Công nghệ siêu âm Hielscher

Sonication rượu – Ứng dụng sáng tạo của siêu âm trong nhà máy rượu vang

Siêu âm là một phương pháp chế biến không nhiệt, đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm do ứng dụng nhẹ nhưng ảnh hưởng đáng kể đến sản phẩm. Đối với các nhà máy rượu vang, sonication cung cấp các ứng dụng khác nhau như chiết xuất hương vị, phenol và chất màu, sự trưởng thành & lão hóa, các oaking cũng như degassing.
Rượu vang là một thức uống có cồn, thường được làm bằng nho, nhưng cũng từ các loại trái cây khác (ví dụ như rượu táo, rượu Elderberry) hoặc các vật liệu dựa trên tinh bột (ví dụ như rượu gạo, rượu ngô).
Rượu là một người tiêu dùng được ưa chuộng tốt mà sản xuất đòi hỏi một quá trình xa hoa. Làm cho chất lượng và rượu vang chất lượng cao được biết đến như là một thời gian và do đó kinh doanh tốn kém chi phí. Cuối cùng, đó là trong sự quan tâm của Winemaker để tăng tốc độ Lên men (chuyển đổi sang rượu) và sự trưởng thành (để truyền đạt hương vị phức tạp và hương liệu) và sản xuất cùng một lúc một loại rượu chất lượng cao với hương vị mong muốn, bó hoa, mouthfeel và màu.
Ultrasonics điện là một kỹ thuật hiệu quả để hỗ trợ sản xuất rượu vang trên các giai đoạn khác nhau để khai thác, oaking, phân tán, và lão hóa.

Siêu âm mạnh mẽ UIP4000 cho các luồng âm lượng lớn

Hiệu ứng khác nhau của Ultrasonics trong chế biến rượu vang

Điện siêu âm áp dụng cho rượu vang cung cấp nhiều hiệu ứng có lợi. Các ứng dụng quan trọng nhất bao gồm hương vị tăng cường của bó hoa rượu vang bằng chiết xuất các thành phần giàu hương vị, chẳng hạn như phenol và chất thơm, oaking, và sự tăng tốc của trưởng thành & Lão hóa.

Khai thác các hợp chất thơm và phenolic từ nho

Siêu âm là một phương tiện nổi tiếng và đã được chứng minh cho việc khai thác vật liệu thực vật nội bào và các hợp chất thơm. Các hoạt động cơ học của siêu âm hỗ trợ sự khuếch tán của dung môi vào mô. Khi siêu âm phá vỡ thành tế bào cơ học bằng lực cắt cavitation, nó tạo điều kiện cho việc chuyển từ tế bào vào dung môi. Kích thước hạt giảm bởi cavitation siêu âm làm tăng diện tích bề mặt liên lạc giữa chất rắn và pha lỏng.
Nho là nổi tiếng và nhu cầu cho sự phong phú của họ trong polyphenol. Các hợp chất phenolic (như flavanols monomeric, dimeric, trimeric, và procyanidins polymer cũng như các axit phenolic) của nho được biết đến với các tính chất chống oxy hóa và chống oxi hoá của họ. Về mặt hóa học, chúng có thể được tách ra thành hai loại phụ: flavonoid và không phải flavonoid. Các flavonoid quan trọng nhất trong rượu vang là các anthocyanins và tannin góp phần màu, hương vị và mouthfeeling. Trong số các không flavonoid là stilbenes như Resveratrol và các hợp chất có tính axit, chẳng hạn như axit benzoic, caffeic và cinnamic. Hầu hết tất cả các hợp chất phenolic được chứa trong da nho và hạt. Các lực siêu âm cường độ cao có khả năng trích xuất các thành phần có giá trị từ hạt nho và da hiệu quả.
Trong nghiên cứu của Cocito et al. (1995), ultrasonication đã được hiển thị như là một quá trình nhanh chóng, lặp lại và tuyến tính cho việc khai thác các hợp chất thơm trong phải và rượu vang. Kết quả thu được của nồng độ hợp chất bằng cách chiết siêu âm cao hơn so với chiết xuất cột C18 (chiết nhựa).
Tổng hợp những lợi thế của việc khai thác siêu âm, siêu âm là một thay thế không tốn kém, đơn giản và hiệu quả cho các phương tiện khai thác không nhiệt thông thường, chẳng hạn như áp lực thủy tĩnh cao (HP), carbon dioxide nén (cCO2) và siêu quan trọng carbon dioxide (ScCO2) và xung điện trường cao (HELP). Một lợi thế hơn nữa là một thực tế, việc khai thác siêu âm-trái ngược với các lựa chọn thay thế có tên ở trên-có thể dễ dàng được kiểm tra trong Phòng thí nghiệm hoặc quy mô trên băng ghế dự bị. Những thử nghiệm này cung cấp kết quả tái sản xuất sao cho quy mô sau đây không đòi hỏi nỗ lực hơn nữa trong việc tìm ra thiết lập tối ưu. Để sản xuất thương mại đầy đủ, đáng tin cậy ultrasonicators nặng nhiệm vụ lên đến 16.000 watt cho mỗi đơn vị cho phép điều trị sonication của các dòng âm lượng rất cao.

Chiết xuất hỗ trợ siêu âm cho rượu Oaking

Trong giai đoạn của oaking, rượu được liên lạc với gỗ của thùng (oaking truyền thống) hoặc với thêm gỗ vụn, gỗ gậy/gậy hoặc oaking bột (thay thế oaking). Các gỗ phổ biến nhất cho oaking (flavoring) là-theo thuật ngữ của thủ tục-sồi (Quercus). Các loại gỗ khác, được sử dụng hiếm hơn, ví dụ như hạt dẻ, cây thông, Redwood, anh đào hoặc keo. Các tính chất hóa học của gỗ được sử dụng để có được những tác động sâu sắc đối với hương vị và bó hoa của rượu vang. Các phenol chứa trong gỗ sồi tương tác với các hương vị sản xuất rượu vang, chẳng hạn như vani, caramel, kem, gia vị hoặc hương liệu đất. Một hiệu ứng rất quan trọng có ellagitannin (hydrolyzable tannin), có nguồn gốc từ cấu trúc lignin trong gỗ, vì chúng bảo vệ rượu từ quá trình oxy hóa và giảm.
Khai thác bằng siêu âm rất hữu ích cho giai đoạn của rượu vang oaking do thực tế là sự xâm nhập của chất lỏng vào cấu trúc bằng gỗ của bột, khoai tây chiên, gậy hoặc gậy sẽ được tăng cường bởi áp lực cao và chu kỳ áp suất thấp được tạo ra bởi siêu âm. Do đó việc chuyển giao hàng loạt sẽ được tăng lên rõ ràng, điều này đòi hỏi một thời kỳ oaking ngắn hơn và kết quả cao hơn về hương vị. Nếu bột sồi hoặc chưng cất hương vị gỗ (oaking) được áp dụng vào rượu vang, các lực siêu âm cung cấp một sự phân tán rất tốt của các hạt hoặc các giọt vào rượu vang để cải thiện bề mặt ướt và tiếp xúc. Điều này là rất quan trọng để đạt được một hương vị cao và mouthfeel và góp phần vào chất lượng của đồ uống có cồn. Thực tế là barrelling và lão hóa cấu thành một thời gian dài và yếu tố chi phí trong vinification, làm cho siêu âm cho một phương pháp chế biến đặc biệt thú vị như thiết bị siêu âm Hielscher thuyết phục bởi chi phí đầu tư thấp, dễ dàng thực hiện và một Xuất sắc năng lượng hiệu quả.

Siêu âm công suất cao có tác dụng có lợi khác nhau trên nho và rượu vang. (Click vào để phóng to!)

Các ultrasonicator UIP500hd để điều trị bằng siêu âm rượu vang

Siêu âm hỗ trợ agglomeration cho rượu lão hóa

Trong quá trình lão hóa chuyên sâu thời gian truyền thống của rượu vang, phản ứng của các phân tử khác nhau xảy ra trong rượu vang. Điều này có nghĩa rằng các phân tử thay đổi phù hợp với sự tương tác giữa nhau. Thời gian và kết quả của sự thay đổi phân tử phụ thuộc vào các thành phần của rượu và môi trường của mình. Thông thường, nó được chấp thuận rằng rượu được phân tán trong rượu, nhưng điều này không có nghĩa là một sự pha trộn của các phân tử sẽ đạt được. Như trong rượu vang tự nhiên chỉ có năng lượng thấp cho các phản ứng – như liên kết và pha trộn-có sẵn, mức độ thay đổi tự nhiên sẽ được chủ yếu là chưa hoàn thành. Trong khi các thành phần có xu hướng tương tác, đính kèm, và thay đổi các thuộc tính phân tử, họ không thể nhận ra một tương tác tuyệt đối, chuyển đổi, hoặc liên kết trên cấp độ phân tử bởi lý do năng lượng thấp hiện nay.
Khi rượu vang được sonicated (có nghĩa là một đầu vào của năng lượng vào chất lỏng), các thành phần cung cấp một lớp phù hợp hơn và thống nhất phân tán. Bằng cách sonicating, rượu trở thành một chất lỏng đồng nhất với thời hạn sử dụng kéo dài trong một thời gian điều trị rất ngắn. Đồng bộ cho phép một sự tương tác cao hơn giữa các phân tử và do đó một sự thay đổi phân tử hoàn chỉnh hơn. Điều này có nghĩa là tăng cường hương vị và chất lượng.

Phân tán: trước khi đóng chai, hầu hết các loại rượu vang được điều trị bằng các chất phụ gia, chẳng hạn như chất bảo quản (ví dụ: kali bisulfate, natri bisulfate), chất tẩy rửa, bột màu và các tác nhân và cải thiện hơn nữa. Các chất phụ gia này được sử dụng để tránh các loại nâu sớm và hư hỏng, để cải thiện lượng rượu vang, để loại bỏ sự thiếu hụt hoặc để hỗ trợ quá trình lên men. Bởi ultrasonication, các chất phụ gia có thể được phân tán rất nhất quán vào rượu vang để kết quả cao hơn của việc xử lý là đạt được. Điều này dẫn đến chất lượng cao hơn và hương vị tốt hơn-những nỗ lực của mỗi vintner.

Siêu âm khai thác các hợp chất hoạt tính

Rượu có một loạt các hợp chất hoạt động có lợi cho sức khỏe như tannins, phenolics, flavonoid và những người khác, đó là những thành phần có giá trị được sử dụng trong dược phẩm, thức ăn và công nghiệp Mỹ phẩm.

Excursus

Lão hóa của rượu gạo và rượu ngô: Chang et al. (2002) được tìm thấy trong nghiên cứu của họ về rượu gạo và rượu ngô rằng những tác động lão hóa của sonication rượu vang phụ thuộc vào loại rượu vang. Vì vậy, là sự lão hóa siêu âm của rượu gạo liên quan đến giá trị pH, hàm lượng cồn, acetaldehyde, hương vị và phẩm chất cảm giác tốt hơn đáng kể so với sự hỗ trợ siêu âm lão hóa của rượu ngô. Đối với cả hai, rượu gạo và rượu ngô, thời gian lão hóa đã được giảm đáng kể (từ 1 năm đến 1 tuần hoặc 3 ngày).

Ultrasonics điện được áp dụng cho rượu vang, nước trái cây, sinh tố và sốt để cải thiện hương vị. Bằng cách siêu âm lysis và khai thác, vật liệu bên trong tế bào được phát hành, kết quả là cải thiện chất lượng dinh dưỡng và hương vị.

Ultrasonicators công nghiệp với các lò phản ứng dòng chảy cho sonication của rượu vang và Juice.

Bộ xử lý siêu âm của Hielscher

Hielscher là nhà cung cấp hàng đầu về chất lượng cao và thiết bị siêu âm hiệu suất cao. Thiết bị siêu âm được thực hiện bởi Hielscher được sử dụng cho các mẫu phòng thí nghiệm, chế biến quy mô thí điểm hoặc sản xuất quy mô đầy đủ trong đa tạp đến của ngành công nghiệp và nghiên cứu. Để có hiệu suất và điều chỉnh hoàn hảo cho từng quá trình, Hielscher cung cấp một loạt các thiết bị siêu âm cho sonication của bất kỳ khối lượng chất lỏng nào, từ một số microlít thông qua hàng trăm thước đo mỗi giờ. Các thiết bị siêu âm có thể dễ dàng kiểm tra hiệu quả quy trình của họ ở quy mô nhỏ hơn. Thông thường, UIP1000hd (1kW) được sử dụng cho quá trình phát triển cho tỷ lệ lưu lượng từ 0,5 L đến 1000L mỗi giờ. Ở quy mô này, hiệu quả xử lý có thể được tối ưu hóa bằng cách thay đổi biên độ, áp suất và lưu lượng. Việc cài đặt hoặc Retrofitting của một hệ thống siêu âm vào một dây chuyền sản xuất cũng như các hoạt động và bảo trì rất đơn giản và không gặp khó khăn.

Ultrasonics trong chất lỏng

Siêu âm công suất cao tạo ra Cavitation thành chất lỏng. Trong quá trình nổ của bong bóng cavitation, tại địa phương xuất hiện lực lượng rất cao: trong cavitational "Hot Spot" nhiệt độ rất cao (khoảng 5.000 k) và áp lực (khoảng 2.000 ATM) đạt được. Sự nổ của bong bóng cavitation cũng kết quả trong máy bay phản lực chất lỏng lên đến 280m/s vận tốc. Khi những lực lượng mạnh mẽ đi vào chất lỏng, chúng gây ra các hiệu ứng khác nhau. Trong một chất lỏng có cồn, ultrasonication gây ra một sự gia tốc của quá trình oxy hóa, trùng hợp, và ngưng tụ của rượu, aldehyde, Este, và olefin để xây dựng các hợp chất mới mà tạo ra hương vị và bó hoa tốt hơn.
Như các ứng dụng siêu âm thú vị nhất cho việc làm rượu (vinification), đặc biệt là siêu âm hỗ trợ Khai thác, kết tụ, và Phân tán phải được đặt tên. Những tác động này làm cho sonication một phương pháp chế biến hiệu quả cho rượu vang và đồ uống khác.

Văn học / Tài liệu tham khảo

  • Chang, Audrey Chingzu; et al. (2002): các ứng dụng của sóng siêu âm 20kHz để đẩy nhanh sự lão hóa của các loại rượu vang khác nhau.
  • Cocito, C.; et al. (1995): nhanh chóng khai thác các hợp chất hương thơm phải và rượu vang bằng phương tiện siêu âm.
  • Ghafoor, Kashif; et al. (2009): tối ưu hóa phương pháp chiết xuất các hợp chất thơm trong rượu vang trắng bằng siêu âm.
  • Hernanz Vila, Dolores; et al. (1999): tối ưu hóa phương pháp chiết xuất các hợp chất thơm trong rượu vang trắng bằng siêu âm.
  • Jiranek, Vladimir et al. (2007): Ultrasonics công suất cao như là một công cụ mới cung cấp cơ hội để quản lý vi sinh học rượu vang.
  • Vilkhu, Kamaljit; et al. (2006): các ứng dụng và cơ hội để siêu âm hỗ trợ khai thác trong ngành công nghiệp thực phẩm-một đánh giá.
  • Liên hệ / Yêu cầu Thêm Thông tin

    Nói chuyện với chúng tôi về các yêu cầu xử lý của bạn. Chúng tôi sẽ giới thiệu các thiết lập và xử lý các thông số phù hợp nhất cho dự án của bạn.