Ультразвуковая обработка вина – Инновационное применение ультразвука на винодельнях

Ультразвук – это нетермический метод обработки, который уже широко используется в пищевой промышленности из-за его мягкого применения, но значительного воздействия на продукт. Для винодельческих предприятий ультразвуковая обработка предлагает различные области применения, такие как экстракция ароматизаторов, фенольных и красителей, созревание & Выдержка, выработка дуба, а также дегазация.

Вино – это алкогольный напиток, чаще всего изготовленный из винограда, а также из других фруктов (например, яблочное вино, вино из бузины) или материалов на основе крахмала (например, рисовое вино, кукурузное вино).
Вино является излюбленным потребительским товаром, производство которого требует роскошного процесса. Производство качественных и высококачественных вин известно как трудоемкий и, следовательно, дорогостоящий бизнес. Наконец, в интересах винодела ускорить брожение (преобразование в алкоголь) и созревание (для придания сложных вкусов и ароматов) и в то же время производство высококачественного ликера с желаемым вкусом, букетом, ощущением во рту и цветом.

Различные эффекты ультразвука в виноделии

Мощный ультразвук, применяемый к вину, дает множество полезных эффектов. Наиболее важные приложения включают в себя Усиление вкуса букета вина путем извлечения богатых ароматом компонентов, таких как фенольные и ароматические вещества, дубовые, и ускорение созревание & старение.

Экстракция ароматических и фенольных соединений из винограда

Ультразвук является известным и проверенным средством для извлечения внутриклеточного растительного материала и ароматических соединений. Механическая активность ультразвука способствует диффузии растворителей в ткани. Поскольку ультразвук механически разрушает клеточную стенку под действием кавитационных сил сдвига, он облегчает переход от клетки к растворителю. Уменьшение размера частиц за счет ультразвуковой кавитации увеличивает площадь поверхности в контакте между твердой и жидкой фазой.
Виноград славится и пользуется спросом благодаря своему богатству полифенолами. Эти фенольные соединения (такие как мономерные флаванолы, димерные, тримерные и полимерные процианидины, а также фенольные кислоты) винограда известны своими антирадикальными и антиоксидантными свойствами. Химически их можно разделить на две подкатегории: флавоноиды и нефлавоноиды. Наиболее важными флавоноидами в вине являются антоцианы и танины, которые влияют на цвет, вкус и ощущение во рту. Среди нефлавоноидов есть стильбены, такие как ресвератрол и кислотные соединения, такие как бензойная, кофейная и коричная кислота. Больше всего этих фенольных соединений содержится в кожице винограда и его косточках. Интенсивные ультразвуковые усилия способны эффективно извлекать ценные ингредиенты из виноградных косточек и кожицы.
В исследовании Cocito et al. (1995) было показано, что ультразвук является быстрым, повторяемым и линейным процессом экстракции ароматических соединений в сусле и вине. Полученные результаты концентраций соединений методом ультразвуковой экстракции были выше, чем при колоночной экстракции С18 (экстракция смолой).
Подводя итог преимуществам ультразвуковой экстракции, можно сказать, что ультразвук является недорогой, простой и эффективной альтернативой традиционным нетермическим методам экстракции, таким как высокое гидростатическое давление (HP), сжатый углекислый газ (cCO2) и сверхкритический углекислый газ (ScCO2) и импульсы высокого электрического поля (HELP). Еще одним преимуществом является тот факт, что ультразвуковая экстракция – в отличие от названных выше альтернатив – может быть легко испытана в лаборатория или настольные весы. Эти испытания дают воспроизводимые результаты, так что последующее масштабирование не требует дальнейших усилий по поиску оптимальных условий. Для полноценного коммерческого производства, надежно СВЕРХМОЩНЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ АППАРАТЫ Мощность до 16 000 Вт на единицу позволяет обрабатывать ультразвуком потоки очень большого объема.

Ультразвуковая экстракция для винного дуба

На стадии дубирования вино вступает в контакт с древесиной бочек (традиционный дуб) или с добавлением древесной стружки, древесных палочек / клепок или дубового порошка (альтернативный дуб). Наиболее распространенной древесиной для дуба (ароматизатора) является, согласно термину процедуры, дуб (quercus). К другим породам древесины, которые используются реже, относятся, например, каштан, сосна, красное дерево, вишня или акация. Химические свойства древесины используются для получения глубоких эффектов в отношении вкуса и букета вина. Фенолы, содержащиеся в дубе, взаимодействуют с вином, производящим ароматы, такие как ваниль, карамель, сливки, специи или землистые ароматизаторы. Очень важным действием обладают эллагитаннины (гидролизуемые танины), которые образуются из структур лигнина в древесине, так как они защищают вино от окисления и восстановления.
Ультразвуковая экстракция полезна для стадии винодельческой сушки из-за того, что проникновение жидкости в деревянную структуру порошка, стружки, палочек или клепок будет усилено циклами высокого и низкого давления, генерируемыми ультразвуком. Поскольку таким образом массоперенос будет заметно увеличен, это влечет за собой более короткий период выдержки из дуба и более высокие результаты в отношении вкуса. Если в вино вносятся дистилляты дубового порошка или древесного ароматизатора (альтернатива дубовому аромату), ультразвуковые силы обеспечивают очень тонкое рассеивание частиц или капель в вине, чтобы улучшить смачивание поверхности и экспозицию. Это очень важно для достижения высокого вкуса и ощущения во рту и способствует повышению качества алкогольного напитка. Тот факт, что бочковая обработка и выдержка являются длительным фактором времени и стоимости винификации, делает ультразвук исключительно интересным методом обработки, как убеждают ультразвуковые аппараты Hielscher низкими инвестиционными затратами, простотой внедрения и выдающимся Энергоэффективности.

Деагломерация с помощью ультразвука во время выдержки вина

Во время традиционного трудоемкого процесса старения вина в вине происходят реакции различных молекул. Это означает, что молекулы изменяются в соответствии с взаимодействием друг с другом. Время и результат этого молекулярного изменения зависит от ингредиентов вина и окружающей его среды. Обычно считается, что спирт диспергируется в ликёрах, но это не означает, что будет достигнуто смешение молекул. Как и в вине, естественно только мало энергии для реакций – Так как склеивание и растушевка – доступно, степень естественных изменений будет в основном незавершенной. В то время как ингредиенты имеют тенденцию взаимодействовать, присоединяться и изменять молекулярные свойства, они не могут осуществлять абсолютное взаимодействие, преобразование или связывание на молекулярном уровне из-за низкой энергии.
Поскольку вино подвергается ультразвуковой обработке (что означает поступление энергии в жидкость), ингредиенты обеспечивают более стабильную и однородную степень дисперсии. Под действием звука вино превращается в однородную жидкость с увеличенным сроком хранения за очень короткое время обработки. Гомогенность обеспечивает более высокое взаимодействие между молекулами и, таким образом, более полное молекулярное изменение. Это означает улучшение вкуса и качества.

Диспергирование: Перед розливом в бутылки большинство вин обрабатываются добавками, такими как консерванты (например, бисульфат калия, бисульфат натрия), моющие средства, красящие порошки и другие осветляющие агенты и мелиоранты. Эти добавки используются для предотвращения преждевременного потемнения и порчи, для улучшения качества вина, для устранения недостатков или для поддержки процесса брожения. С помощью ультразвука эти добавки могут быть очень равномерно диспергированы в вине, что позволяет достичь более высоких результатов обработки. Это в конечном итоге приводит к более высокому качеству и лучшему вкусу – усилиям каждого винодела.

Ультразвуковая экстракция активных соединений

Вино обладает широким спектром полезных для здоровья активных соединений, таких как дубильные вещества, фенолы, флавоноиды и другие, которые являются ценными ингредиентами, используемыми в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.
Узнайте больше об экстракции фитохимических веществ, таких как полифенолы, антоцианидины, проантоцианидин и другие биологически активные соединения из винограда и побочных продуктов винограда!

Экскурс

Созревание рисового вина и кукурузного вина: Chang et al. (2002) обнаружили в своем исследовании рисового вина и кукурузного вина, что эффекты старения ультразвуком вина зависят от сорта вина. Таким образом, ультразвуковая выдержка рисового вина с точки зрения значения pH, содержания алкоголя, ацетальдегида, вкуса и органолептических качеств была значительно лучше, чем ультразвуковая выдержка кукурузного вина. Как для рисового вина, так и для кукурузного вина, время выдержки было значительно сокращено (с 1 года до 1 недели или 3 дней).

промышленные ультразвуковые аппараты с проточными реакторами для ультразвуковой обработки вина и сок.

Ультразвуковые процессоры Hielscher

Hielscher является ведущим поставщиком высококачественных и высокопроизводительных ультразвуковых приборов. Ультразвуковые устройства Hielscher используются для лабораторных образцов, опытной обработки или полномасштабного производства в самых разных отраслях промышленности и исследований. Для идеальной производительности и адаптации к каждому процессу Hielscher предлагает широкий спектр ультразвуковых устройств для ультразвуковой обработки жидкостей любого объема, от нескольких микролитров до сотен кубических метров в час. Ультразвуковые устройства могут быть легко проверены на эффективность технологического процесса в небольших масштабах. Как правило, метод УИП1000HD (1 кВт) используется для разработки технологического процесса с расходом от 0,5 л до 1000 л в час. При таком масштабе эффективность обработки может быть оптимизирована путем изменения амплитуды, давления и расхода. Установка или дооснащение ультразвуковой системы на производственной линии, а также эксплуатация и техническое обслуживание просты и не вызывают трудностей.

Ультразвук в жидкостях

Ультразвук высокой мощности генерирует кавитация в жидкости. Во время имплозии кавитационных пузырьков локально проявляются чрезвычайно высокие силы: в кавитационной «горячей точке» достигаются очень высокие температуры (около 5 000 К) и давления (около 2 000 атм). Схлопывание кавитационного пузыря также приводит к образованию струй жидкости со скоростью до 280 м/с. Когда эти интенсивные силы проникают в жидкость, они вызывают различные эффекты. В спиртовой жидкости ультразвук вызывает ускорение окисления, полимеризации и конденсации спирта, альдегидов, сложных эфиров и олефинов с образованием новых соединений, которые создают больше и лучше вкус и букет.
Наиболее интересны ультразвуковые применения для виноделия (винификации), особенно ультразвуковые Извлечение, агломерация и дисперсия должны быть названы. Эти воздействия делают ультразвук таким эффективным методом обработки вина и других напитков.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: