Ультразвукове пружнення вина – Інноваційне застосування ультразвуку у виноробнях

Ультразвук – це нетермічний метод обробки, який вже широко використовується в харчовій промисловості завдяки м'якому нанесенню, але значному впливу на продукт. Для виноробень ультразвук пропонує різні застосування, такі як екстракція ароматизаторів, фенолів і барвників, дозрівання & витримка, дублення, а також дегазація.

Вино - це алкогольний напій, найчастіше виготовляється з винограду, а також з інших фруктів (наприклад, яблучне вино, вино з бузини) або матеріалів на основі крохмалю (наприклад, рисове вино, кукурудзяне вино).
Вино є привілейованим споживчим товаром, виробництво якого вимагає розкішного процесу. Виготовлення якісних і високоякісних вин відомо як трудомісткий і тим самим витратний бізнес. Нарешті, в інтересах винороба прискорити Бродіння (перетворення в алкоголь) і дозрівання (для додання складних смаків і ароматів) і виробляти одночасно високоякісний лікер з бажаним смаком, букетом, відчуттям у роті і кольором.

Різні ефекти ультразвуку в переробці вина

Потужний ультразвук, застосований до вина, дає багато корисних ефектів. До найважливіших додатків відносяться Посилення смаку винного букета шляхом екстракції багатих смаком компонентів, таких як феноли та ароматичні речовини, Дублення, і прискорення Дозрівання & Старіння.

Екстракція ароматичних і фенольних сполук з винограду

Ультразвук є відомим і перевіреним засобом для вилучення внутрішньоклітинного рослинного матеріалу і ароматичних сполук. Механічна активність ультразвуку підтримує дифузію розчинників у тканину. Оскільки ультразвук механічно розриває клітинну стінку під дією кавітаційних сил зсуву, він полегшує перенесення з клітини в розчинник. Зменшення розміру частинок за допомогою ультразвукової кавітації збільшує площу поверхні контакту твердої та рідкої фази.
Виноград відомий і затребуваний завдяки своєму багатству поліфенолами. Ці фенольні сполуки (такі як мономерні флаваноли, димерні, тримеринні та полімерні проціанідини, а також фенольні кислоти) винограду відомі своїми антирадикальними та антиоксидантними властивостями. Хімічно їх можна розділити на дві підкатегорії: флавоноїди та нефлавоноїди. Найважливішими флавоноїдами у вині є антоціани та дубильні речовини, які сприяють кольору, смаку та відчуттю в роті. Серед нефлавоноїдів є стильбени, такі як ресвератрол, і кислотні сполуки, такі як бензойна, кавова та корична кислота. Найбільше цих фенольних сполук міститься в шкірці винограду і кісточках. Інтенсивні ультразвукові сили здатні ефективно витягти цінні інгредієнти з виноградних кісточок і шкірки.
У дослідженні Cocito et al. (1995) ультразвук був показаний як швидкий, повторюваний і лінійний процес екстракції ароматичних сполук у суслі та вині. Отримані результати концентрації сполук методом ультразвукової екстракції були вищими, ніж при колонній екстракції С18 (екстракція смоли).
Підсумовуючи переваги ультразвукової екстракції, можна сказати, що ультразвук є недорогою, простою та ефективною альтернативою звичайним нетермічним методам екстракції, таким як високий гідростатичний тиск (HP), стиснений діоксид вуглецю (cCO2) та надкритичний діоксид вуглецю (ScCO2) та імпульси високого електричного поля (HELP). Ще однією перевагою є той факт, що ультразвукова екстракція – на відміну від названих вище альтернатив – може бути легко протестована в Лабораторії або настільні ваги. Ці випробування дають відтворювані результати, так що подальше масштабування не вимагає подальших зусиль для пошуку оптимальних параметрів. Для повного комерційного виробництва, надійний НАДПОТУЖНІ УЛЬТРАЗВУКОВІ АПАРАТИ Потужність до 16 000 Вт на одиницю дозволяє проводити ультразвукову обробку потоків дуже великого обсягу.

Ультразвукова екстракція для виноробного дуба

Під час етапу дубування вино контактує з деревиною бочок (традиційне дублювання) або з додаванням деревної стружки, деревних паличок/палиць або порошку дуба (альтернативне дубування). Найбільш поширеною деревиною для дублення (ароматизації) є – відповідно до терміну процедури – дуб (quercus). Іншими породами деревини, які використовуються рідше, є, наприклад, каштан, сосна, секвоя, вишня або акація. Хімічні властивості деревини використовуються для отримання глибоких ефектів щодо смаку та букету вина. Феноли, що містяться в дубі, взаємодіють з ароматизаторами вина, такими як ваніль, карамель, вершки, спеції або землисті аромати. Дуже важливим ефектом володіють елагітаніни (гідролізовані таніни), які отримують зі структур лігніну в деревині, так як вони захищають вино від окислення і відновлення.
Ультразвукова екстракція корисна для етапу дубування вина через те, що проникнення рідини в дерев'яну структуру порошку, стружки, паличок або клепок буде посилено циклами високого та низького тиску, що генеруються ультразвуком. Оскільки таким чином масопередача буде помітно збільшена, це тягне за собою коротший період дубування та вищі результати щодо смаку. Якщо у вино наноситься дубовий порошок або дистиляти зі смаком деревини (альтернативне дубування), ультразвукові сили забезпечують дуже тонке розсіювання частинок або крапель у вині для покращення поверхневого змочування та експозиції. Це дуже важливо для досягнення високого смаку і відчуття в роті і сприяє якості алкогольного напою. Той факт, що барблювання та старіння є фактором тривалого часу та вартості вініфікації, робить ультразвук надзвичайно цікавим методом обробки, як переконують ультразвукові пристрої Hielscher низькими інвестиційними витратами, простотою впровадження та видатним Енергоефективність.

Деагломерація за допомогою ультразвуку під час витримки вина

Під час традиційного інтенсивного за часом процесу витримки вина у вині відбуваються реакції різних молекул. Це означає, що молекули змінюються відповідно до взаємодії між собою. Час і результат цієї молекулярної зміни залежить від інгредієнтів вина і навколишнього середовища. Зазвичай схвалено, що спирт диспергується в лікерів, але це не означає, що буде досягнуто змішування молекул. Як і у вині, природно, лише низька енергія для реакцій – Оскільки склеювання і розтушовування – доступні, ступінь природних змін буде в основному незавершеною. Хоча інгредієнти мають тенденцію взаємодіяти, приєднуватися та змінювати молекулярні властивості, вони не можуть реалізувати абсолютну взаємодію, перетворення або зв'язок на молекулярному рівні через низьку присутню енергію.
Оскільки вино піддається ультразвуковій обробці (що означає надходження енергії в рідину), інгредієнти пропонують більш стабільний і однорідний ступінь дисперсності. За рахунок соникатування вино стає однорідною рідиною зі збільшеним терміном зберігання за дуже короткий час обробки. Однорідність забезпечує більш високу взаємодію між молекулами і, таким чином, більш повну молекулярну зміну. Це означає поліпшення смаку і якості.

Дисперсія: Перед розливом у пляшки більшість вин обробляють добавками, такими як консерванти (наприклад, бісульфат калію, бісульфат натрію), очищувачі, фарбувальні порошки та додаткові очищувачі та меліоранти. Ці добавки використовуються для уникнення передчасного потемніння та псування, для покращення якості вина, для усунення недоліків або для підтримки процесу бродіння. За допомогою ультразвуку ці добавки можуть бути дуже рівномірно розподілені у вині, що дозволяє досягти більш високих результатів обробки. Це, нарешті, призводить до вищої якості та кращого смаку – зусиль кожного винороба.

Ультразвукова екстракція активних сполук

Вино містить широкий спектр корисних для здоров'я активних сполук, таких як дубильні речовини, феноли, флавоноїди та інші, які є цінними інгредієнтами, що використовуються у фармацевтичній, харчовій та косметичній промисловості.
Дізнайтеся більше про екстракцію фітохімічних речовин, таких як поліфеноли, антоціанідини, проантоціанідин та інші біологічно активні сполуки з винограду та побічних продуктів винограду!

Екскурс

Витримка рисового вина та кукурудзяного вина: Chang et al. (2002) у своєму дослідженні рисового вина та кукурудзяного вина виявили, що ефект старіння від ультразвуку вина залежить від виду вина. Так само ультразвукова витримка рисового вина щодо значення рН, вмісту алкоголю, ацетальдегіду, смаку та сенсорних якостей була значно кращою, ніж витримка кукурудзяного вина за допомогою ультразвуку. Як для рисового вина, так і для кукурудзяного вина час витримки значно скоротився (з 1 року до 1 тижня або 3 днів).

Промислові ультразвукові апарати з проточними реакторами для ультразвукового випромінювання вина і сік.

Ультразвукові процесори Hielscher

Компанія Hielscher є провідним постачальником високоякісних і високопродуктивних ультразвукових пристроїв. Ультразвукові прилади виробництва Hielscher використовуються для лабораторних зразків, обробки в дослідних масштабах або повномасштабного виробництва в різних сферах промисловості та досліджень. Для ідеальної продуктивності та налаштування до кожного процесу компанія Hielscher пропонує широкий асортимент ультразвукових пристроїв для ультразвукового дослідження будь-якого об'єму рідини, від кількох мікролітрів до сотень кубічних метрів на годину. Ультразвукові прилади можна легко перевірити на ефективність процесу в невеликих масштабах. Як правило, UIP1000hd (1 кВт) використовується для розробки процесу для швидкості потоку від 0,5 л до 1000 л на годину. У цьому масштабі ефективність обробки можна оптимізувати, змінюючи амплітуду, тиск і швидкість потоку. Встановлення або модернізація ультразвукової системи у виробничу лінію, а також експлуатація та обслуговування є простими та без труднощів.

Ультразвук у рідинах

Ультразвук високої потужності генерує Кавітації в рідини. Під час імплозії кавітаційних бульбашок локально з'являються надзвичайно високі сили: в кавітаційній «гарячій точці» досягаються дуже високі температури (приблизно 5 000 К) і тиск (приблизно 2 000 атм). Імплозія кавітаційного міхура також призводить до утворення струменів рідини зі швидкістю до 280 м/с. Коли ці інтенсивні сили переходять у рідину, вони викликають різні ефекти. У спиртовій рідині ультразвук викликає прискорення окислення, полімеризації та конденсації спирту, альдегідів, ефірів та олефінів для утворення нових сполук, які створюють більше та краще смаку та букету.
Як найбільш цікаві ультразвукові застосування для виноробства (вініфікації), особливо за допомогою ультразвуку Видобуток, агломерації та Дисперсії мають бути названі. Ці впливи роблять ультразвук таким ефективним методом обробки вина та інших напоїв.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: