. Dette er svært viktig for å oppnå høy smak og munnfølelse og bidrar til kvaliteten på alkoholholdige drikker. At barreling og aldring utgjør en lengre tid og kostnadsfaktor i vinifisering, gjør ultralyd til en usedvanlig interessant bearbeidingsmetode som Hielscher ultralydsenheter overbeviser ved lave investeringskostnader, enkel implementering og en fremragende energieffektivitet.

Ultralyd med høy effekt har forskjellig fordelaktig effekt på druer og vin. (Klikk for å forstørre!)

Ultralyderen UIP500hd for ultralydbehandling av vin

Ultralydassistert agglomerering for vinldring

Under den tradisjonelle tidsintensive aldringsprosessen av vin forekommer reaksjoner av forskjellige molekyler i vinen. Dette betyr at molekylene endres i samsvar med samspillet mellom hverandre. Tiden og resultatet av denne molekylære endringen avhenger av ingrediensene i vinen og hans miljø. Vanligvis er det godkjent at alkohol er spredt i væsker, men dette betyr ikke at en blanding av molekyler vil oppnås. Som i vin er det naturligvis bare lav energi for reaksjoner – som liming og blanding - er tilgjengelig, vil graden av naturlige forandringer være for det meste ufullstendige. Mens ingrediensene har en tendens til å interagere, feste og endre molekylære egenskaper, kan de ikke innse en absolutt interaksjon, konvertering eller binding på molekylært nivå på grunn av lav energi tilstede.
Som vin er sonicated (som betyr en innspilling av energi i væsken), gir ingrediensene en mer konsistent og uniform grad av spredning. Ved lydbehandling blir vin en homogen væske med forlenget holdbarhet på svært kort behandlingstid. Homogeniteten tillater en høyere interaksjon mellom molekylene og dermed en mer fullstendig molekylær endring. Dette betyr en forbedring i smak og kvalitet.

Dispersjon: Tidligere tapping, de fleste viner behandles med tilsetningsstoffer, som konserveringsmidler (f.eks. Kaliumbisulfat, natriumbisulfat), rensemidler, fargepulvere og ytterligere fineringsmidler og lyddempende midler. Disse tilsetningsstoffene brukes til å unngå for tidlig bruning og ødeleggelse, for å forbedre vinkvaliteten, for å eliminere mangler eller for å støtte fermenteringsprosessen. Ved ultralydbehandling kan disse tilsetningsstoffene spredes svært konsekvent i vinen slik at høyere resultater av behandlingen oppnås. Dette fører til høyere kvalitet og bedre smak - innsatsen til alle vintner.

Ultralydsekstraksjon av aktive forbindelser

Vin har et bredt spekter av helse-fordelaktige aktive forbindelser som tanniner, fenoler, flavonoider og andre, som er verdifulle ingredienser som brukes i pharma, mat og kosmetikkindustrien.

excursus

Aldring av risvin og maisvin: Chang et al. (2002) fant i sin studie om risvin og maisvin at de aldrende effektene av sonikering av vin avhenger av hvilken type vin. Så var ultralyds aldring av risvin med hensyn til pH-verdien, alkoholinnholdet, acetaldehyd, smak og sensoriske egenskaper betydelig bedre enn ultralydassistent aldring av maisvin. For både risvin og maisvin ble aldringstiden betydelig redusert (fra 1 år til 1 uke eller 3 dager).

Power ultrasonics brukes til vin, juice, smoothies og sauser for å forbedre smaken. Ved ultrasonisk lysis og ekstraksjon frigjøres intracellulært materiale, noe som resulterer i forbedret næringskvalitet og smak.

Industrielle ultralydmaskiner med gjennomstrømning reaktorer for sonikering av vin og Juice.

Hielscher's ultralydsprosessorer

Hielscher er den ledende leverandøren av ultralydsenheter av høy kvalitet og høy ytelse. Ultralydapparater laget av Hielscher brukes til laboratorieprøver, pilotskala eller fullskala produksjon i manifoldbrett av industri og forskning. For perfekt ytelse og justering for hver prosess, tilbyr Hielscher et bredt spekter av ultralydsenheter for sonikering av væskevolum, fra flere mikroliter gjennom hundrevis av kubikkmeter per time. Ultralydsenhetene kan enkelt testes for prosess effektivitet i mindre målestokk. Vanligvis er UIP1000hd (1kW) brukes til prosessutvikling for strømningshastigheter fra 0,5L til 1000L per time. Ved denne skalaen kan prosesseringseffektiviteten optimaliseres ved å variere amplitude, trykk og strømningshastighet. Installasjon eller ettermontering av et ultralydsystem i en produksjonslinje, samt drift og vedlikehold er enkelt og uten vanskeligheter.

Ultralyd i væsker

Høy effekt ultralyd genererer kavitasjon inn i væsker. Under implanteringen av kavitasjonsboblene, opptrer ekstremt høye krefter lokalt: i de kavitasjonelle "hot spot" oppnås svært høye temperaturer (ca. 5.000K) og trykk (ca. 2.000atm). Implosjonen av kavitasjonsboblen resulterer også i flytende stråler med opptil 280m / s hastighet. Når disse sterke kreftene går inn i væsken, forårsaker de forskjellige effekter. I en alkoholholdig væske forårsaker ultralyding en akselerasjon av oksidasjon, polymerisering og kondensering av alkoholen, aldehyder, estere og olefiner for å bygge nye forbindelser som skaper mer og bedre smak og bukett.
Som de mest interessante ultralydsapplikasjonene for vinproduksjonen (vinification), spesielt ultralyd-assistert Utdrag, agglomerasjon og spredning må bli navngitt. Disse effektene gjør sonication en effektiv prosesseringsmetode for vin og andre drikker.

Litteratur / Referanser

  • Chang, Audrey Chingzu; et al. (2002): Bruken av ultralydbølger på 20kHz for å akselerere aldringen av forskjellige viner.
  • Cocito, C .; et al. (1995): Hurtig ekstraksjon av aromforbindelser i must og vin ved hjelp av ultralyd.
  • Ghafoor, Kashif; et al. (2009): Optimalisering av en ekstraksjonsmetode for aromaforbindelser i hvitvin ved hjelp av ultralyd.
  • Hernanz Vila, Dolores; et al. (1999): Optimalisering av en ekstraksjonsmetode for aromaforbindelser i hvitvin ved hjelp av ultralyd.
  • Jiranek, Vladimir et al. (2007): High power ultrasonics som et nytt verktøy som gir nye muligheter for å håndtere vinmikrobiologi.
  • Vilkhu, Kamaljit; et al. (2006): Programmer og muligheter for ultralydassistert utvinning i næringsmiddelindustrien - En gjennomgang.
  • Kontakt oss / be om mer informasjon

    Snakk med oss ​​om dine krav til behandling. Vi vil anbefale de mest egnede oppsett- og behandlingsparametrene for prosjektet ditt.





    Vær oppmerksom på at Personvernregler.