Соницатион оф Вине – Иновативне примене ултразвука у винаријама

Ултразвук је метода нетермичке обраде, која се већ широко користи у прехрамбеној индустрији због своје благе примене, али значајног утицаја на производ. За винарије, соникација нуди различите примене као што су екстракција укуса, фенола и боја, сазревање & старење, дубљење као и отплињавање.

Вино је алкохолно пиће, које се најчешће прави од грожђа, али и од другог воћа (нпр. вино од јабуке, вино од базге) или материјала на бази скроба (нпр. пиринчано вино, вино од кукуруза).
Вино је омиљено потрошачко добро чија производња захтева раскошан процес. Производња квалитетних и квалитетних вина позната је као дуготрајан, а самим тим и трошковно интензиван посао. Коначно, у интересу винара је да убрза ферментација (претварање у алкохол) и сазревање (да би се дали сложени укуси и ароме) и истовремено произвели висококвалитетни ликер жељеног укуса, букеа, осећаја у устима и боје.

Различити ефекти ултразвука у преради вина

Снажни ултразвук примењен на вино нуди многе корисне ефекте. Најважније апликације укључују интензивирање укуса винског букета екстракцијом компоненти богатих укусом, као што су феноли и аромати, оакинг, и убрзање сазревање & старење.

Екстракција ароматичних и фенолних једињења из грожђа

Ултразвук је добро познато и проверено средство за екстракцију интрацелуларног биљног материјала и ароматичних једињења. Механичка активност ултразвука подржава дифузију растварача у ткиво. Како ултразвук механички ломи ћелијски зид силама кавитације, он олакшава трансфер из ћелије у растварач. Смањење величине честица ултразвучном кавитацијом повећава површину у контакту између чврсте и течне фазе.
Грожђе је познато и тражено због богатства полифенола. Ова фенолна једињења (као што су мономерни флаваноли, димерни, тримерни и полимерни процијанидини, као и фенолне киселине) грожђа су позната по својим антирадикалним и антиоксидативним својствима. Хемијски се могу поделити у две подкатегорије: флавоноиди и нефлавоноиди. Најважнији флавоноиди у вину су антоцијанини и танини који доприносе боји, укусу и осећају у устима. Међу не-флавоноидима су стилбени као што је ресвератрол и кисела једињења, као што су бензојева, кафеинска и циметна киселина. Највише свих ових фенолних једињења садржано је у кожици грожђа и семенкама. Интензивне ултразвучне силе су у стању да ефикасно извуку вредне састојке из семенки грожђа и кожице.
У студији Цоцито ет ал. (1995), ултразвук се показао као брз, поновљив и линеаран процес за екстракцију арома једињења у ширу и вину. Добијени резултати концентрације једињења ултразвучном екстракцијом били су виши од резултата екстракције на колони Ц18 (екстракција смоле).
Сумирајући предности ултразвучне екстракције, ултразвук је јефтина, једноставна и ефикасна алтернатива конвенционалним нетермалним средствима за екстракцију, као што су високи хидростатички притисак (ХП), компримовани угљен-диоксид (цЦО2) и суперкритични угљен-диоксид (СцЦО2) и високи импулси електричног поља (ХЕЛП). Додатна предност је чињеница да се ултразвучна екстракција – за разлику од горе наведених алтернатива – може лако тестирати у лаб или столна вага. Ова испитивања дају поновљиве резултате тако да следеће повећање не захтева даље напоре у проналажењу оптималног подешавања. За пуну комерцијалну производњу, поуздан ТЕШКИ УЛТРАЗВУЧНИ УРЕЂАЈИ са до 16.000 вати по јединици омогућавају третман ултразвуком веома великих токова.

Екстракција потпомогнута ултразвуком за винску храстовину

У фази храстовања, вино долази у контакт са дрветом бачви (традиционална храстовина) или са додатком дрвене иверице, штапића или храстовог праха (алтернативна храстовина). Најчешће дрво за дубљење (ароматизирање) је – према процедури – храст (куерцус). Остале врсте дрвета које се ређе користе су нпр. кестен, бор, секвоја, трешња или багрем. Хемијска својства дрвета се користе за постизање дубоких ефеката у погледу укуса и буке вина. Феноли садржани у храсту ступају у интеракцију са аромама које производе вино, као што су ванилија, карамела, крема, зачина или земљани укус. Веома важан ефекат имају елагитанини (танин који се може хидролизовати), који се добијају из лигнинских структура у дрвету, јер штите вино од оксидације и редукције.
Ултразвучна екстракција је корисна у фази винског храста због чињенице да ће продирање течности у дрвену структуру праха, струготине, штапића или штапова бити побољшано циклусима високог притиска и ниског притиска које генерише ултразвук. Како ће се на тај начин пренос масе упадљиво повећати, то подразумева краћи период дувања и веће резултате у погледу укуса. Ако се храстов прах или дестилати са аромом дрвета (алтернативна храстовина) примењују у вино, ултразвучне силе обезбеђују веома фину дисперзију честица или капљица у вину како би се побољшало влажење површине и излагање. Ово је веома важно за постизање високог укуса и осећаја у устима и доприноси квалитету алкохолног пића. Чињеница да бачвење и старење представљају продужени фактор времена и трошкова у винификацији, чини ултразвук изузетно занимљивом методом обраде, јер Хиелсцхер ултразвучни уређаји уверавају ниским трошковима улагања, једноставном имплементацијом и изванредним енергетска ефикасност.

Деагломерација потпомогнута ултразвуком током старења вина

Током традиционалног дуготрајног процеса старења вина, у вину се јављају реакције различитих молекула. То значи да се молекули мењају у складу са међусобном интеракцијом. Време и резултат ове молекуларне промене зависе од састојака вина и његовог окружења. Обично је дозвољено да се алкохол диспергује у течностима, али то не значи да ће се постићи мешање молекула. Као што је у вину природно само мала енергија за реакције – како је везивање и мешање – доступно, степен природних промена ће углавном бити недовршен. Док састојци теже интеракцији, везивању и мењању молекуларних својстава, они не могу да остваре апсолутну интеракцију, конверзију или везивање на молекуларном нивоу због ниске присутне енергије.
Пошто је вино соникирано (што значи унос енергије у течност), састојци нуде конзистентнији и уједначенији степен дисперзије. Соникацијом вино постаје хомогена течност са продуженим роком трајања за врло кратко време третмана. Хомогеност омогућава већу интеракцију између молекула и тиме потпунију молекуларну промену. То значи побољшање укуса и квалитета.

Дисперзија: Пре флаширања, већина вина се третира адитивима, као што су конзерванси (нпр. калијум бисулфат, натријум бисулфат), средства за чишћење, прашкови за бојење и додатна средства за финоће и мелиоранси. Ови адитиви се користе да би се избегло превремено тамњење и кварење, да би се побољшао квалитет вина, да би се елиминисали недостаци или да би се подржао процес ферментације. Ултразвучном обрадом ови адитиви се могу веома доследно дисперговати у вино тако да се постижу бољи резултати прераде. То коначно доводи до већег квалитета и бољег укуса – труд сваког винара.

Ултразвучна екстракција активних једињења

Вино има широк спектар активних једињења корисних за здравље, као што су танини, феноли, флавоноиди и други, који су вредни састојци који се користе у фармацеутској, прехрамбеној и козметичкој индустрији.
Прочитајте више о екстракцији фитокемикалија као што су полифеноли, антоцијанидини, проантоцијанидини и друга биоактивна једињења из грожђа и нуспроизвода грожђа!

Екцурсус

Старење пиринчаног и кукурузног вина: Цханг ет ал. (2002) су у својој студији о пиринчаном вину и вину од кукуруза открили да ефекти старења вина соникацијом зависе од врсте вина. Тако је ултразвучно старење пиринчаног вина у погледу пХ вредности, садржаја алкохола, ацеталдехида, укуса и сензорних квалитета било знатно боље од старења кукурузног вина уз помоћ ултразвука. И за вино од пиринча и за вино од кукуруза, време старења је значајно смањено (са 1 године на 1 недељу или 3 дана).

индустријски ултрасоникатори са проточним реакторима за соникацију вина и сок.

Хиелсцхерови ултразвучни процесори

Хиелсцхер је водећи добављач ултразвучних уређаја високог квалитета и високих перформанси. Ултразвучни уређаји које производи Хиелсцхер користе се за лабораторијске узорке, пробну обраду или производњу у пуном обиму у вишеструким дометима индустрије и истраживања. За савршене перформансе и прилагођавање сваком процесу, Хиелсцхер нуди широк спектар ултразвучних уређаја за соникацију било које запремине течности, од неколико микролитара до стотина кубних метара на сат. Ултразвучни уређаји се могу лако тестирати на ефикасност процеса у мањем обиму. Типично, тхе УИП1000хд (1кВ) се користи за развој процеса за протоке од 0,5Л до 1000Л на сат. На овој скали, ефикасност обраде се може оптимизовати променом амплитуде, притиска и брзине протока. Инсталација или накнадна уградња ултразвучног система у производну линију, као и руковање и одржавање су једноставни и без потешкоћа.

Ултразвук у течностима

Генерише ултразвук велике снаге кавитација у течности. Током имплозије кавитационих мехурића, локално се јављају изузетно велике силе: у кавитационој „врућој тачки“ достижу се веома високе температуре (цца. 5.000К) и притисци (цца. 2.000атм). Имплозија кавитационог мехурића такође резултира млазовима течности брзине до 280м/с. Када ове интензивне силе уђу у течност, изазивају различите ефекте. У алкохолној течности, ултразвук изазива убрзање оксидације, полимеризације и кондензације алкохола, алдехида, естара и олефина како би се изградила нова једињења која стварају више и бољи укус и букет.
Као најзанимљивије ултразвучне примене за производњу вина (винификација), посебно уз помоћ ултразвука Екстракција, агломерација, и дисперзија морају бити именовани. Ови утицаји чине соникацију тако ефикасном методом обраде вина и других пића.
Табела у наставку даје вам индикацију приближних капацитета обраде наших ултразвучних апарата: