IT201800006829A1

IT201800006829A1 - “metodo di fermentazione”

Info

Publication number: IT201800006829A1
Application number: IT102018000006829A
Authority: IT
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2019-12-29
Also published as: EP3587549A1; EP3587549B1

Description

“METODO DI FERMENTAZIONE”

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda un metodo di fermentazione e un apparato adattato per realizzare il metodo. Nonostante l’invenzione sia utile per il trattamento di un qualsiasi prodotto vegetale sottoforma di pigiato, la descrizione che segue farà riferimento esemplificativamente alla vinificazione, settore nel quale l’invenzione si è dimostrata particolarmente efficace.

La vinificazione avviene con l’ausilio di particolari serbatoi, ove si introduce a fermentare il mosto. Il processo fermentativo genera una grande quantità di prodotti gassosi, soprattutto CO2, che partecipano attivamente alla riuscita di un buon vino. I gas si sprigionano dal mosto e spingono la vinaccia e ogni parte solida verso l’alto dove si compatta e forma uno strato solido, detto “cappello”.

I metodi di vinificazione sfruttano adeguatamente i gas della fermentazione. In W020061087601 si descrive un serbatoio vinificatore che controlla la pressione dei gas al suo interno, regolandola ad un valore pressoché costante. In W0 98145403 i gas sono sfruttati per rimescolare il cappello ed evitarne la solidificazione.

In EP 20 58 384 si descrive un altro metodo di fermentazione. Si accumula gas fermentativo in pressione in una cella ausiliaria e dopo aver diminuito la pressione gassosa nel serbatoio principale, si collega la cella al serbatoio in un punto sotto il cappello affinché, grazie al differenziale di pressione tra i due, avvenga il travaso spontaneo dei prodotti gassosi nella massa liquida, in modo che risalendo essi interessino il cappello.

Scopo della presente invenzione è presentare un metodo e un apparato per il trattamento di un prodotto vegetale sottoforma di pigiato, preferenzialmente mosto, che migliori questo stato dell’arte.

Tale scopo è ottenuto con un metodo come rivendicato nella rivendicazione 1. Le varianti preferite, singole o combinate, del metodo sono elencate nelle rivendicazioni dipendenti di metodo.

Il metodo per il trattamento di un prodotto vegetale sottoforma di pigiato comprende le fasi di

(i) immagazzinare il pigiato in un primo serbatoio per farlo ivi fermentare e formare un cappello di parti solide galleggiante su una massa liquida;

(ii) collegare un secondo serbatoio al primo per catturare in esso prodotti gassosi della fermentazione; (iii) collegare il secondo serbatoio al primo in un punto sotto il cappello affinché, grazie al differenziale di pressione tra i due serbatoi, avvenga il travaso spontaneo dei prodotti gassosi nella massa liquida, in modo che risalendo essi interessino il cappello; e

(iv) pompare meccanicamente i prodotti gassosi generati nel primo serbatoio dentro il secondo serbatoio.

Secondo una fase preferita, si pompa meccanicamente i prodotti gassosi generati nel primo serbatoio dentro un contenitore di stoccaggio isolato.

Il metodo dell’invenzione può essere realizzato con un apparato come alla rivendicazione 5. Le varianti preferite, singole o combinate, dell’apparato sono elencate nelle rivendicazioni dipendenti di apparato. In particolare

il dispositivo elaboratore è programmato per diminuire la pressione gassosa nel primo serbatoio azionando i terzi mezzi a valvola; e/o

il dispositivo elaboratore è interfacciato con un sensore di pressione, atto a misurare la pressione del gas nel primo serbatoio, e/o un sensore di pressione, atto a misurare la pressione del gas presente nel secondo serbatoio; e/o

il dispositivo elaboratore è programmato per controllare la pressione gassosa nel secondo serbatoio tramite il sensore relativo e pilotare l’apertura dei secondi mezzi a valvola quando tale pressione raggiunge o supera una soglia prestabilita; e/o

il dispositivo elaboratore è programmato per controllare la pressione gassosa nel primo serbatoio tramite il sensore relativo e pilotare la disattivazione della pompa quando tale pressione scende sotto una soglia prestabilita; e/o

il secondo serbatoio è una partizione del volume interno del primo serbatoio.

L’invenzione verrà ora descritta nel dettaglio con riferimento all’allegato disegno, che illustra una preferita realizzazione, ove

● fig.1 mostra una forma preferita di realizzazione di un vinificatore,

● fig.2 mostra una forma preferita di realizzazione di vinificatori.

Un vinificatore 50 per del pigiato vegetale composto da mosto 90 e da buccia 92 è costituito da un involucro 52 supportato da opzionali gambe 54. Il mosto 90 fermentando produce un cappello galleggiante 92 di vinaccia e/o parti solide, composto dalle bucce che, spinte dalla CO2 di fermentazione, galleggiano.

La parte superiore o tetto 55 del serbatoio 50 è collegabile selettivamente, tramite un condotto 66 e una valvola 70, ad un serbatoio esterno 30 di accumulo gas. Sul condotto 66 è anche presente una pompa o compressore 68. La pompa 68 ha la funzione di pompare dentro il serbatoio 30 dei gas di fermentazione generati nel serbatoio 50, facendo in modo che la pressione del gas nel serbatoio 30 sia maggiore rispetto a quella presente nel tetto 55 del serbatoio 50.

Il serbatoio 30 è a sua volta collegabile selettivamente alla parte inferiore del serbatoio 50 tramite un condotto 76 e una valvola 78. Il condotto 76 ha un tratto terminale 79 che penetra dentro l’involucro 52, in modo da iniettare il gas al centro del volume del mosto.

I condotti 76 e le valvole 78 possono essere più di uno per il serbatoio di fermentazione 50, al fine di avere più punti di iniezione gas nel mosto 90. Questo risulta essere particolarmente vantaggioso per serbatoi di fermentazione di grande capacità.

La lunghezza del tratto 79 non è essenziale. Basta che, durante le fasi del metodo, il tratto 79 si trovi sempre, tenuto conto anche del livello previsto del mosto 90, sotto il cappello 92. Alla fine del condotto 76 si può comunque installare un sistema di regolazione adattativo, ad es. un condotto 79 telescopico e controllabile dall’esterno per regolare la quota dello sbocco.

Il sistema preferibilmente comprende inoltre un dispositivo elettronico EU, ad es. un PLC, che è collegato (si vedano in figura le frecce che indicano linee di segnale elettrico) a

un sensore di pressione 80, che misura la pressione del gas nella parte alta e vuota del serbatoio 50,e un sensore di pressione 84, che misura la pressione del gas presente nel serbatoio 30,

una (opzionale) valvola di sfiato 60, montata per ridurre la pressione del gas nel serbatoio 50, la pompa 68,

una valvola 94, che controlla il flusso in un condotto 98 che alimenta, da una riserva di gas inerte, il serbatoio 30, e

una valvola 96, che controlla il flusso in un condotto 99 che alimenta, da una riserva di aria compressa, il serbatoio 30, e

la valvola 78,

la valvola 70 (opzionale) per permettere il flusso del gas dal serbatoio 50 al serbatoio 30.

La valvola 70 è ad es. del tipo “apri/chiudi”, e potrebbe essere sostituita da una valvola di non ritorno, oppure semplicemente anche omessa se la pompa 68 è a tenuta ermetica ed impedisce reflusso di gas dal serbatoio 30 al serbatoio di fermentazione 50.

Il funzionamento del vinificatore 50 può seguire queste fasi preferite (eseguite preferibilmente via software dal dispositivo EU):

(i) Il serbatoio 50 viene riempito di mosto 90.

(ii) Dopo un certo tempo il mosto 90 fermentando genera del gas e un cappello solido 90. La valvola 70 è comandata aperta, la valvola 60 e la valvola 78 sono chiuse.

(iii) Si attiva la pompa 68 per trasferire un eccesso di gas di fermentazione nel serbatoio 30.

(iv) Dopo un tempo prestabilito, o dopo che nel serbatoio 30 si è raggiunta la pressione desiderata, si ferma la pompa 68, e si chiude la valvola 70. Il gas resta intrappolato in pressione nel serbatoio 30, mentre l’altro serbatoio 50 viene depressurizzato (o degasato) aprendo la valvola 60.

La valvola 60 può anche regolare la pressione nella parte alta del serbatoio 50. In questo caso avrà la funzione di valvola di mantenimento della pressione desiderata nel serbatoio 50.

(v) Si apre la valvola 78 e il gas spontaneamente fluisce nel mosto 90 per effetto del differenziale di pressione tra la pressione esistente nel serbatoio 30 ed il battente idrostatico (più eventuale pressione gassosa nella parte alta del serbatoio 50) presente nel punto di iniezione 79 interno allo stesso serbatoio 50. Il gas iniettato in pressione risale nel mosto 90 e interagisce sia con lo stesso mosto 90 che col cappello 92, miscelandoli, ossigenandoli o inertizzandoli (a seconda dei gas o miscele impiegati), ed in alcuni casi (ciò è in funzione del volume di gas iniettato in un arco di tempo breve comunque inferiore ai 60 secondi) rompendolo.

La pompa 68 consente di ottenere un sovrappressione del gas nel serbatoio 30 rispetto a quella raggiunta con la sola fermentazione. La sovrappressione è tale da superare il valore del battente idrostatico la pressione gassosa nel serbatoio 50 nel punto di iniezione. Inoltre permette di raccogliere, stoccandola, una quantità enorme di gas di fermentazione CO2, quantità dipendente dalla grandezza del serbatoio 30 e dalla massima pressione raggiungibile sia dalla pompa 68 che dal serbatoio 30.

Data la sovrappressione del gas nel serbatoio 30 ottenibile con la pompa 68, la fase di depressurizzare (o degasare) il serbatoio 50 aprendo la valvola 60 non è strettamente necessaria. Tale fase è però vantaggiosa perché amplifica la potenza del gas iniettato nel serbatoio 50 potendo ridurre a piacimento la pressione gassosa interna al serbatoio 50, potendola portare anche a livello di pressione ambiente pari a “0” bar relativi.

Il vantaggio della valvola 60, quando è aperta, è permette il deflusso del gas iniettato nel mosto 90 all’esterno del serbatoio di fermentazione 50, evitando sovra pressioni indesiderate nel serbatoio 50.

In generale la pompa 68 ha il vantaggio di garantire alte pressioni di iniezione per il gas anche se il gas inizialmente ha poca o insufficiente pressione. E’ il caso ad es. di serbatoi di grandi dimensioni, in cui il battente idrostatico (la colonna di liquido) che il gas iniettato deve vincere è considerevole.

Un altro vantaggio della pompa 68 è consentire la costruzione di serbatoi di fermentazione 50 con specifiche rilassate. Non è necessario che strutturalmente il serbatoio di fermentazione debba resistere ad una pressione gassosa interna molto alta, quella necessaria per garantire l’iniezione di gas, perché il vincolo si sposta sul serbatoio 30, che è più piccolo e non contiene liquido.

Un altro vantaggio della pompa 68 è che rende possibile lo stoccaggio ad alta pressione di grandi quantità d gas naturale inerte, anche in contenitori diversi dal serbatoio 30. Il gas può venire utilizzato anche durante, per esempio, la fase macerativa della vinificazione, dove non c’è produzione di CO2, oppure durante altre fasi del processo di produzione del vino (per esempio l’imbottigliamento) dove viene richiesta la presenza di gas inerte. In questo caso il gas stoccato dal processo fermentativo verrà opportunamente depurato da residui di zuccheri o batteri fermentativi o umidità, e costituirà una importante fonte di risparmio energetico ed economico per la cantina.

Le fasi di processo sopra esposte sono preferibilmente controllate dal dispositivo EU.

Tramite lettura ed elaborazione dei dati inviati dai vari sensori, il dispositivo EU può comandare le valvole per eseguire le fasi del metodo quando ad es. si raggiunge una pressione massima di soglia nel serbatoio 50 e/o 30.

Ogni fase del processo di vinificazione dell’invenzione può essere vantaggiosamente automatizzato e/o programmato con il dispositivo EU. Ciò consente ad es. di impostare dei cicli periodici di miscelazione della massa in fermentazione e, magari, di rottura del cappello 92, di programmare i parametri del rilascio del gas nel serbatoio 50 (come la durata del rilascio a scarica unica o la durata di vari impulsi consecutivi, la portata di gas per ogni impulso, ecc.).

Le valvole 94, 96 e i condotti 98, 99 sono opzionali. Ma la loro presenza è vantaggiosa perché controllando le valvole 94, 96 si può arricchire il gas nel serbatoio 30 con componenti gassose diverse, per iniettare una miscela di gas opportuna dentro il serbatoio 50 e favorire un determinato tipo di fermentazione.

Anche se la valvola di sfiato 60 non è presente, nel serbatoio 30 si può accumulare gas a pressione sufficientemente elevata da iniettare comunque gas nel serbatoio 50 in modo turbolento.

Il serbatoio 30 può essere anche realizzato internamente o attaccato al serbatoio 50. Ad es. il serbatoio 30 può essere una partizione del volume interno del serbatoio 50.

In una variante, v. fig.2, il serbatoio 30 può essere collegato per ricevere gas da, e/o inviare gas a, due o più serbatoi 50. Così il serbatoio 30 può ricevere e immagazzinare da ciascun serbatoio 50 gas in pressione e/o mandare dentro ciascun serbatoio 50 gas in pressione.

In fig. 2 uguali riferimenti numerici indicano parti uguali, e per semplicità la centralina EU i relativi collegamenti sono stati omessi. Ogni serbatoio 50 funziona rispetto al serbatoio comune 30 come spiegato per fig.1.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il trattamento di un prodotto vegetale sottoforma di pigiato comprendente le fasi di (i) immagazzinare il pigiato in un primo serbatoio (50) per farlo ivi fermentare e formare un cappello (92) di parti solide galleggiante su una massa liquida (90); (ii) collegare un secondo serbatoio (30) al primo per catturare in esso prodotti gassosi della fermentazione generati nel primo serbatoio; (iii) collegare il secondo serbatoio (30) al primo (50) in un punto sotto il cappello affinché, grazie al differenziale di pressione tra i due serbatoi, avvenga il travaso spontaneo dei prodotti gassosi nella massa liquida, in modo che risalendo essi interessino il cappello; caratterizzato dal fatto di pompare meccanicamente i prodotti gassosi generati nel primo serbatoio (50) dentro il secondo serbatoio (30).
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui nella fase (iii) si diminuisce la pressione gassosa nel primo serbatoio (50), ad es. fino a pressione ambiente o ad un valore di pressione intermedia tra quella del secondo serbatoio e quella ambiente.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui si controlla la pressione gassosa nel primo serbatoio (50), e i prodotti gassosi generati nel primo serbatoio (50) sono pompati dentro il secondo serbatoio (30) quando la pressione gassosa nel primo serbatoio supera una certa pressione di soglia e/o finchè la pressione gassosa nel primo serbatoio scende sotto una certa pressione di soglia.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui si controlla la pressione gassosa nel secondo serbatoio (30) e si esegue la fase (iii) quando tale pressione supera una soglia prestabilita.
5. Apparato per il trattamento di un prodotto vegetale sottoforma di pigiato utile per realizzare il metodo di una delle rivendicazioni precedenti, comprendente - un primo serbatoio (50) per contenere il pigiato (90; 92) e un secondo serbatoio di raccolta (30) per prodotti gassosi generati nel primo serbatoio (50) dalla fermentazione del pigiato, - un primo sistema di condutture (66) adattato a mettere in comunicazione una parte (55) del primo serbatoio (50), ove si accumulano i prodotti gassosi, con il secondo serbatoio (30) in modo che i prodotti gassosi possano essere trasferiti nel secondo serbatoio (30), - un secondo sistema di condutture (76) adattato a mettere in comunicazione il secondo (30) e il primo serbatoio (50), il sistema avente uno sbocco (79) nel primo serbatoio (50) ove in uso è presente la massa liquida del pigiato, - primi e secondi mezzi a valvola (70, 78) associati rispettivamente al primo e secondo sistema di condutture (66, 76) per rendere selettivamente comunicanti i due serbatoi (30, 50) condizionatamente allo stato aperto/chiuso di detti mezzi; caratterizzato dal comprendere una pompa meccanica o mezzi (68) per pompare i prodotti gassosi generati nel primo serbatoio dentro il secondo serbatoio.
6. Apparato secondo la rivendicazione 5, comprendente terzi mezzi a valvola (60) per degassare il primo serbatoio (50) verso l’esterno.
7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un dispositivo elaboratore programmabile (EU) programmato per comandare i mezzi a valvola (70, 78) e la pompa (68) in modo da eseguire, dopo il caricamento di un prodotto vegetale sotto forma di pigiato nel primo serbatoio (50), le fasi di collegare il secondo serbatoio (30) al primo (50) aprendo i primi mezzi a valvola (70); attivare la pompa o i mezzi (68) per trasferire prodotti gassosi dal primo (50) al secondo serbatoio (30), chiudere i primi mezzi a valvola (70); aprire i secondi mezzi a valvola (78) per collegare il secondo serbatoio (30) al primo (50) di modo che avvenga il travaso spontaneo dei prodotti gassosi nella massa liquida del pigiato.
8. Apparato secondo la rivendicazione 6 e 7, ove il dispositivo elaboratore (EU) è programmato per diminuire la pressione gassosa nel primo serbatoio (50) azionando i terzi mezzi a valvola (60) prima di aprire i secondi mezzi a valvola (78).
9. Apparato secondo le rivendicazioni 7 o 8, in cui il dispositivo elaboratore (EU) è interfacciato con un sensore di pressione (80), adattato a misurare la pressione del gas nel primo serbatoio (50), e/o un sensore di pressione (84), adattato a misurare la pressione del gas presente nel secondo serbatoio (30).
10.Apparato secondo la rivendicazione 9, ove il dispositivo elaboratore (EU) è programmato per controllare la pressione gassosa nel secondo serbatoio (30) tramite il sensore relativo e pilotare l’apertura dei secondi mezzi a valvola (78) quando tale pressione raggiunge o supera una soglia prestabilita.