Vinoga ultratovush bilan ishlov berish – Vinochilik korxonalarida ultratovushning innovatsion qoʻllanilishi

Ultratovush issiqliksiz ishlov berish usuli boʻlib, yumshoq taʼsir koʻrsatishi, ammo mahsulotga sezilarli taʼsir qilishi tufayli oziq-ovqat sanoatida allaqachon keng qoʻllanilmoqda. Vinochilik korxonalarida ultratovush bilan ishlov berish taʼm beruvchi moddalar, fenol birikmalari va rang beruvchi moddalarni ekstraksiya qilish, yetiltirish va qaritish, eman yogʻochi bilan ishlov berish hamda gazsizlantirish kabi turli maqsadlarda qoʻllaniladi.

Vino koʻpincha uzumdan, shuningdek, boshqa mevalardan (masalan, olma vinosi, buzina vinosi) yoki kraxmal asosidagi materiallardan (masalan, guruch vinosi, makkajoʻxori vinosi) tayyorlanadigan alkogolli ichimlikdir.
Vino xaridorlar orasida mashhur mahsulot boʻlib, uni ishlab chiqarish qimmatga tushadigan jarayonni talab qiladi. Sifatli va yuqori sifatli vinolarni tayyorlash koʻp vaqt talab qiladigan va shu sababli katta xarajatlarni talab etadigan faoliyat sifatida tanilgan. Nihoyat, vino ishlab chiqaruvchi fermentatsiyani (spirtga aylanishni) va yetilishni (murakkab taʼm va iforlar hosil qilish uchun) tezlashtirishdan hamda ayni paytda kerakli taʼm, iforlar majmui, ogʻizdagi sezgi va rangga ega yuqori sifatli alkogolli ichimlik ishlab chiqarishdan manfaatdor.

Vinoga ishlov berishda ultratovushning turli taʼsirlari

Vinoga qoʻllaniladigan yuqori quvvatli ultratovush koʻplab foydali taʼsirlarni beradi. Eng muhim qoʻllanish yoʻnalishlari quyidagilarni oʻz ichiga oladi: taʼmni kuchaytirish – fenol va aromatik birikmalar kabi taʼmga boy komponentlarni ekstraksiya qilish orqali vino iforlar majmuini boyitish; eman yogʻochi bilan ishlov berish, shuningdek, yetilish va qarishni tezlashtirish.

Uzumdan aromatik va fenol birikmalarini ekstraksiya qilish

Ultratovush oʻsimlik hujayralari ichidagi moddalar va aromatik birikmalarni ekstraksiya qilishning yaxshi tanilgan va sinalgan vositasidir. Ultratovushning mexanik taʼsiri erituvchilarning toʻqimaga diffuziyasini qoʻllab-quvvatlaydi. Ultratovush kavitatsiyaning siljish kuchlari yordamida hujayra devorini mexanik ravishda parchalagani uchun moddalarning hujayradan erituvchiga oʻtishini osonlashtiradi. Ultratovushli kavitatsiya orqali zarrachalar oʻlchamining kichrayishi qattiq va suyuq fazalar oʻrtasidagi tutashuv yuzasini oshiradi.
Uzum polifenollarga boyligi bilan mashhur va talabgir. Uzumdagi ushbu fenol birikmalari (masalan, monomer flavanollar, dimer, trimer va polimer protsianidinlar, shuningdek, fenol kislotalari) erkin radikallarga qarshi va antioksidant xususiyatlari bilan tanilgan. Kimyoviy jihatdan ularni ikkita kichik guruhga ajratish mumkin: flavonoidlar va flavonoid boʻlmagan birikmalar. Vinodagi eng muhim flavonoidlar antotsianinlar va taninlar boʻlib, ular rang, taʼm va ogʻizdagi sezgiga hissa qoʻshadi. Flavonoid boʻlmagan birikmalar orasida resveratrol kabi stilbenlar va benzoy, kofein hamda dolchin kislotalari kabi kislotali birikmalar mavjud. Ushbu fenol birikmalarining aksariyati uzum poʻsti va urugʻlarida joylashgan. Kuchli ultratovush kuchlari uzum urugʻlari va poʻstidan qimmatli tarkibiy moddalarni samarali ekstraksiya qila oladi.
Cocito va boshqalar (1995) tadqiqotida ultratovush bilan ishlov berish uzum sharbati va vinodan ifor beruvchi birikmalarni ekstraksiya qilishning tez, takrorlanuvchan va chiziqli jarayoni ekanligi koʻrsatilgan. Ultratovushli ekstraksiya orqali olingan birikmalar konsentratsiyalari C18 kolonkasi yordamida ekstraksiya qilishda (smola yordamida ekstraksiya qilishda) olingan konsentratsiyalardan yuqori boʻlgan.
Ultratovushli ekstraksiyaning afzalliklarini umumlashtirganda, ultratovush yuqori gidrostatik bosim (HP), siqilgan karbonat angidrid (cCO2), oʻta kritik karbonat angidrid (ScCO2) va yuqori elektr maydoni impulslari (HELP) kabi anʼanaviy issiqliksiz ekstraksiya usullariga nisbatan arzon, oddiy va samarali muqobildir. Yana bir afzalligi shundaki, ultratovushli ekstraksiyani – yuqorida sanab oʻtilgan muqobil usullardan farqli ravishda – laboratoriya yoki stol usti miqyosida osongina sinab koʻrish mumkin. Ushbu sinovlar qayta hosil qilish mumkin boʻlgan natijalarni beradi, shu sababli keyinchalik miqyosni kengaytirishda optimal sozlamani topish uchun qoʻshimcha harakatlar talab etilmaydi. Toʻliq tijorat ishlab chiqarishi uchun ishonchli ogʻir ish sharoitlariga moʻljallangan ultratovush qurilmalari har bir qurilma uchun 16 000 vattgacha quvvat bilan juda katta hajmli oqimlarga ultratovush bilan ishlov berish imkonini beradi.

Vinoga eman yogʻochi bilan ishlov berish uchun ultratovush yordamidagi ekstraksiya

Eman yogʻochi bilan ishlov berish bosqichida vino bochkalar yogʻochi bilan (anʼanaviy eman yogʻochi bilan ishlov berish) yoki qoʻshilgan yogʻoch payrahalari, yogʻoch tayoqchalar/taxtachalar yoxud eman kukuni bilan (muqobil eman yogʻochi bilan ishlov berish) tutashadi. Eman yogʻochi bilan ishlov berishda (taʼm berishda) eng koʻp qoʻllaniladigan yogʻoch – jarayon nomidan kelib chiqqan holda – eman (quercus) hisoblanadi. Kamroq qoʻllaniladigan boshqa yogʻoch turlariga, masalan, kashtan, qaragʻay, sekvoyya, olcha yoki akatsiya kiradi. Yogʻochning kimyoviy xususiyatlaridan vinoning taʼmi va iforlar majmuiga chuqur taʼsir koʻrsatish uchun foydalaniladi. Eman tarkibidagi fenollar vino bilan oʻzaro taʼsirlashib, vanil, karamel, qaymoq, ziravor yoki tuproqni eslatuvchi taʼmlarni hosil qiladi. Yogʻochdagi lignin tuzilmalaridan kelib chiqadigan ellagitaninlar (gidrolizlanadigan tanin) juda muhim taʼsir koʻrsatadi, chunki ular vinoni oksidlanish va qaytarilishdan himoya qiladi.
Ultratovushli ekstraksiya vinoga eman yogʻochi bilan ishlov berish bosqichida foydalidir, chunki ultratovush hosil qiladigan yuqori va past bosim sikllari suyuqlikning kukun, payraha, tayoqcha yoki taxtachalarning yogʻoch tuzilmasiga kirib borishini kuchaytiradi. Natijada massa almashinuvi sezilarli darajada oshib, eman yogʻochi bilan ishlov berish davri qisqaradi va taʼm boʻyicha yuqoriroq natijalarga erishiladi. Vinoga eman kukuni yoki yogʻoch taʼmini beruvchi distillyatlar qoʻshilsa (muqobil eman yogʻochi bilan ishlov berish), ultratovush kuchlari yuzaning namlanishi va tutashuvini yaxshilash uchun zarrachalar yoki tomchilarni vinoda juda mayin tarzda disperslaydi. Bu yuqori darajadagi taʼm va ogʻizdagi sezgiga erishish uchun juda muhim boʻlib, alkogolli ichimlik sifatiga hissa qoʻshadi. Vino tayyorlashda bochkalarda saqlash va qaritish koʻp vaqt va xarajat talab qilishi ultratovushni nihoyatda qiziqarli ishlov berish usuliga aylantiradi, chunki Hielscher ultratovush qurilmalari kam investitsiya xarajatlari, oson joriy etilishi va ajoyib energiya samaradorligi bilan ajralib turadi.

Vinoni qaritish paytida ultratovush yordamida deaglomeratsiya qilish

Vinoni anʼanaviy, koʻp vaqt talab qiladigan qaritish jarayonida vino ichida turli molekulalarning reaksiyalari sodir boʻladi. Bu molekulalar bir-biri bilan oʻzaro taʼsirlashishiga qarab oʻzgarishini anglatadi. Ushbu molekulyar oʻzgarishning vaqti va natijasi vino tarkibiy qismlari hamda uning muhitiga bogʻliq. Odatda, spirt alkogolli ichimliklarda disperslanganligi tan olingan, ammo bu molekulalar aralashuviga erishilishini anglatmaydi. Vinoda bogʻlanish va aralashish kabi reaksiyalar uchun tabiiy ravishda faqat kam miqdordagi energiya mavjud boʻlgani sababli tabiiy oʻzgarishlar koʻpincha toʻliq yakunlanmaydi. Tarkibiy qismlar oʻzaro taʼsirlashishga, birikishga va molekulyar xususiyatlarini oʻzgartirishga moyil boʻlsa-da, mavjud energiya kamligi tufayli molekulyar darajada mutlaq oʻzaro taʼsirlashish, aylanish yoki bogʻlanishni amalga oshira olmaydi.
Vinoga ultratovush bilan ishlov berilganda (bu suyuqlikka energiya kiritilishini anglatadi), tarkibiy qismlar yanada izchil va bir tekis disperslanadi. Ultratovush bilan ishlov berish orqali vino juda qisqa ishlov berish vaqtida saqlash muddati uzaygan bir jinsli suyuqlikka aylanadi. Bir jinslilik molekulalar oʻrtasida kuchliroq oʻzaro taʼsirlashish va shu orqali yanada toʻliq molekulyar oʻzgarish imkonini beradi. Bu taʼm va sifatning yaxshilanishini anglatadi.

Disperslash: butilkalarga quyishdan oldin koʻpchilik vinolarga konservantlar (masalan, kaliy bisulfat, natriy bisulfat), tozalovchi moddalar, rang beruvchi kukunlar hamda boshqa tiniqlashtiruvchi va yaxshilovchi moddalar kabi qoʻshimchalar bilan ishlov beriladi. Ushbu qoʻshimchalar muddatidan oldin jigarrang tusga kirish va buzilishning oldini olish, vino sifatini yaxshilash, kamchiliklarni bartaraf etish yoki fermentatsiya jarayonini qoʻllab-quvvatlash uchun ishlatiladi. Ultratovush bilan ishlov berish orqali bu qoʻshimchalarni vinoda juda bir tekis disperslash mumkin, natijada ishlov berishda yuqoriroq natijalarga erishiladi. Bu oxir-oqibat yuqoriroq sifat va yaxshiroq taʼmga olib keladi – har bir vino ishlab chiqaruvchi shunga intiladi.

Faol birikmalarni ultratovush yordamida ekstraksiya qilish

Vino taninlar, fenol birikmalari, flavonoidlar va boshqa sogʻliq uchun foydali faol birikmalarning keng xilma-xilligiga ega boʻlib, ular farmatsevtika, oziq-ovqat va kosmetika sanoatida qoʻllaniladigan qimmatli tarkibiy moddalardir.
Uzum va uzumni qayta ishlashda hosil boʻladigan qoʻshimcha mahsulotlardan polifenollar, antotsianidinlar, proantotsianidin va boshqa biologik faol birikmalar kabi fitokimyoviy moddalarni ekstraksiya qilish haqida batafsil oʻqing!

Qoʻshimcha izoh

Guruch vinosi va makkajoʻxori vinosini qaritish: Chang va boshqalar (2002) guruch vinosi va makkajoʻxori vinosi boʻyicha tadqiqotida vinoga ultratovush bilan ishlov berishning qaritish taʼsiri vino turiga bogʻliq ekanligini aniqlagan. Guruch vinosini ultratovush yordamida qaritish pH qiymati, spirt miqdori, atsetaldegid, taʼm va organoleptik sifatlar boʻyicha makkajoʻxori vinosini ultratovush yordamida qaritishdan sezilarli darajada yaxshiroq boʻlgan. Guruch vinosi hamda makkajoʻxori vinosining har ikkalasi uchun qaritish vaqti ancha qisqargan (1 yildan 1 hafta yoki 3 kungacha).

Sanoat ultratovush qurilmalari vino va sharbatga ultratovush bilan ishlov berish uchun oqim oʻtkazuvchi reaktorlar bilan jihozlangan.

Hielscher ultratovushli ishlov berish qurilmalari

Hielscher yuqori sifatli va yuqori unumdorlikdagi ultratovush qurilmalarining yetakchi yetkazib beruvchisidir. Hielscher ishlab chiqaradigan ultratovush qurilmalari sanoat va tadqiqotning koʻplab sohalarida laboratoriya namunalari, tajriba-sanoat miqyosidagi ishlov berish yoki toʻliq miqyosdagi ishlab chiqarish uchun qoʻllaniladi. Mukammal ishlash va har bir jarayonga moslashish uchun Hielscher bir necha mikrolitrdan soatiga yuzlab kub metrgacha boʻlgan har qanday suyuqlik hajmiga ultratovush bilan ishlov berishga moʻljallangan ultratovush qurilmalarining keng assortimentini taklif etadi. Ultratovush qurilmalarining jarayon samaradorligini kichikroq miqyosda osongina sinab koʻrish mumkin. Odatda, UIP1000hd (1kW) soatiga 0,5L dan 1000L gacha boʻlgan hajmiy oqim tezliklari uchun jarayonni ishlab chiqishda qoʻllaniladi. Ushbu miqyosda amplituda, bosim va hajmiy oqim tezligini oʻzgartirish orqali ishlov berish samaradorligini optimallashtirish mumkin. Ultratovush tizimini ishlab chiqarish liniyasiga oʻrnatish yoki mavjud liniyani u bilan qayta jihozlash, shuningdek, ishlatish va texnik xizmat koʻrsatish oddiy va qiyinchiliksiz amalga oshiriladi.

Suyuqliklarda ultratovush

Yuqori quvvatli ultratovush suyuqliklarda kavitatsiya hosil qiladi. Kavitatsiya pufakchalari ichkariga qulab yopilganda mahalliy ravishda nihoyatda katta kuchlar paydo boʻladi: kavitatsion “qaynoq nuqta”da juda yuqori haroratlar (taxminan 5 000K) va bosimlarga (taxminan 2 000atm) erishiladi. Kavitatsiya pufakchasining ichkariga qulab yopilishi tezligi 280m/s gacha boʻlgan suyuqlik oqimlarini ham hosil qiladi. Ushbu kuchli kuchlar suyuqlikka taʼsir qilganda turli taʼsirlarni keltirib chiqaradi. Spirtli suyuqlikda ultratovush bilan ishlov berish spirt, aldegidlar, efirlar va olefinlarning oksidlanishi, polimerlanishi va kondensatsiyasini tezlashtirib, koʻproq va yaxshiroq taʼm hamda iforlar majmuini hosil qiladigan yangi birikmalarni yuzaga keltiradi.
Vino tayyorlashda (vinifikatsiyada) ultratovushning eng qiziqarli qoʻllanishlari sifatida, ayniqsa, ultratovush yordamidagi ekstraksiya, aglomeratsiya va disperslash tilga olinishi kerak. Ushbu taʼsirlar ultratovush bilan ishlov berishni vino va boshqa ichimliklar uchun juda samarali ishlov berish usuliga aylantiradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi: