EA035086B1 - Применение ультразвука в процессе изготовления вина - Google Patents

Применение ультразвука в процессе изготовления вина Download PDF

Info

Publication number
EA035086B1
EA035086B1 EA201600650A EA201600650A EA035086B1 EA 035086 B1 EA035086 B1 EA 035086B1 EA 201600650 A EA201600650 A EA 201600650A EA 201600650 A EA201600650 A EA 201600650A EA 035086 B1 EA035086 B1 EA 035086B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
grapes
ultrasonic
crushed grapes
equipment according
crushed
Prior art date
Application number
EA201600650A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201600650A1 (ru
Inventor
Хуан Альберто Иньеста Ортиз
Рикардо Хурадо Фуентес
Original Assignee
Продуктос Агровин, С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=51176754&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EA035086(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Продуктос Агровин, С.А. filed Critical Продуктос Агровин, С.А.
Publication of EA201600650A1 publication Critical patent/EA201600650A1/ru
Publication of EA035086B1 publication Critical patent/EA035086B1/ru

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L19/00Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof
    • A23L19/09Mashed or comminuted products, e.g. pulp, purée, sauce, or products made therefrom, e.g. snacks
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L5/00Preparation or treatment of foods or foodstuffs, in general; Food or foodstuffs obtained thereby; Materials therefor
    • A23L5/30Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation
    • A23L5/32Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation using phonon wave energy, e.g. sound or ultrasonic waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12GWINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/02Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12GWINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G1/00Preparation of wine or sparkling wine
    • C12G1/02Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation
    • C12G1/0216Preparation of must from grapes; Must treatment and fermentation with recirculation of the must for pomage extraction
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12GWINE; PREPARATION THEREOF; ALCOHOLIC BEVERAGES; PREPARATION OF ALCOHOLIC BEVERAGES NOT PROVIDED FOR IN SUBCLASSES C12C OR C12H
    • C12G3/00Preparation of other alcoholic beverages
    • C12G3/08Preparation of other alcoholic beverages by methods for altering the composition of fermented solutions or alcoholic beverages not provided for in groups C12G3/02 - C12G3/07
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/04Colour
    • A23V2200/044Colouring
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2300/00Processes
    • A23V2300/48Ultrasonic treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J2219/0873Materials to be treated
    • B01J2219/0879Solid
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/192Details relating to the geometry of the reactor polygonal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Preparation Of Fruits And Vegetables (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Alcoholic Beverages (AREA)
  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
  • Machine Translation (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и оборудованию для экстракции соединений из винограда с помощью ультразвука, генерируемого соноплатами, подсоединенными к стенкам трубки/трубопровода, через который проходит давленый виноград. Во время экстракции передача фенолов, ответственных за цвет, от твердой массы (кожица) к жидкой массе после давки винограда происходит вследствие такого процесса, как кавитация, с помощью которого разрываются клетки кожицы винограда, а фенольные соединения, ответственные за цвет, входят в жидкую среду для интеграции в указанной среде и улучшения цвета вина.

Description

Цель изобретения
Настоящее изобретение относится к способу, модулю и оборудованию для экстракции соединений из винограда с помощью ультразвука в процессе производства вина.
В частности, настоящее изобретение касается передачи фенольных соединений, ответственных за цвет, от кожицы к жидкой массе (сусло) после давки винограда, используя для этого способ и оборудование на основе ультразвуковых технологий.
В частности, настоящее изобретение генерирует ультразвук, который служит основанием для возникновения такого феномена, как кавитация, с помощью которой разрываются клетки кожицы, а фенольные соединения, ответственные за цвет, входят в жидкую среду для интеграции в указанной среде и улучшения цвета вина.
Уровень техники изобретения
Цвет вина является одним из наиболее высокооцениваемых потребителем органолептических параметров, так как по нему можно узнать о процессе производства вина, его выдержке и возможных недостатках. С течением времени и в связи с процессами окисления белые вина обретают тусклый оттенок вроде золотисто-желтого. То же относится как к розовым, так и красным винам, яркость их цветов уменьшается с течением времени.
Цвет представляет особый интерес в красных и розовых винах ввиду экономических затрат для экстракции фенольных частиц из кожицы, которая содержит фенольные соединения, ответственные за окраску вина. Эти вещества влияют не только на цвет, но и на вкус, аромат, терпкость и послевкусие.
Сгруппированные чужеродные вещества называются фенольными соединениями, классифицированными следующим образом:
нефлавоноиды: стильбены и фенольные кислоты;
флавоноиды: антоцианы, флавонолы, флавононолы и флавоны.
Среди них есть соединения, которые влияют на цвет красных и розовых вин, в результате которых образуются оранжевый, красный, фиолетовый или синий цвета, а также антоцианы и пигменты, полученные из копигментации или конденсационных процессов.
Передача фенольных соединений, ответственных за цвет, из кожицы в жидкую массу (сусло) после процесса давки тесно связана с сырьевыми материалами и используемыми винификационными методами, а также на такую передачу в значительной мере влияют разнообразие, спелость и размер винограда.
Традиционный процесс мацерации или Бордо начинается тогда, когда виноград измельчается, но особенно эффективен с началом спиртового брожения. После разлива по бочкам и последующей инокуляции необходимо произвести забор жидкости и пижаж, так как твердая масса, расположенная в верхней части резервуара, образующая шапку, вступая в контакт с суслом, делает его цвет ярче.
Вина, произведенные этим способом, относятся к высококачественным напиткам. Тем не менее, чтобы провести традиционную мацерацию, требуются крупные финансовые вложения для приобретения резервуаров, достаточная площадь для их установки, квалифицированный персонал и т.д. Кроме того, для получения хорошего продукта мацерация должна производиться в течение нескольких дней, а это то количество времени, которое винный завод не всегда может выделить из-за механизации уборки урожая винограда.
Существуют альтернативные методы, которые направлены на улучшение выхода мацерации, то есть быструю экстракцию фенольных соединений, ответственных за цвет, вследствие резкого повышения температуры, как в случае с ферментативной мацерацией быстрое расширение или термовинификация, или в противном случае медленное удаление красящих веществ, при котором паста остается при температуре ниже 10°С, процесс, известный как криомацерация.
В процессе быстрого расширения давленый виноград (виноградная паста) подвергается воздействию температуры до 90°С с последующим помещением в вакуум. Вместе с быстрым охлаждением (с 90 до 30°С в течение приблизительно 1 с) происходит разрушение тканей винограда, что провоцирует передачу соединений в сусло. Оборудование для такого расширения имеет высокую стоимость в дополнение к расходам, связанным с электроэнергией, требуемой при производстве тепла и холода. С органолептической точки зрения существует риск потери ароматов. В результате нагрева появляются ароматы из-за увеличения соединений, таких как гидрооксиметилфурфурол (ГМФ).
Термовинификация подразумевает нагрев в целом или части обработанных пучков винограда перед спиртовым брожением для удаления всех возможных полифенолов. После того как урожай винограда был подвергнут воздействию высоких температур, цвет будет продолжать экстрагироваться в процессе спиртового брожения, так как кожица будет оставаться в контакте с сусловым вином. Так же, как и предыдущая методика, термовинификация представляет собой непрерывный процесс, увеличивая результативность красного винограда, и экономит емкость резервуара.
В целом, вина, произведенные методом термовинификации, предназначены для смешивания с винами лучшего качества, которые имеют лучшие органолептические показатели, но более низкую интенсивность цвета. К таким винам относятся те, в которых появляются травянистые, жженые и агрессивные ароматы без свежести. Требуемые экономические вложения являются высокими.
- 1 035086
Что касается криомацерации, давленый виноград после удаления плодоножек подвергается воздействию температуры от 5 до 10°С в течение длительного периода времени, около 10 дней, в течение которых кожица медленно передает фенольные соединения. К недостаткам этого метода относится то, что он не является непрерывным процессом, в котором охлажденный урожай хранится в течение определенного периода времени, прежде чем перейти к брожению. Требуется, чтобы подвалы были спроектированы таким образом, чтобы они могли бы хранить большие объемы как сырья, так и продукции в процессе производства.
Известны также непрерывные процессы для экстракции компонентов из твердых материалов путем применения ультразвука, хотя это не специфика винификационных процессов. Все они основаны на использовании преобразователей типа стержень, называемых также сонотродами, в качестве пингеров; сонотроды, которые также погружаются в продукт при производстве.
Так, например, в патентной заявке WO 2008/074072 описан процесс экстракции, в котором продукт при производстве обтекает сонотрод, излучающий высокую энергию и низкочастотные ультразвуковые волны (LFHP-US). Кроме того, в данной заявке использование низких частот/высоких энергий ультразвука сочетается с нагревом продукта при обработке для экстракции компонентов. В качестве примера описывается метод, используемый для экстракции цвета из красного столового винограда, который не является процессом брожения, так как брожение столового винограда запрещено, например, как это указано в постановлении совета (ЕС) № 479/2008 от 29 апреля 2008 г. по общей организации рынка вина.
С другой стороны, в патентной заявке WO 2006/099411 описан способ добычи масла из корки цитрусовых, в котором обрабатываемый продукт (смесь воды и цитрусовых корок) обтекает сонотрод, погруженный в указанном продукте, создавая высокоэнергетические ультразвуковые волны.
Кроме того, российский патент RU 2104733 С1 включает возможность проведения экстракции твердых материалов из растительного сырья, растворенного в этаноле, с использованием сонотрода, погруженного в указанный спиртовой раствор. К указанному растительному сырью относятся женьшень, цветы и плоды боярышника, зверобой и пустырник.
Тем не менее, эти процессы, характеризующиеся использованием сонотрода, погруженного в жидкую массу, имеют проблему с производительностью, которая составляет менее 80%. Производительность подразумевает соотношение между потребляемой электрической энергией и производством ультразвуковых волн и выражается в %. В случае использования сонотродов преобразователь использует только 80% электрической энергии, получаемой от генератора при производстве ультразвуковых волн, а остальные 20% используются для производства тепла.
Другим недостатком сонотрода является то, что он выделяет большое количество тепла в процессе работы, в контакте с обрабатываемым продуктом может образовываться гидроксиметилфурфурол (ГМФ). ГМФ представляет собой циклический альдегид, который образуется в результате расщепления сахара, главным образом, путем дегидратации фруктозы и глюкозы в кислой среде, особенно когда температура повышается в течение коротких периодов времени. По данным экспериментов, проведенных со свежеприготовленным виноградным суслом, при устойчивом воздействии температуры 65°С в течение как минимум 30 мин концентрация ГМФ начинает возрастать в ускоренном порядке. Если температура увеличивается, время производства ГМФ резко снижается, производя концентрации выше 25 мг/кг в течение нескольких минут.
Увеличение концентрации ГМФ в сусле, которое будет впоследствии ферментироваться, образует нежелательные выжженные или поджаренные ароматы. Вредное воздействие, оказываемое на здоровье некоторых грызунов, вызывает еще большее беспокойство согласно исследованию, проведенному 1) Жанг Х.М.; Чан Ц.Ц.; Штамп Д.; Минкин С; Арчер М.Ц.; Брюс В.Р. Инициирование и активирование очагов ободочных аберрантных крипт у крыс 5-гидроксиметил-2-фуральдегидом в термолизированной сахарозе. Карциног. 1993, 14, 773-775; 2) Бахия Н.; Моньен Б.; Франк X.; Сайдел А.; Глатт Г. Транспортеры почечного органического аниона ОАТ1 и ОАТ3 являются промежуточным звеном клеточного накопления 5-сульфооксиметилфурфурола, реактивного, нефротоксического метаболита продукта Майяра 5-гидрооксиметилфурфурола. Биохим. Фармакол. 2009, 78, 414-419), ГМФ является инициатором и причиной рака толстой кишки, нефротоксических процессов и хромосомных аберраций. Тем не менее, наибольшее беспокойство по поводу риска данной молекулы связано с преобразованием ГМФ в СМФ (5сульфооксиметилфурфурол) вследствие мутагенного характера последнего (ЕАБП, 2005. Мнение научного совета по пищевым добавкам, ароматизаторам, технологическим добавкам и материалам, находящимся в контакте с пищевыми продуктами (АФК) по просьбе комиссии, связанной с оценкой вкусовой группы 13: фурфуриловые и фурановые производные и без дополнительных заместителей боковой цепи, и гетероатомы химической группы. Журнал ЕАБП, 2005а, 215, 1-73.). Токсичность ГМФ и его производных является более выраженной в организме человека.
Еще одна проблема, связанная с электродами, погруженными в обрабатываемый продукт, несмотря на радиальную внешнюю эмиссию и LFHP-US (ультразвук с высоким напряжением низкой частоты), заключается в том, что давленый виноград может буферизовать ультразвуковые волны в пределах нескольких сантиметров, что снижает эффективность процесса.
- 2 035086
Описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является предоставление способа, модуля и оборудования для экстракции соединений из винограда с помощью ультразвука в винификационных процессах, которые можно проводить непрерывно с или без рециркуляции, с высокой эффективностью и устранением нежелательных последствий.
Другой задачей настоящего изобретения является устранение проблем, существующих в состоянии уровня техники.
Другие цели и дополнительные преимущества настоящего изобретения вытекают из описания, приведенного ниже, принимая во внимание прилагаемые фигуры и пример предпочтительного варианта исполнения, описанного в качестве иллюстрации, но не ограничиваясь ими.
Преобразователи, используемые в способе и установленные в модуле и в оборудовании, выполнены в форме пластины, называемые также соноплатами, более конкретно пьезокерамические или магнитострикционные соноплаты, в зависимости от желаемого применения, так как магнитострикционные соноплаты имеют большую мощность/коэффициент площади, чем пьезокерамические соноплаты.
Они расположены вокруг канала, предпочтительно трубы, суженной на ее концах, через который течет давленый виноград, в соответствии боковыми сторонами многоугольника.
Преобразователи пластинчатого типа соединены с каналом на его наружной стороне, так что они не находятся в прямом контакте с обрабатываемым сырьем.
С точки зрения производительности пластинчатые преобразователи или соноплаты отличаются от стержневых преобразователей или сонотродов, имея более высокую производительность около 95%. В противоположность этому сонотроды являются менее эффективными, имея более низкую производительность 80%. Несмотря на это соноплаты производят меньше тепловой энергии, чем сонотроды; поэтому компоненты соноплаты меньше изнашиваются, таким образом, являются более надежными в промышленном применении.
Каждая соноплата сможет достигать мощности, которая будет колебаться от 100 до 5000 Вт. Число соноплат каждого модуля будет варьироваться для достижения энергоемкости или плотности мощности от 0,1-500 Вт/см3, предпочтительно от 0,15 до 200 Вт/см3. Амплитуда ультразвуковой волны колеблется в диапазоне от 1-100 мкм.
Соноплаты расположены в модулях. Мощности, получаемые ультразвуковым модулем, составляют 2-10 кВт, плотность мощности может варьироваться от 0,1-500 Вт/см3, предпочтительно от 0,15 до 200 Вт/см3. Длина каждого ультразвукового модуля изменяется в зависимости от объема продукта, подлежащего обработке, в пределах от 0,8 до 10 м.
В каждом ультразвуковом модуле размещены как минимум одна соноплата и один генератор, ответственный за получение электрической энергии и передачу ее к соноплате, где она преобразуется в вибрирующую механическую энергию, которая передается на давленый виноград, многоугольную суженную на концах трубку, через которую течет давленый виноград, а соединенные соноплаты и окружающая трубка действуют в качестве защитного и звукоизоляционного приспособления.
Ультразвуковое оборудование состоит как минимум из одного ультразвукового модуля, насоса, клапанов, электромагнитных клапанов, арматуры и всех необходимых материалов для создания замкнутой цепи между резервуаром, в котором содержится давленый виноград и ультразвуковое оборудование. Контроль различных компонентов оборудования может производиться через блок управления типа панели управления или ПЛК компьютер; операция может быть выполнена в ручном или автоматическом режиме.
Настоящее изобретение использует низкие частоты для получения более эффективной экстракции. Рабочий диапазон частот составляет от 15 до 35 кГц, предпочтительно от 20 до 30 кГц; более предпочтительно от 22 до 25 кГ ц.
Экстракция соединений из винограда, особенно тех, которые придают цвет суслу/вину, осуществляется путем динамического пропускания давленого винограда со скоростью потока от 1000 до 50000 л/ч через ультразвуковое оборудование. Для эффективного управления скоростью потока, при которой течет давленый виноград, расходомер может быть установлен на конце оборудования.
В тех процессах, в которых виноградная дробилка не производит соответствующую жидкую массу (сусло), необходимо установить измельчитель перед применением ультразвукового оборудования.
Жидкая фракция очень важна, поскольку надлежащее выполнение кавитационного процесса зависит от нее. Кавитация предполагает систематическое производство мелких пузырьков, которые, как правило, сталкиваются друг с другом и высвобождают свою энергию. Указанное столкновение пузырьков вместе с соответствующим процессом имплозии приводит к износу ткани кожицы, содержащей фенольные соединения, при переходе в жидкую фракцию. Из-за кавитационного процесса происходит повышение температуры давленого винограда, подлежащего обработке. Применение пластинчатых преобразователей гарантирует, что температура процесса не поднимается выше 50°С, таким образом, предотвращая образование гидрооксиметилфурфурола (ГМФ).
Установка пластинчатых преобразователей уменьшает производство тепловой энергии, так как 95% электрической энергии, получаемой от преобразователя, переходит в акустическую энергию, и только
- 3 035086 оставшиеся 5% преобразуются в тепло. Таким образом, тепло, вырабатываемое в процессе обработки, является суммарной тепловой энергией, излучаемой во время кавитации, плюс 5% тепла, производимого непосредственно соноплатой.
В случае стержневых преобразователей или сонотрода производство тепловой энергии выше, потому что только 80% электрической энергии преобразуется в акустическую энергию, а остальные 20% преобразуется в тепло.
Так как сонотрод погружают в продукт при обработке, тепло, вырабатываемое кавитацией, а также тепло, выделяемое самим сонотродом, воздействует на процесс обработки; поэтому генератор, который подает электрическую энергию на преобразователь пластины при повышении температуры, в качестве меры безопасности уменьшает мощность, что приводит к снижению производства ультразвуковых волн и, следовательно, менее эффективной кавитации.
Для урожаев винограда, созревание которых происходит дольше или для тех сортов, которые содержат меньшие количества фенольных соединений в кожице, обработка длится дольше. Из-за этого увеличения времени температура давленого винограда при обработке будет возрастать с последующим выделением ГМФ. Именно по этой причине требуется установка теплообменника для снижения выделения или полного отсутствия ГМФ.
Описание фигур
Для дополнения описания и облегчения понимания предпочтительного исполнения настоящего изобретения прилагается набор фигур в качестве неотъемлемой части упомянутого описания, где представлено следующее:
Фиг. 1 - блок-схема процесса изготовления вина в соответствии с изобретением.
Фиг. 2 - общая схема ультразвукового оборудования в соответствии с изобретением.
Фиг. 3 - соноплата, используемая в способе и оборудовании в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4 - ультразвуковой модуль в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5 - часть ультразвукового модуля в соответствии с настоящим изобретением.
Описание предпочтительного исполнения
В качестве примера варианта исполнения и в качестве иллюстрации метод модуль и оборудование для экстракции соединений из винограда с помощью ультразвука в процессах изготовления вина описаны ниже.
Как видно на фиг. 1, процесс брожения начинается с подачи винограда и последующей его давки; отделение гребней может выполняться одновременно с давкой.
Давленый виноград попадает в резервуар или хранилище обрабатываемого продукта. В дополнение к хранилищу этот резервуар позволяет произвести рециркуляцию пасты. Паста проходит из бака на обработку для экстракции цвета с помощью ультразвука (кавитация).
После окончания экстракции цвета пасту обрабатывают ультразвуком, подвергают прессованию для разделения на жидкую и твердую массы, где (сусло) жидкая масса переходит дальше для ферментации, а твердая масса (выжимка), получаемая в виде осадка, может использоваться для получения сопутствующих продуктов.
На фиг. 2 изображена общая схема ультразвукового оборудования в соответствии с изобретением, которая начинается с откачки продукта при обработке из резервуара или хранилища. Затем паста может пройти либо через измельчитель, либо непосредственно к области обработки ультразвуком, поток управляется с помощью расходомера. Также при необходимости может осуществляться охлаждение пасты.
Различные части ультразвукового оборудования можно контролировать с помощью аналогового или ПЛК управления.
В ультразвуковом модуле в соответствии с настоящим изобретением, осуществляемым в качестве примера, расположены преобразователи пластинчатого типа или соноплаты 1 пьезокерамического типа. Что и представлено на фиг. 3. Соноплаты соединены между собой и с генератором с помощью клеммы 2.
Керамика, содержащая преобразователь пьезокерамического типа, производит пьезоэлектрический эффект, когда ее поверхности деформируются при применении электрического тока, что производит акустическую волну. Тем не менее, преобразователи магнитострикционного типа характеризуются тем, что выполнены из ферромагнитных материалов; если намагниченность материала этого типа изменяется, то развивается соответствующая механическая деформация и, таким образом, образуется акустическая волна. Состав обоих типов преобразователей также варьируется, наиболее часто используемый материал - ЦТС (цирконат-титанат свинца), хотя он не является единственным, в то время как магнитострикционные преобразователи состоят в основном из терфенола-Д (TER - тербий, Fe - железо, NOL - лаборатория морской артиллерии, D - диспрозия).
Они расположены вокруг канала, выполненного в виде шестигранной трубы из нержавеющей стали толщиной 1-8 мм, концы которой сужаются.
Преобразователи пластинчатого типа пластины приварены к гексагональной трубе из нержавеющей стали, но они не находятся в прямом контакте с обрабатываемым сырьем.
В каждом ультразвуковом модуле 3 размещены как минимум одна соноплата и один генератор, от- 4 035086 ветственный за получение электрической энергии и передачу ее к соноплате, где она преобразуется в вибрирующую механическую энергию, которая передается на давленый виноград, многоугольную суженную на концах трубку, через которую течет давленый виноград (паста), а соединенные соноплаты и окружающая трубка действуют в качестве защитного и звукоизоляционного приспособления.
Как видно на фиг. 5, в этом примере варианта исполнения четыре соноплаты 1 в модуле 3 размещены с каждой стороны многоугольника, то есть 24 соноплаты 1 в одном модуле 3.

Claims (20)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ экстракции соединений из давленого винограда в процессе изготовления вина с помощью ультразвука, отличающийся тем, что давленый виноград непрерывно подается через канал, к наружной стороне которого подсоединена как минимум одна соноплата, выполненная с возможностью передачи ультразвука через стенки канала к давленому винограду без контакта между давленым виноградом и соноплатой, в котором температуру давленого винограда во время обработки ультразвуком поддерживают на уровне не выше 50°С.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют соноплату пьезокерамического или магнитострикционного типа.
  3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что интенсивность или плотность энергии, передаваемой соноплатой на давленый виноград, составляет от 0,1 до 500 Вт/см3.
  4. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что интенсивность или плотность энергии, передаваемой соноплатой, составляет от 0,15 до 200 Вт/см3.
  5. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что рабочие частоты находятся в диапазоне 15-35 кГц.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что рабочие частоты находятся в диапазоне 20-30 кГц.
  7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что рабочие частоты находятся в диапазоне 22-25 кГц.
  8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость давленого винограда, подаваемого через канал, составляет от 1000 до 50000 л/ч.
  9. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что ультразвуковая волна колеблется в диапазоне от 1 до 100 мкм.
  10. 10. Ультразвуковое оборудование для экстракции соединений из давленого винограда в процессе изготовления вина, отличающееся тем, что оно включает как минимум один модуль, в каждом из которых размещена как минимум одна соноплата, соединенная на наружной стороне канала для непрерывной подачи давленого винограда из условия отсутствия прямого контакта между давленым виноградом и соноплатой и с обеспечением возможности поддержания температуры процесса экстракции не выше 50°С, а также передачи давленому винограду ультразвука мощностью в диапазоне от 0,1 до 500 Вт/см3, при этом развиваемая мощность составляет 2-10 кВт, а рабочий диапазон частот составляет от 15 до 35 кГц, а также содержит как минимум один генератор для получения электрической энергии и передачи ее как минимум к одной соноплате.
  11. 11. Ультразвуковое оборудование по п.10, отличающееся тем, что канал, через который непрерывно подается давленый виноград, выполнен в виде многоугольной трубки с суженными концами.
  12. 12. Ультразвуковое оборудование по п.10 или 11, отличающееся тем, что длина каждого ультразвукового модуля составляет от 0.8 до 10 м.
  13. 13. Ультразвуковое оборудование по пп.10-12, отличающееся тем, что оно включает насосы, клапаны, электромагнитные клапаны, арматуры.
  14. 14. Ультразвуковое оборудование по пп.10-13, отличающееся тем, что оно содержит блок управления типа панели управления или ПЛК компьютер для контроля различных компонентов оборудования, при этом контроль может быть выполнен в ручном или автоматическом режиме.
  15. 15. Ультразвуковое оборудование по пп.10-14, отличающееся тем, что оно включает измельчитель.
  16. 16. Ультразвуковое оборудование по пп.10-15, отличающееся тем, что оно включает установку теплообменника.
  17. 17. Ультразвуковое оборудование по пп.10-16, отличающееся тем, что соноплата выполнена с возможностью получения электрической энергии от ультразвукового генератора и передачи ультразвуковой волны в диапазоне от 1 до 100 мкм.
  18. 18. Ультразвуковое оборудование по любому из пп.10-17, отличающееся тем, что соноплата выполнена так, что плотность энергии, передаваемой ею давленому винограду, составляет от 0,15 до 200 Вт/см3.
  19. 19. Ультразвуковое оборудование по любому из пп.10-18, отличающееся тем, что соноплата выполнена так, что рабочие частоты энергии, передаваемой соноплатой давленому винограду, находятся в диапазоне 20-30 кГц.
  20. 20. Ультразвуковое оборудование по любому из пп.10-18, отличающееся тем, что соноплата выполнена так, что рабочие частоты энергии, передаваемой соноплатой давленому винограду, находятся в диапазоне 22-25 кГц.
EA201600650A 2014-03-13 2015-02-25 Применение ультразвука в процессе изготовления вина EA035086B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES201430342A ES2478190B2 (es) 2014-03-13 2014-03-13 Aplicación de ultrasonidos en procesos de vinificación
PCT/ES2015/070130 WO2015136130A1 (es) 2014-03-13 2015-02-25 Procedimiento para la extracción de compuestos de la uva mediante ultrasonidos en procesos de vinificación

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201600650A1 EA201600650A1 (ru) 2017-06-30
EA035086B1 true EA035086B1 (ru) 2020-04-27

Family

ID=51176754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201600650A EA035086B1 (ru) 2014-03-13 2015-02-25 Применение ультразвука в процессе изготовления вина

Country Status (10)

Country Link
US (2) US11052371B2 (ru)
EP (2) EP3485970B1 (ru)
AR (2) AR099606A1 (ru)
AU (1) AU2015228727B2 (ru)
CL (1) CL2016002211A1 (ru)
EA (1) EA035086B1 (ru)
ES (2) ES2478190B2 (ru)
NZ (1) NZ724287A (ru)
PT (2) PT3485970T (ru)
WO (1) WO2015136130A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3051101A1 (fr) * 2016-05-10 2017-11-17 Kelzyd Module d'extraction de jus de fruits et vegetaux par ultrasons, et systeme comprenant un tel module.
US20210321648A1 (en) * 2020-04-16 2021-10-21 John Martin Acoustic treatment of fermented food products
GB2607104B (en) * 2021-05-28 2023-06-14 Redlayer Ltd Beverage processing method and apparatus.
ES2970845A1 (es) * 2024-02-08 2024-05-30 Productos Agrovin S A Equipo y metodo de crianza de bebidas alcoholicas por ultrasonidos, y bebida alcoholica de crianza obtenida

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4071225A (en) * 1976-03-04 1978-01-31 Holl Research Corporation Apparatus and processes for the treatment of materials by ultrasonic longitudinal pressure oscillations
WO2000035579A1 (en) * 1998-12-12 2000-06-22 Aea Technology Plc Process and apparatus for irradiating fluids
US20080312460A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Goodson J Michael Multi-Frequency Ultrasonic Apparatus and Process for Producing Biofuels
EP2133137A2 (en) * 2008-06-11 2009-12-16 Ralf Pohling Group and method for the treatment of a substance with a liquid behaviour, in particular wine, stored in a tank
US20110278153A1 (en) * 2006-03-16 2011-11-17 Cavitus Pty Ltd Viscosity reduction
US20130180165A1 (en) * 2011-12-26 2013-07-18 Biominas Engenharia E Indutria De Energia Ltda. Mobile production of biodiesel with ultrasound

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2398440A (en) * 1944-06-23 1946-04-16 Monnet Georges Grape processing machine
US2578505A (en) * 1948-03-02 1951-12-11 Sperry Prod Inc Supersonic agitation
US2585103A (en) * 1948-03-08 1952-02-12 Otis A Brown Apparatus for ultrasonic treatment of liquids
US2903372A (en) * 1956-05-31 1959-09-08 Leander H Walker Method of processing grape juice, etc.
US2949364A (en) * 1957-01-09 1960-08-16 Curtiss Wright Corp Methods of making beverage concentrate
CA901869A (en) * 1968-12-06 1972-06-06 Sun-Rype Products Ltd. Process for improved juice extraction
US3867929A (en) * 1970-03-20 1975-02-25 Linden Lab Inc Ultrasonic treatment device and methods for using the same
US4168295A (en) * 1975-11-20 1979-09-18 Vernon D. Beehler Apparatus for enhancing chemical reactions
US4433916A (en) * 1982-11-02 1984-02-28 Hall Mark N Acoustic resonator having transducer pairs excited with phase-displaced energy
DE3325195A1 (de) * 1983-07-13 1985-01-24 Uwe Prof.Dr. Faust Verfahren zur temperierung einer fluessigkeit
CH676653A5 (ru) * 1986-08-19 1991-02-28 Bucher Guyer Ag Masch
GB9006989D0 (en) * 1990-03-28 1990-05-23 Atomic Energy Authority Uk Sonochemical apparatus
DE4108746A1 (de) * 1991-03-18 1992-09-24 Lindner Wolfgang Dekontamination und detoxifikation von getreide, welches mit trochothecen-mykotoxinen belastet ist
US5611993A (en) * 1995-08-25 1997-03-18 Areopag Usa, Inc. Ultrasonic method of treating a continuous flow of fluid
RU2104733C1 (ru) 1996-11-06 1998-02-20 Сульман Михаил Геннадьевич Способ экстракции из твердого растительного сырья
US7354556B2 (en) * 1998-12-12 2008-04-08 Accentus Plc Process and apparatus for irradiating fluids
JP2001258540A (ja) * 2000-03-22 2001-09-25 Snow Brand Milk Prod Co Ltd 赤ワインの製造方法
US20050008739A1 (en) * 2002-03-13 2005-01-13 Harris Acoustic Products Corp. Method and assembly for pasteurizing and homogenizing low viscosity liquids
WO2005042178A1 (en) * 2003-10-22 2005-05-12 Soniclean Pty Ltd An apparatus and method for the treatment of wine using ultrasonic cavitations
GB0415237D0 (en) * 2004-07-07 2004-08-11 Accentus Plc Formation of sugar coatings
US20060204624A1 (en) 2005-03-14 2006-09-14 Cargill, Inc. Process and apparatus for enhancing peel oil extraction
JP2010512998A (ja) 2006-12-18 2010-04-30 カビタス ピーティーワイ リミテッド 高エネルギー超音波抽出
CN201380070Y (zh) * 2009-01-22 2010-01-13 严卓晟 圆筒管式声液综合功能协同处理器
US20130059043A1 (en) * 2010-05-25 2013-03-07 Dr. Hielscher Gmbh Process for aftertreatment of vinegar obtained by fermentation
FR2967586A1 (fr) * 2010-11-19 2012-05-25 Univ Compiegne Tech Procede d'extraction de molecules d'interet a partir de tout ou partie d'une matrice vegetale
US20130101710A1 (en) * 2011-04-20 2013-04-25 Bobak Ha'Eri Producing Infused Beverages Using Ultrasound Energy
US20130330454A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Impulse Devices Inc. Acoustic Cavitation of Distilled Spirits and Other Beverages
US9675747B2 (en) * 2013-03-15 2017-06-13 William L Puskas Methods and systems for improved cavitation efficiency and density, cancer cell destruction, and/or causing a target object to be a cavitation nucleus
ITFI20130104A1 (it) * 2013-05-08 2014-11-09 Insono S R L "reattore atto ad aumentare la quantita' di polifenoli e/o la stabilita' del torbido dell'olio di oliva, impianto e metodo che utilizzano detto reattore"
FR3051101A1 (fr) * 2016-05-10 2017-11-17 Kelzyd Module d'extraction de jus de fruits et vegetaux par ultrasons, et systeme comprenant un tel module.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4071225A (en) * 1976-03-04 1978-01-31 Holl Research Corporation Apparatus and processes for the treatment of materials by ultrasonic longitudinal pressure oscillations
WO2000035579A1 (en) * 1998-12-12 2000-06-22 Aea Technology Plc Process and apparatus for irradiating fluids
US20110278153A1 (en) * 2006-03-16 2011-11-17 Cavitus Pty Ltd Viscosity reduction
US20080312460A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 Goodson J Michael Multi-Frequency Ultrasonic Apparatus and Process for Producing Biofuels
EP2133137A2 (en) * 2008-06-11 2009-12-16 Ralf Pohling Group and method for the treatment of a substance with a liquid behaviour, in particular wine, stored in a tank
US20130180165A1 (en) * 2011-12-26 2013-07-18 Biominas Engenharia E Indutria De Energia Ltda. Mobile production of biodiesel with ultrasound

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIEU, L.N. ; LE, V.V.M.: "Application of ultrasound in grape mash treatment in juice processing", ULTRASONICS: SONOCHEMISTRY., BUTTERWORTH-HEINEMANN., GB, vol. 17, no. 1, 1 January 2010 (2010-01-01), GB, pages 273 - 279, XP026601023, ISSN: 1350-4177, DOI: 10.1016/j.ultsonch.2009.05.002 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP3117899B1 (en) 2019-02-20
AR117907A2 (es) 2021-09-01
US11045782B2 (en) 2021-06-29
US11052371B2 (en) 2021-07-06
NZ761168A (en) 2021-10-29
US20180221848A1 (en) 2018-08-09
EP3485970B1 (en) 2021-02-17
NZ724287A (en) 2020-03-27
EP3485970A1 (en) 2019-05-22
ES2869891T3 (es) 2021-12-21
WO2015136130A1 (es) 2015-09-17
AU2015228727B2 (en) 2018-10-25
AU2015228727A1 (en) 2016-10-20
ES2478190B2 (es) 2015-01-28
EP3117899A1 (en) 2017-01-18
PT3485970T (pt) 2021-02-25
AR099606A1 (es) 2016-08-03
CL2016002211A1 (es) 2017-04-28
US20170065960A1 (en) 2017-03-09
PT3117899T (pt) 2019-05-30
EA201600650A1 (ru) 2017-06-30
ES2478190A1 (es) 2014-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Clodoveo et al. Emerging technology to develop novel red winemaking practices: An overview
US11045782B2 (en) Application of ultrasound in vinification processes
US8343562B2 (en) High energy ultrasound extraction method and apparatus
Martín et al. Ultrasound and electric fields as novel techniques for assisting the wine ageing process: The state-of-the-art research
US9345795B2 (en) Apparatus for instantaneous expansion with vacuum and ultrasound waves
CN110029034A (zh) 一种结合糯米糖化发酵的青梅酒及其制备方法
Kaur et al. Osmotic dehydration of fruits using unconventional natural sweeteners and non‐thermal‐assisted technologies: A review
Barba et al. Green food processing: Concepts, strategies, and tools
KR20120005442A (ko) 펄스 전기장을 사용하여 생물 세포의 막 투과성화 방법
US20130059043A1 (en) Process for aftertreatment of vinegar obtained by fermentation
US20160222333A1 (en) System and methods for the completion of chemical reactions in bottled products
CN101748038B (zh) 一种白酒渗漉陈酿的方法
NZ761407B2 (en) Passive care control method and associated systems
Salazar et al. Effect of ultrasound on food processing
NZ761407A (en) Monoclonal antibodies against her2 epitope
WO2021019388A1 (en) Method for obtaining a food product with a high fibre content and food product obtainable with this method
Toy et al. Novel food processing technologies for retaining nutrition of horticultural food products
RU2552889C1 (ru) Способ производства облепихового уксуса
Vorobiev et al. Pulsed Electric Energy-assisted Extraction
Guanziroli Pulsed Electric Fields for Moscatel Graúdo wine production: Investigation on wine sensory and physico-chemical characteristics
Selvamuthukumaran Extraction of Anthocyanins from Subtropical Fruits Using Non-Thermal Processing Methods
Afraz et al. The science behind physical field technologies for improved extraction of juices with enhanced quality attributes
RU2609659C1 (ru) Способ производства дистиллята из черной смородины
Arya Newer Technique in Food Processing: High Intensity Light, Pulse Electric Field and Infrared
Mărgean et al. Application of ultrasound in winemaking process.