Sonicare de vin – Aplicații inovatoare ale ultrasunetelor în vinării

Ecografia este o metodă de procesare non-termică, care este deja utilizată pe scară largă în industria alimentară datorită aplicării sale ușoare, dar efectelor semnificative asupra produsului. Pentru vinării, sonicare oferă diverse aplicații, ar fi extracția aromelor, fenolici și coloranți, maturarea & îmbătrânirea, înmuierea, precum și degazarea.

Vinul este o băutură alcoolică, cel mai frecvent fabricată din struguri, dar și din alte fructe (de exemplu, vin de mere, vin de soc) sau materiale pe bază de amidon (de exemplu, vin de orez, vin de porumb).
Vinul este un bun de consum favorizat a cărui producție necesită un proces somptuos. Producerea vinurilor de calitate și de înaltă calitate este cunoscută ca o afacere consumatoare de timp și, prin urmare, costisitoare. În cele din urmă, este în interesul vinificatorului să accelereze fermentare (conversia la alcool) și maturarea (pentru a conferi arome și arome complexe) și pentru a produce în același timp un lichior de înaltă calitate cu gustul, buchetul, simțul gurii și culoarea dorite.

Diferite efecte ale ultrasunetelor în prelucrarea vinului

Puterea ultrasunetelor aplicate vinului oferă multe efecte benefice. Cele mai importante aplicații includ intensificarea aromei a buchetului de vin prin extragerea componentelor bogate în aromă, cum ar fi fenolii și aromele, Înmuiereși accelerarea Maturare & îmbătrânire.

Extracția compușilor aromatici și fenolici din struguri

Ecografia este un mijloc bine cunoscut și dovedit pentru extracția materialului vegetal intracelular și a compușilor aromatici. Activitatea mecanică a ultrasunetelor susține difuzia solvenților în țesut. Deoarece ultrasunetele sparg mecanic peretele celular prin forțele de forfecare a cavitației, facilitează transferul din celulă în solvent. Reducerea dimensiunii particulelor prin cavitație cu ultrasunete crește suprafața în contact între faza solidă și lichidă.
Strugurii sunt renumiți și în cerere pentru bogăția lor de polifenoli. Acești compuși fenolici (cum ar fi flavanolii monomerici, dimericii, trimericii și procianidinele polimerice, precum și acizii fenolici) din struguri sunt cunoscuți pentru proprietățile lor antiradicalice și antioxidante. Din punct de vedere chimic, ele pot fi separate în două subcategorii: flavonoide și non-flavonoide. Cele mai importante flavonoide din vin sunt antocianinele și taninurile care contribuie la culoare, gust și senzație de gură. Printre non-flavonoide se numără stilbenele, cum ar fi resveratrolul și compușii acizi, cum ar fi acidul benzoic, cafeic și cinamic. Majoritatea acestor compuși fenolici sunt conținute în pielea strugurilor și în semințe. Forțele ultrasonice intense sunt capabile să extragă eficient ingredientele valoroase din semințele de struguri și piele.
În studiul Cocito et al. (1995), ultrasonication a fost demonstrat ca un proces rapid, repetabil și liniar pentru extracția compușilor aromatici în must și vin. Rezultatele obținute ale concentrațiilor compuse prin extracție cu ultrasunete au fost mai mari decât cele ale extracției coloanei C18 (extracția rășinii).
Rezumând avantajele extracției cu ultrasunete, ultrasunetele sunt o alternativă ieftină, simplă și eficientă la mijloacele convenționale de extracție non-termică, ar fi presiunea hidrostatică ridicată (HP), dioxidul de carbon comprimat (cCO2) și dioxidul de carbon supercritic (ScCO2) și impulsurile de câmp electric ridicat (HELP). Un alt avantaj este faptul că extracția cu ultrasunete – spre deosebire de alternativele menționate mai sus – poate fi ușor testată în Laborator sau cântar de banc. Aceste studii oferă rezultate reproductibile, astfel încât o extindere ulterioară nu necesită eforturi suplimentare pentru găsirea setării optime. Pentru o producție comercială completă, fiabilă ULTRASONICATORS GRELE Cu până la 16.000 wați pe unitate permite tratamentul sonicare de fluxuri de volum foarte mare.

Extracția asistată cu ultrasunete pentru înmuierea vinului

În timpul etapei de înmuiere, vinul vine în contact cu lemnul butoaielor (înmuierea tradițională) sau cu adaos de așchii de lemn, bețe/doage de lemn sau pudră de stejar (înmuiere alternativă). Cel mai comun lemn pentru înmuiere (aromă) este – conform termenului procedurii – stejarul (quercus). Alte tipuri de lemn, care sunt folosite mai rar, sunt, de exemplu, castan, pin, lemn roșu, cireș sau salcâm. Proprietățile chimice ale lemnului sunt folosite pentru a obține efecte profunde în ceea ce privește aroma și buchetul vinului. Fenolii conținuți în stejar interacționează cu aromele producătoare de vin, cum ar fi vanilie, caramel, smântână, condimente sau arome pământești. Un efect foarte important îl au ellagitinele (taninul hidrolizabil), care sunt derivate din structurile de lignină din lemn, deoarece protejează vinul de oxidare și reducere.
Extracția cu ultrasunete este utilă pentru stadiul de înmuiere a vinului datorită faptului că penetrarea lichidului în structura din lemn a pulberii, chipsurilor, bastoanelor sau doagelor va fi îmbunătățită de ciclurile de înaltă presiune și joasă presiune generate de ultrasunete. Deoarece astfel transferul de masă va crește vizibil, acest lucru implică o perioadă de înmuiere mai scurtă și rezultate mai mari în ceea ce privește aroma. Dacă pudra de stejar sau distilatele de aromă de lemn (înmuiere alternativă) sunt aplicate în vin, forțele ultrasonice asigură o dispersie foarte fină a particulelor sau picăturilor în vin pentru a îmbunătăți umezirea suprafeței și expunerea. Acest lucru este foarte important pentru a obține un gust ridicat și o senzație de gură și contribuie la calitatea băuturii alcoolice. Faptul că barilarea și îmbătrânirea constituie un factor extins de timp și cost în vinificare, face cu ultrasunete la o metodă de procesare excepțional de interesantă ca dispozitive cu ultrasunete Hielscher convinge prin costuri reduse de investitie, implementare ușoară și un remarcabil eficiența energetică.

Deaglomerarea asistată cu ultrasunete în timpul îmbătrânirii vinului

În timpul procesului tradițional de îmbătrânire intensivă a vinului, reacțiile diferitelor molecule apar în vin. Aceasta înseamnă că moleculele se schimbă în funcție de interacțiunea dintre ele. Timpul și rezultatul acestei modificări moleculare depind de ingredientele vinului și de mediul său. În mod obișnuit, se aprobă faptul că alcoolul este dispersat în lichioruri, dar acest lucru nu înseamnă că se va realiza o amestecare a moleculelor. Ca și în vin, în mod natural, numai energie scăzută pentru reacții – Pe măsură ce lipirea și amestecarea – sunt disponibile, gradul de schimbări naturale va fi în mare parte nefinalizat. În timp ce ingredientele tind să interacționeze, să se atașeze și să schimbe proprietățile moleculare, ele nu pot realiza o interacțiune, conversie sau legătură absolută la nivel molecular din cauza energiei scăzute prezente.
Deoarece vinul este sonicat (ceea ce înseamnă un aport de energie în lichid), ingredientele oferă un grad mai consistent și uniform de dispersie. Prin sonicare, vinul devine un lichid omogen cu un termen de valabilitate extins într-un timp foarte scurt de tratament. Omogenitatea permite o interacțiune mai mare între molecule și, prin urmare, o schimbare moleculară mai completă. Aceasta înseamnă o îmbunătățire a gustului și a calității.

Dispersie: Înainte de îmbuteliere, majoritatea vinurilor sunt tratate cu aditivi, cum ar fi conservanți (de exemplu, bisulfat de potasiu, bisulfat de sodiu), agenți de curățare, pulberi colorante și alți agenți de limpezire și amelioranți. Acești aditivi sunt utilizați pentru a evita rumenirea prematură și deteriorarea, pentru a îmbunătăți calitatea vinului, pentru a elimina deficiențele sau pentru a sprijini procesul de fermentare. Prin ultrasonication, acești aditivi pot fi dispersați foarte consistent în vin, astfel încât să se obțină rezultate mai mari ale procesării. Acest lucru duce în cele din urmă la o calitate superioară și un gust mai bun – efortul fiecărui viticultor.

Extracția cu ultrasunete a compușilor activi

Vinul are o mare varietate de compuși activi benefici pentru sănătate, cum ar fi taninurile, fenolii, flavonoidele și altele, care sunt ingrediente valoroase utilizate în industria farmaceutică, alimentară și cosmetică.
Citiți mai multe despre extracția fitochimicalelor, cum ar fi polifenolii, antocianidina, proantocianidina și alți compuși bioactivi din struguri și subproduse din struguri!

Excurs

Îmbătrânirea vinului de orez și a vinului de porumb: Chang et al. (2002) au constatat în studiul lor privind vinul de orez și vinul de porumb că efectele îmbătrânirii sonicării vinului depind de tipul de vin. La fel și îmbătrânirea cu ultrasunete a vinului de orez în ceea ce privește valoarea pH-ului, conținutul de alcool, acetaldehida, aroma și calitățile senzoriale semnificativ mai bune decât îmbătrânirea asistată cu ultrasunete a vinului de porumb. Atât pentru vinul de orez, cât și pentru vinul de porumb, timpul de învechire a fost redus considerabil (de la 1 an la 1 săptămână sau 3 zile).

ultrasonicators industriale cu reactoare de curgere pentru sonicarea vinului și suc.

Hielscher procesoare cu ultrasunete

Hielscher este principalul furnizor de dispozitive cu ultrasunete de înaltă calitate și de înaltă performanță. Dispozitivele cu ultrasunete realizate de Hielscher sunt utilizate pentru probe de laborator, prelucrarea la scară pilot sau producția la scară completă în diverse zone de industrie și cercetare. Pentru performanțe perfecte și ajustarea la fiecare proces, Hielscher oferă o gamă largă de dispozitive cu ultrasunete pentru sonicare de orice volum lichid, de la mai multe microlitri prin sute de cubimetri pe oră. Dispozitivele cu ultrasunete pot fi ușor testate pentru eficiența procesului lor la scară mai mică. De obicei, indicatorul UIP1000hd (1kW) este utilizat pentru dezvoltarea procesului pentru debite de la 0,5L la 1000L pe oră. La această scară, eficiența procesării poate fi optimizată prin variația amplitudinii, presiunii și debitului. Instalarea sau modernizarea unui sistem cu ultrasunete într-o linie de producție, precum și operarea și întreținerea sunt simple și fără dificultate.

Ultrasonics în lichide

Ecograful de mare putere generează Cavitaţie în lichide. În timpul imploziei bulelor de cavitație, local apar forțe extrem de mari: în "punctul fierbinte" cavitațional se ating temperaturi foarte ridicate (aprox. 5.000K) și presiuni (aprox. 2.000atm). Implozia bulei de cavitație are ca rezultat, de asemenea, jeturi lichide cu o viteză de până la 280 m / s. Când aceste forțe intense intră în lichid, ele provoacă efecte diferite. Într-un lichid alcoolic, ultrasonication provoacă o accelerare a oxidării, polimerizării și condensării alcoolului, aldehidelor, esterilor și olefinelor pentru a construi noi compuși care creează mai multă și mai bună aromă și buchet.
Ca cele mai interesante aplicații cu ultrasunete pentru vinificație (vinificație), în special cu ultrasunete asistate Extracție, aglomerare și dispersie trebuie să fie numit. Aceste impacturi fac sonicare o metodă de prelucrare atât de eficientă pentru vin și alte băuturi.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: