ITTV20120206A1

ITTV20120206A1 - Metodo di lavorazione

Info

Publication number: ITTV20120206A1
Application number: IT000206A
Authority: IT
Inventors: Remo Crosato
Original assignee: NoForm Srl
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-03
Also published as: EP2727476A1; US20140127372A1; US9624459B2; EP2727476B1

Description

“METODO DI LAVORAZIONE "

DESCRIZIONE

L’invenzione si riferisce ad un metodo di lavorazione di un pigiato avente una parte liquida e solida, in particolare un metodo di macerazione e/o di pressatura, e all'apparato o sistema per realizzarlo, ancora più in particolare nel settore delle vinificazione qui scelto come esempio.

La vinificazione consta sostanzialmente di tre fasi:

1) Macerazione del pigiato;

2) Fermentazione alcolica del pigiato;

3) Pressatura della vinaccia esausta a fine fermentazione alcolica.

Per la prima i sistemi di macerazione tradizionali prevedono la saturazione con gas inerte di un serbatoio poi riempito col che vi sosta per un periodo che normalmente va dalle 12 ore ai 10 giorni, senza che si attivino processi di fermentazione. I limiti di tale tecnica sono legati al fatto che non si riesce a de-ossidare completamente il mosto introdotto nel serbatoio di macerazione (durante la pigiatura dell’uva la parte liquida del pigiato assorbe una gran quantità di ossigeno). La conseguente possibile proliferazione di batteri acetici è in grado di deteriorare la qualità finale del vino e/o di ossidarlo. Il pericolo è concreto, dato che la macerazione tradizionale è normalmente lunga (da 48 ore ai dieci giorni) e più il pigiato sosta nel serbatoio senza reale de-ossidazione più aumenta la probabilità di proliferazione.

Terminata la macerazione si procede con la fermentazione e, infine, con una fase di pressatura della vinaccia.

I sistemi di pressatura tradizionali, come torchi e presse a membrana (v. ad es. EP2342071), possono funzionare per gonfiaggio di una membrana o per creazione del vuoto in una tubazione di sgrondo. O si pressurizza la membrana che, a sua volta, preme la vinaccia o parte solida contro settori di sgrondo per far uscire il mosto, o si crea il vuoto in prossimità di tali settori, di solito in una tubazione a valle. Il vuoto risucchia la parte liquida presente nella vinaccia dai settori di sgrondo verso il tubo di sgrondo. Durante la pressatura meccanica la vinaccia si compatta contro i setti di sgrondo e in breve tempo ne tappa i fori, impedendo il drenaggio di altro mosto. Non solo l'estrazione di liquido è limitata, ma si utilizzano pressioni o depressioni molto elevate con la conseguenza di spappolare le bucce e di estrarne anche gusti amari ed erbacei. Nei torchi, inoltre, il mosto si ossida a contatto con l'aria, e in generale bisogna accettare un certo grado di ossidazione del mosto senza poterlo migliorare.

Si vuole quindi mettere a disposizione un metodo che migliori questo stato dell'arte come definito alla rivendicazione 1, col quale durante la fase macerativa del pigiato si ha il vantaggio di:

- diminuire l'ossidazione del mosto estratto; e/o

- ridurre la proliferazione di batteri dannosi alla vinificazione; e/o

- migliorare l’estrazione di sostanze polifenoliche e coloranti dalla buccia senza estrarre le sostanze a gusto erbaceo e astringente, aumentando la velocità di estrazione;

mentre nella fase di pressatura della parte solida (ad es. vinaccia) si ha il vantaggio di aumentare la quantità di liquido estratto dalla parte solida in maniera soffice, ovvero senza l’utilizzo di membrane o organi meccanici tradizionali di pressatura.

II metodo serve per lavorare una parte solida (e/o umida) e una parte liquida di un pigiato vegetale e posto dentro un contenitore principale. Può essere utilizzato nella fase macerativa e/o in quella di pressatura, e ha le fasi di:

(i) aumentare la pressione gassosa dentro il contenitore affinché il gas si disciolga o diffonda in detta parte liquida;

(ii) diminuire la pressione gassosa alT'interno del contenitore, ad es. attraverso uno sfiato (preferibilmente dotato di mezzi a valvola) posto sulla parte alta del contenitore (per la fase macerativa) o attraverso uno sfiato (preferibilmente dotato di mezzi a valvola) posto sulla parte inferiore del contenitore e in prossimità di un setto drenante (per la fase di pressatura).

Preferibilmente nella fase (i) si aumenta la pressione gassosa alTintemo del contenitore tramite immissione di gas esterno, benché si possa riutilizzare ad es. gas di fermentazione generato dal pigiato stesso (per es. CO2) qualora sia già iniziata la fase di fermentazione alcolica. Ciò è particolarmente vantaggioso qualora si voglia travasare il mosto sfruttando la pressione e la saturazione generata dalla CO2 di fermentazione durante operazioni di “delestage”.

La fase (i) si può realizzare iniettando dentro il contenitore un gas preferibilmente inerte ad es. CO2, Azoto, Argon o miscele di tali gas o altri. Se si è in fase di pressatura e qualora sia ancora attiva la fermentazione alcolica, si può convenientemente utilizzare la CO2 di fermentazione per saturare naturalmente la vinaccia di gas. Preferibilmente si fa entrare il gas nella parte inferiore del contenitore dove in uso è presente il pigiato. Pressurizzando detto contenitore con detto gas il gas si discioglie e/o diffonde nella parte liquida (ad es. in proporzione sia alla sua capacità di saturazione che alla pressione desiderata).

Una fase opzionale (detta di "attesa") prevede di attendere un certo tempo Tatt, ad es. Tatt>= 60 secondi, tra le fasi (i) e (ii), ad es. da quando si è raggiunta la pressurizzazione voluta nel contenitore. La fase di attesa ha lo scopo di permettere una corretta saturazione del gas nella parte liquida della massa pigiata.

Nel seguito ove non specificato si intende che il contenitore cui ci si riferisce sia il suddetto, cioè quello principale.

Le fasi (i) e (ii) conseguono - come detto - l'effetto che il gas si discioglie o diffonde nel liquido (qui detto interstiziale nel caso della pressatura) che umidifica e/o permea e/o bagna la parte solida (legge di Henry), e satura così il mosto. In altre parole il metodo sfrutta la proprietà fisica dei gas di disciogliersi nei liquidi (quindi anche nel liquido interstiziale che staziona nella parte solida e negli interstizi di essa, come ad es. gli alveoli che si formano dentro la buccia di un acino pigiato) qualora questi vengano sottoposti a pressione (legge di Henry).

Applicando il metodo in fase macerativa pre-fermentativa del pigiato, l'iniezione e/o diffusione del gas nella massa contenuta nel contenitore e la conseguente pressurizzazione del contenitore effettuata tramite il gas determina, soprattutto trascorso un opportuno tempo Tatt, la saturazione della massa con il gas in essa diffuso (legge di Henry). Diminuendo la pressione nel contenitore (ad es. degasando o sfiatando) il gas disciolto nella massa liquida da liquido ritorna gassoso. Le microbolle di gas, salendo nella massa, aggregano molecole di ossigeno intrappolate nella massa stessa. Questa operazione, ad es. ripetuta per n cicli, determina una completa deossidazione della massa di pigiato. Inoltre, cicli di pressurizzazione e depressurizzazione (cioè la fase (i) e (ii)) disgregano in maniera soffice la polpa della buccia ed effettuano una migliore estrazione, a parità di tempo, dei composti nobili presenti nella polpa e nella buccia.

Si noti che nel caso della pressatura l'iniezione o diffusione di gas, a differenza della tecnica nota, awiene per far diffondere un gas dentro un volume pressurizzato dal gas, il quale volume è occupato dalla, o consiste degli interstizi della, parte solida, e non semplicemente nel volume vuoto del contenitore. Per aumentare la percentuale del gas immesso che agisce sul liquido interstiziale (durante la fase ii), si può immettere il gas in uno o più punti interni al volume occupato dalla parte solida ad es. con tubi o ugelli o diffusori che sboccano in punti interni della parte inferiore del contenitore, ad es. al centro.

Come già detto, preferibilmente prima della fase (ii) si attende un certo tempo Tattdal raggiungimento della pressione desiderata, per dare il tempo al gas di completare o raggiungere un sufficiente grado di discioglimento nel liquido interstiziale. Ad es. si aspetta un tempo Tattdopo aver terminato l'iniezione di gas e/o aver raggiunto l'aumento della sua pressione fino ad una soglia predefinita, o si effettua l'iniezione di gas o l'innalzamento di pressione in un tempo Tatt. L'effetto è aumentare gli effetti di estrazione, sia di O2 tramite lo sprigionamento di bollicine, sia di liquido interstiziale.

Diminuendo poi la pressione del gas dentro il contenitore, ad es. repentinamente, il gas precedentemente diffuso dentro la massa solida reagisce uscendo da essa e portando con sé il liquido interstiziale. In generale si può diminuire la pressione sfiatando verso l'estemo il contenitore in un punto o parte alta dove in uso è presente solo gas. Ad es. detto punto o parte alta (dove in uso è presente solo gas) può essere il tetto del contenitore o le adiacenti pareti verticali, ad es. nell'intomo di o nella fascia fino a 1 m dal tetto e/o entro la fascia compresa tra il tetto e il 25% o 35% dell'altezza del contenitore a partire dal tetto.

Un grande vantaggio è che, usando ad es. CO2 o azoto come gas, non solo non si spappola meccanicamente la polpa o la parte solida, ma le molecole di O2 si aggregano a quelle di CO2 e/o di azoto durante l'uscita dalla parte solida. Ne consegue che il gas anche de-ossida la parte solida, migliorando la qualità del liquido estratto (ad es. il vino). Questo effetto si può sfruttare soprattutto durante la fase di macerazione della parte solida. Il vantaggio rispetto ai noti sistemi è che il gas permea dall'interno e maggiormente, al limite tutta, la parte solida e non solo un sottile strato superficiale.

Se la fase (ii) avviene mettendo in comunicazione il contenitore con un ambiente a pressione atmosferica, ad es. l'estemo del contenitore, si può avere sulla parte solida solo l'effetto de-ossidante e/o anche di rimescolamento o apertura della parte solida dato da sussulti interni dovuti alle variazioni di pressione e/o sprigionamento di gas.

Si noti che il rimescolamento, che favorisce un'estrazione uniforme di ossidanti, è delicato, perché non coinvolge un organo meccanico che smuove la parte solida ma onde di pressione di un gas.

Inoltre il gas, nella sua transizione da liquido a gassoso, “apre” la parte solida o vinaccia. Questo effetto divaricante aumenta la superficie esposta al gas della parte solida e potenzia la resa di estrazione di ossidanti.

La fase (i) e/o (ii) può avvenire anche facendo migrare del gas in/ da una sacca gonfiabile, e/o variando meccanicamente il volume del contenitore, e/o usando un collegamento controllato con un secondo contenitore ausiliario (aperto o chiuso) a pressione inferiore o maggiore.

È preferibile iniettare il gas in modo che fuoriesca al centro del contenitore principale, o almeno dentro un volume cilindrico disposto attorno l'asse centrale verticale del serbatoio e distante dalle pareti laterali, ad es. il volume avendo un raggio da 1/3 a 2/3 del raggio del contenitore.

Il metodo non solo è utilizzabile per deossidare il mosto e per ottenere una maggiore estrazione di composti nobili dalla buccia in fase macerativa (ad es. tramite l’apertura di una o più valvole poste sulla parte alta del contenitore per la sua pressurizzazione/ depressurizzazione controllata), ma è anche alla base - come detto - di un processo per estrarre o sgrondare selettivamente la parte residua di mosto/ liquido (ad es. il mosto di pressatura o il detto liquido interstiziale) ancora presente nella vinaccia o parte solida (ad es. nella buccia), senza estrarre gli aromi e i gusti erbacei normalmente estratti con presse o torchi tradizionali. In questo caso la fase (ii) determina ancora il passaggio da liquido a stato gassoso del gas disciolto nel liquido interstiziale, e tale passaggio consente un'estrazione eccellente del liquido interstiziale dalla parte solida. Il gas diffuso capillarmente nel liquido interstiziale dentro la parte solida durante la fase (i), e/o la fase di attesa, assicurano un'estrazione su tutto il suo volume.

Il deflusso di gas (durante la fase ii) verso un secondo contenitore (ausiliario) riesce a convogliare con sé il liquido interstiziale estratto dalla parte solida, ove l'effetto della differenza di pressione tra i due contenitori costituisce una vantaggiosa alternativa ad una pompa meccanica. Il metodo può essere sfruttato quindi per sgrondare, da un contenitore principale (preferibilmente chiuso) contenente un pigiato con parte liquida e solida, la parte liquida nel contenitore ausiliario. È preferibile interporre lungo un collegamento, ad es. regolabile in portata, tra i due contenitori e/o sul fondo e/o nelle pareti laterali del contenitore principale dei filtri per trattenere la parte solida ma non quella liquida, come ad es. griglie o setacci.

La qualità del mosto/liquido ottenuto col metodo è nettamente superiore a quella tradizionale perché:

- ripetendo in sequenza le fasi (i) e (ii), e opzionalmente quella di attesa, si aumenta la diffusione e l'effetto del gas;

- il tempo di attesa Tattconsente un'ottima diffusione del gas nel liquido interstiziale e/o una diffusione per capillarità della parte liquida rimanente dentro gli interstizi della massa/ parte solida, anche quella già svuotata, e dei setti di sgrondo,

- l’apertura della comunicazione fra i due contenitori (ad es. in cui il contenitore ricevente il mosto o la parte liquida è posto a pressione inferiore rispetto alla pressione complessiva presente alla valvola di sgrondo del contenitore principale), si ha l'espulsione in pressione di liquido (interstiziale e no) verso il contenitore ausiliario;

- non si pressa meccanicamente la vinaccia e, pertanto, non si rompe la buccia o parte solida;

- pressurizzando il contenitore (principale e/o ausiliario) con gas inerte, il mosto/liquido imbevuto di gas inerte a sua volta disciolto per effetto della pressione viene comunque maggiormente protetto ed inertizzato nelle fasi di pressatura della vinaccia (parte solida) e quindi non si ossida;

- il gas, nella sua transizione da liquido a gassoso nella fase (ii), “apre” la parte solida o vinaccia: questo effetto divaricante aumenta la superficie umida esposta al gas della parte solida e potenzia la resa di estrazione di liquido interstiziale (si creano dei veri e propri “canali di drenaggio” all’interno della parte solida o vinaccia).

L'estrazione del liquido interstiziale (ad es. dopo la svinatura del mosto fiore) avviene preferibilmente tramite cicli di pressurizzazione del contenitore contenente la vinaccia o parte solida e cicli di depressurizzazione dell'intercapedine interna di opportuni settori di sgrondo applicati all'interno del contenitore, ad es. sulle pareti in corrispondenza della detta parte inferiore.

Il metodo è sfruttabile anche per facilitare l'estrazione iniziale della percentuale maggiore di parte liquida (mosto fiore), e/o successivamente per estrarre il liquido di cui la parte solida resta imbevuta. Allo scopo prima della fase (i) si può evacuare la parte liquida finché la parte solida umida si accumula sul fondo del contenitore principale. Si mette poi in comunicazione il contenitore principale con il contenitore ausiliario in un punto vicino a detto fondo o nella parte inferiore (che preferibilmente ha mezzi di setaccio o griglia per filtrare la parte solida).

Detta parte inferiore o punto vicino a detto fondo (dove in uso è presente della parte solida) può essere - in generale - il fondo del contenitore o le adiacenti pareti verticali, ad es. nell'intomo di o nella fascia fino a 1 m dal fondo e/o entro la fascia compresa tra il fondo e fino al 25% o 35% dell'altezza del contenitore a partire dal fondo.

Un esempio di fasi cicliche durante l'operazione di sgrondatura può essere:

1. fase (i);

2. attesa di un tempo Tatt;

3. fase (ii), che avviene ad es. aprendo un condotto per del liquido interstiziale verso l'estemo del contenitore principale. La fase (ii) può essere temporizzata e durate un tempo Tliq, ad es. con Tliq<= 60 secondi o 60 sec <= Tliq<= 180 secondi, valori che permettono l’estrazione del mosto finché i canali di drenaggio interni alla vinaccia o parte solida non si chiudono e quindi non ne esca più mosto;

4. ritorno al punto 1.

Un esempio di fasi cicliche durante una fase di macerazione invece può essere:

1. fase (i);

2. attesa di un tempo Tatt;

3. fase (ii), ottenuta ad es. sfiatando del gas verso l'estemo del contenitore;

4. ritorno al punto 1.

Per meglio controllare il processo nelle fasi (i) e/o di attesa si può aumentare la pressione gassosa alT'interno del contenitore principale fino al raggiungimento di una soglia massima di pressione, oppure agire sul contenitore ausiliario, oppure agire su entrambi i contenitori. Durante i punti 3. sopra descritti, vi può essere un preciso controllo della pressione e/o del suo andamento temporale, in particolare si può diminuire detta pressione da detta soglia massima ad una soglia minima di pressione, preferibilmente secondo un andamento programmato e/o con una diminuzione di durata prestabilita. La detta soglia massima e/o minima può variare durante successivi cicli di pressurizzazione del contenitore, in modo da diversificarne l'effetto sulla parte solida e ad es. aumentare l'estrazione di liquido. Le dette soglie di pressione e/o un andamento di pressione programmato si possono programmare in un’unità logica (ad es. un PLC), col vantaggio di automatizzare il processo e creare programmi ad hoc secondo il tipo di pigiato. Allo scopo l’unità logica può controllare la pressione del contenitore (principale e/o ausiliario) con sensori e pilotare opportunamente dei mezzi di iniezione gas e/o mezzi di depressurizzazione, ad es. valvole di sfiato.

Ad es. la pressione nel contenitore ausiliario può essere un'altra conveniente variabile di processo. Lo si può lasciare a pressione atmosferica (se ad es. è aperto) o mantenere a pressione minore di quella atmosferica (o ad es. ad una pressione interna di almeno 200 mbar inferiore a quella del contenitore principale nel punto della valvola di sgrondo), così da aumentare il differenziale di pressione rispetto al contenitore principale.

L’utilizzo di un contenitore ausiliario chiuso (ad es. dotato di valvole di chiusura/ apertura verso l’esterno sia manuali che automatiche e/o di rilancio liquido verso altri contenitori, e/o dotato di almeno un punto di immissione gas di saturazione/ pressurizzazione-depressurizzazione nella parte inferiore del contenitore) è preferibile perché ha vantaggi come ad es.:

- permette di pre-inertizzare il suo interno ad es. con gas inerte;

- permette di controllare la sua pressione interna, al fine di regolare più finemente il differenziale di pressione desiderato rispetto al contenitore principale;

- depressurizzando il contenitore ausiliario si può massimizzare detto differenziale di pressione al fine di massimizzare l’effetto di drenaggio della parte liquida.

Il modo con cui si abilita la comunicazione tra il contenitore principale e quello ausiliario (ad es. tramite il controllo di mezzi a valvola) consente diversi effetti di sgrondatura, dipendenti dal tipo e quantità di parte solida (per es. di buccia). Ad es. si migliora l'estrazione di liquido interstiziale mettendo in comunicazione i due serbatoi ad intervalli prestabiliti TCOMMI e/o abilitando la comunicazione per intervalli di durata prestabilita TCOMM2, ove ad es. TCOMMI,

COMM2 = 30, 60, 120, 180 o 360 sec. In generale le tempistiche del sistema vanno adattate al tipo di pigiato, vantaggiosamente ad es. programmando il software dell'unità logica. Tale unità può controllare per es. la scelta dei gas di pressurizzazione, i cicli di apertura e chiusura delle valvole, ad es. di sgrondo o sfiato di gas, le temporizzazioni come ad es. i tempi Tatt, Tliqe TCOMMI,COMM2, e in genere tutto l'apparato o sistema di fermentazione.

II metodo si può usare in combinazione con le altre tecniche di pressatura, ad es. integrandolo in una tradizionale pressa a membrana, ad es. per pigiato e vinaccia.

Si propone anche un contenitore o fermentatore o sistema atto a o per realizzare il metodo. In generale tale apparato può comprendere mezzi atti a realizzare una o ogni fase del metodo, coi modi sopra descritti.

In particolare si presenta un apparato o sistema con un contenitore (principale) per contenere parte solida e/o umida di un pigiato vegetale, comprendente

(i) mezzi per aumentare la pressione gassosa dentro il contenitore affinché il gas si disciolga o diffonda in detta parte liquida;

(ii) mezzi per diminuire la pressione del gas.

I mezzi per aumentare possono essere realizzati con mezzi per iniettare un gas dentro la parte inferiore del contenitore dove in uso è presente almeno della parte solida e preferibilmente in modo che il gas investa tale parte solida, oppure con mezzi a valvola atti a far comunicare o meno il volume interno del serbatoio con l'estemo (isolando il serbatoio principale dall'esterno i processi fermentativi del pigiato al suo interno generano gas che via via aumenta di pressione).

Singolarmente o in combinazione l'apparato o sistema può comprendere ad es.:

- come detti mezzi per diminuire: un collegamento di comunicazione di fluido tra il contenitore principale e un ambiente a pressione minore, ad es. un contenitore ausiliario a pressione interna minore, o l’ambiente esterno, ad es. a pressione atmosferica (ad es. l'esterno del contenitore principale). Nel caso del trasferimento mosto con tecnica “delestage” e/o del drenaggio della vinaccia, detti mezzi per diminuire possono comprendere un collegamento di comunicazione di fluido tra la parte inferiore del contenitore principale e un ambiente a pressione minore, ad es. un contenitore ausiliario a pressione interna minore. Mentre nel caso della macerazione, detti mezzi per diminuire possono comprendere uno o più valvole di depressurizzazione poste nella parte alta del contenitore principale, in modo da aprire in modo regolato l'interno del contenitore principale verso l’ambiente a pressione atmosferica (ad es. l'esterno del contenitore principale);

- per il trasferimento del mosto e/o il drenaggio della vinaccia, un setaccio o griglia di filtro o mezzi di filtro o per setacciare, posti sulla superficie o parte interna inferiore del contenitore in corrispondenza, in uso, di detta parte solida e in comunicazione col detto collegamento e atti a farsi attraversare dal liquido interstiziale per farlo uscire dal contenitore tramite il collegamento e trattenere la parte solida;

- mezzi per iniettare all'interno del contenitore gas esterno onde aumentare detta pressione;

- mezzi o elementi diffusori di gas con sbocco di gas posto in uno o più punti appartenenti al volume interno della parte inferiore del contenitore principale, in corrispondenza (in uso) della parte solida;

- mezzi a valvola per abilitare la comunicazione tra o sfiatare il contenitore principale e quello ausiliario o detto ambiente;

- uno o più corpi gonfiabili per comprimere la parte solida e umida onde premerne fuori liquido;

- un regolatore o computer o unità elettronica atto a controllare un o ciascun mezzo prima descritto e/o detto ambiente, preferibilmente in modo da 1. aumentare la pressione gassosa all'intemo del contenitore principale e/o ausiliario fino al raggiungimento di una soglia massima o minima di pressione affinché il gas si disciolga in detta parte liquida; e/o

in modo da variare tale soglia durante cicli di pressurizzazione del contenitore principale e/o ausiliario (ad es. tramite un'interfaccia utente, come una tastiera o un touch-screen); e/o

2. temporizzare l'azione di un o ciascun mezzo prima descritto; e/o 3. controllare i mezzi a valvola per una loro apertura e/o chiusura ad es. ad intervalli prestabiliti e/o durante intervalli di durata prestabilita TCOMMI, coMM2j e/o

4. controllare la condizione di gonfiaggio / sgonfiaggio del corpo gonfiabile /dei corpi gonfiabili.

In particolare il sistema può comprendere

un contenitore o pressa per del pigiato,

un'unità elettronica atta a controllare

mezzi per aumentare la pressione gassosa nel contenitore o pressa,

mezzi per diminuire la pressione gassosa nel contenitore o pressa,

ove l"unità elettronica è configurata per in sequenza

- (la) comandare i mezzi per aumentare onde ottenere un aumento della pressione gassosa dentro il contenitore, e

- (2a) comandare i mezzi per diminuire onde diminuire la pressione gassosa all'interno del contenitore.

Preferibilmente detti mezzi per aumentare comprendono mezzi per iniettare gas nel contenitore o pressa, preferibilmente nella parte inferiore del contenitore dove in uso è presente il pigiato.

L'unità elettronica può essere atta a controllare ad es. anche i mezzi per aumentare e/o diminuire il volume dei corpi gonfiabili.

L'unità elettronica preferibilmente è temporizzabile o dotata di un temporizzatore per aspettare un tempo di attesa (v. fase di attesa suddetta) tra l'attività (la) e la fase (2a) e/o per far eseguire le attività (la) e (2a) ciclicamente. Si noti la corrispondenza tra le fasi (i), (ii) del metodo e le attività (la), (2a) del funzionamento nell’unità logica.

I vantaggi deH’invenzione saranno ancora più chiari dalla seguente descrizione di una preferita forma realizzativa, riferimento facendo all’allegato disegno in cui

- Figura 1 mostra una vista frontale di un apparato fermentatore capace di implementare il metodo,

- Figura 2 mostra una vista frontale dell'apparato di fig. 1 in diversa configurazione (fase di trasferimento per delestage in pressione); - Figura 3 mostra una vista frontale di una variante di apparato (fase di sgrondo mosto);

- Figura 4 mostra una vista frontale di una seconda variante di apparato;

- Figure 5-8 mostrano viste in sezione di fasi successive del processi di sgrondo del mosto;

- Figure 9-10 mostrano una vista frontale di una terza variante di apparato;

- Figura 11 mostra una vista frontale di una quarta variante di apparato.

Nella descrizione e nei vari disegni riferimenti uguali indicano parti uguali. Quindi le parti indicate da uno stesso numero, ma per brevità non ogni volta descritte, condividono la stessa descrizione.

Un sistema MC di fermentazione (fig. 1) comprende un serbatoio principale di fermentazione 10 che contiene del mosto 14 che fermentando ha generato un cappello vinaccia 16.

Il serbatoio 10 è dotato di un sensore di pressione 30 e una valvola 32 regolatrice di pressione gassosa (in prossimità di un chiusino superiore). La valvola 32 serve sia ad aprire /chiudere la parte alta del serbatoio 10 (per depressurizzarlo), sia a regolarne finemente la pressione interna. E’ più vantaggioso usare due valvole distinte: una per la depressurizzazione e una per la regolazione fine della pressione, per regolare con maggiore finezza la pressione interna al serbatoio poiché le esigenze di una depressurizzazione rapida e di una fine regolazione richiedono valvole diverse. Per la depressurizzazione si può prevedere una valvola con sezione di passaggio di almeno 20 mm di diametro, per la regolazione di pressione l’utilizzo di una valvola avente una sezione di passaggio massima di 10 mm di diametro.

Le pareti inferiori e/o il fondo del serbatoio 10 comprendono una cintura grigliata o setti di sgrondo 80 capaci di far passare liquido ma trattenere parti solide macroscopiche (v. figg. 5-8). I setti 80 comprendono un'intercapedine 82 in cui si può accumulare il liquido filtrato.

Delle valvole 34, 36 possono mettere in comunicazione selettivamente i settori 80 con, rispettivamente, un serbatoio di accumulo mosto fiore 40 e un serbatoio di sgrondo 50 tramite un tubo di sgrondo 35. Nella parte inferiore del serbatoio 10 sboccano uno o più ugelli 62 di iniezione gas in arrivo da mezzi 66 di erogazione controllata di gas prelevato e/o miscelato selettivamente da bombole o riserve 68. Preferibilmente gli ugelli 62 sboccano circa al centro del serbatoio 10 o su un raggio interno distante dalle pareti laterali.

Un PLC o unità di elaborazione 60 è interfacciata con il sensore 30, le valvole 32, 34, 36, gli ugelli 62 e i mezzi 66, onde in generale controllarli e in particolare rilevarne i dati e controllarne lo stato di apertura/ chiusura o di attività. Si noti che le valvole 34, 36 potrebbero essere manuali, e che la valvola di regolazione fine della pressione potrebbe essere anche di tipo meccanico.

Fasi di FUNZIONAMENTO

(qui e oltre le azioni svolte dai componenti si intendono vantaggiosamente pilotate dall'unità 60, ma anche un intervento manuale è possibile).

>1) Il serbatoio 10 è riempito di pigiato, che ha formato un cappello galleggiante vinaccia 16 su una parte liquida 14 (fig. 1). Se la fermentazione alcolica non è iniziata, la massa di mosto e buccia è mescolata senza un cappello vinaccia. L’invenzione opera in entrambi i casi, e anche a fermentazione terminata.

>2) Se il mosto fiore non è già stato estratto, si può opzionalmente sfruttare una pressurizzazione del serbatoio 10 come metodo di primo sgrondo verso il serbatoio 40 (fig. 2).

Si aumenta la pressione nel serbatoio 10 selezionando quale gas usare tra le bombole 68 e immettendo gas dai mezzi 66, oppure se la massa di pigiato è in fermentazione alcolica, si può utilizzare la CO2 di fermentazione da esso generato come gas di pressurizzazione. Quando la pressione nel serbatoio 10 ha raggiunto un valore programmato si apre la valvola 36 e il mosto fiore defluirà nel serbatoio 40 (v. freccia FI in fig. 2). Si può impostare nell'unità 60 un intervallo o soglia di pressione sotto il quale la valvola 34 si chiude e sopra il quale si apre. Se viene utilizzato gas esterno, l'immissione del gas avviene tramite il tubo o ugelli 62 immersi nel pigiato, e ciò favorirà lo scioglimento del gas nella parte liquida, molto utile nella fase successiva.

Il programma dell'unità 60 può prevedere un tempo massimo di sgrondo

TMS del mosto fiore, oppure si può inserire nel serbatoio 10 una sonda che indichi il raggiungimento di un livello minimo di liquido, al di sotto del quale hanno inizio i cicli di sgrondo in pressione della vinaccia 16 (fase 3).

Oppure si può applicare alla valvola 36 un sensore di flusso che segnali il momento in cui il mosto fiore è stato completamente sgrondato.

In ogni caso, tolto quasi tutto il liquido la vinaccia o parte solida 16 si accumula sul fondo del serbatoio 10 (fig. 3).

Si noti che indipendentemente dal metodo di sgrondo primario del mosto fiore, mediante ad es. pressurizzazione della parte vuota alta del serbatoio 10 (il gas in pressione si comporta come un pistone meccanico) o mediante pressurizzazione di una o più membrane interne al serbatoio o alla pressa o, infine, per gravità e/o tramite una pompa, ad un certo punto la vinaccia 16 adagiata sul fondo non rilascerà più mosto. La pressione del gas sopra la vinaccia 16 depositata sul fondo, o il suo stesso peso, o la pressione meccanica della suddetta membrana, la compatta trasformandola in una sorta di tappo che impedisce il deflusso del mosto residuo. Le bucce umide, aderendo alle pareti dei settori 80, ne tappano i fori.

Prove sperimentali hanno evidenziato che quando il cappello 16 si è adagiato sul fondo un ulteriore aumento della pressione interna non determina alcun drenaggio del mosto residuo. Anche la depressurizzazione continua del tubo 35 non determina, oltre un certo punto, alcun drenaggio del mosto residuo. Infatti, come per le note membrana di pressatura, drenata la parte di mosto presente nella buccia adiacente al settore 80 di sgrondo interno, la vinaccia finisce per compattarsi sulla superficie dei settori 80, ostacolando un ulteriore drenaggio e lasciando una quantità cospicua di mosto all’intemo della vinaccia.

>3) si aumenta (fig. 3) la pressione nel serbatoio 10, il quale viene pressurizzato con un gas selezionato dall'unità 60 e immesso con gli ugelli 62 (v. freccia F2). Il gas è preferibilmente inerte e altamente scioglibile nella parte liquida residua per effetto della pressione. Gas adatti allo scopo sono, ad es., CO2 oppure Azoto.

La pressione interna al serbatoio 10 in caso di macerazione per saturazione è portata preferibilmente a valori tra 0.2 e 2 bar, in genere rapportate alla consistenza delle bucce contenute nel mosto da macerare.

La pressione interna al serbatoio 10 in caso di pressatura per saturazione è portata preferibilmente a valori tra 0.2 e 6 bar, in genere rapportate alla quantità di liquido che si desidera estrarre, ovvero a quanto si vuole disidratare la vinaccia 16.

E' opportuno, qualora si voglia ottenere un'alta disidratazione della vinaccia 16, procedere a vari livelli di pressione crescente, ad es. con serie di cicli a 0.5 bar, serie di cicli ad 1 bar, serie di cicli a 1.5 bar, etc.

E' bene che l'iniezione del gas avvenga nella parte inferiore del serbatoio 10 e comunque nella massa interna della vinaccia/ liquido 16. Allo scopo è preferibile l'impiego di multipli ugelli 62, ad es. da due a dieci, in modo da distribuire al meglio il gas all'interno della massa di vinaccia umida.

La pressurizzazione con conseguente saturazione, con o senza un periodo successivo di inattività, può durare ad es. dai 60 secondi alle 12 ore (in relazione alla tipologia dell’uva o della vinaccia 16).

>4) durante la macerazione per saturazione si apre la valvola 32 trascorso un’unità di tempo Tattda quando si è raggiunta la pressione di saturazione Ps impostata dentro al serbatoio 10. Questo causa la trasformazione di una quantità limitata (proporzionale a: densità del mosto, tipo di gas impiegato, pressione Ps, tempo di saturazione e ampiezza della riduzione di pressione) di gas liquido saturato nel mosto in microbolle di gas. Il gas generato ha un effetto “erosivo” delicato sulla parte morbida della buccia e un trascinamento capillare verso l’alto, ovvero verso l’estemo del serbatoio 10, dell’ossigeno residuo nella massa. Poi si procede con l’iniezione di gas sino al raggiungimento del valore di pressione iniziale Ps (ad es. 400 mbar), si attende un tempo Tatt, quindi si apre la valvola 32 finche la pressione scende di un certo decremento ΔΡ, ad es. di 50 mbar, poi si reintegra la pressione per iniezione nel pigiato di gas di saturazione tornando al valore Ps.

Durante la pressatura per saturazione avviene l'apertura programmata ciclica della valvola/e 34, con conseguente depressurizzazione dell'intercapedine 82 e fuoriuscita di mosto verso il serbatoio 50 (v. freccia F3 e fig. 6). Tale mosto è sia quello sgrondato dentro l'intercapedine 82, sia quello espulso dalla vinaccia 16 adiacente al settore 80 per effetto della trasformazione del gas, discioltosi precedentemente nel mosto, in gas allo stato libero (v. freccia F4). La trasformazione repentina del gas da liquido in gassoso, che avviene negli strati della vinaccia 16 adiacenti al settore 80, espelle e risucchia la parte liquida che incontra nel suo cammino verso la valvola 34. L'effetto di drenaggio è intensificato dal fatto che il gas, passando repentinamente dalla forma liquida a quella gassosa, aumenta di volume, quindi da un lato apre la vinaccia 16, impedendo che questa si compatti e così favorendo il drenaggio, dall'altro lato erode solo la parte di liquido e di polpa residua presente nella vinaccia 16 e la veicola all' esterno.

L'apertura della valvola 34 ad es. può durare dai 30 secondi ai 30 minuti, la sua chiusura ad es. dai 60 secondi ai 30 minuti in relazione al tempo di saturazione del gas nel liquido residuo nella vinaccia 16 adiacente ai settori di sgrondo 80.

Poi la valvola 34 viene richiusa (fig. 7) e riaperta (fig. 8), per un numero di cicli, che può andare ad es. dai 10 ai 50.

A causa “dell’apertura” della vinaccia 16, a sua volta causata dalla trasformazione repentina del gas disciolto nel mosto per effetto del differenziale tra pressione interna del cappello vinaccia 16 e pressione del serbatoio 50, ciclo dopo ciclo il mosto presente alT' interno della vinaccia 16 defluirà verso l'intercapedine 82 e da qui verrà espulso verso il, e raccolto nel, serbatoio 50. Di volta in volta il mosto migrerà dal centro della vinaccia 16 alla periferia, dove ci sono i settori 80, e una zona asciutta 85 di vinaccia si espande verso il centro. In particolare:

- quando la valvola 34 è chiusa di nuovo (fig. 7), negli strati di vinaccia 16 adiacenti al settore 80, ora svuotati e divaricati, comincia l'accumulo di nuovo mosto pregno di gas liquido. Tale mosto invaderà nuovamente anche l'intercapedine 82 (freccia F5);

- riaprendo la valvola 34 (fig. 8) si svuota il mosto contenuto nell'intercapedine 82 più quello risucchiato (v. freccia F6) dalla depressurizzazione degli strati 85 adiacenti di vinaccia 16.

A parità di cicli si può aumentare l'efficienza dello sgrondo o aumentando la pressione nel serbatoio 10 o diminuendo quella nel serbatoio 50, ad es. dotandolo di una pompa di vuoto.

Il serbatoio 50 può essere anche usato come serbatoio di rilancio del mosto sgrondato ad un altro serbatoio 99 (fig. 4). Basta pressurizzare il serbatoio 50 con gas inerte e dotarlo di una valvola 98 di regolazione pressione, di un pressostato 97, di un punto di iniezione di gas proveniente da un miscelatore / erogatore 93 e di un'ulteriore valvola 95 di svuotamento, il tutto collegato all’unità 60 per il controllo oppure ad un'altra unità elettronica. Il funzionamento è lo stesso descritto tra i serbatoi 10, 50.

Per aumentare l'efficienza dei settori 80 è vantaggioso che essi

- siano posizionati circonferenzialmente sulla parte inferiore del serbatoio 10 (qualora si tratti di una pressa o di un serbatoio orizzontale i settori possono essere longitudinali oppure interni al serbatoio medesimo); e/o

- siano strutturati come setti drenanti mobili in modo controllato dentro il serbatoio 10 e in grado di divaricare la vinaccia (ad es. mntati o costituenti una pala maschiatrice montata girevolmente sul fondo del serbatoio 10);

- abbiano una superficie complessiva superiore a:

o 0,5 m<2>ogni 100 hi di capacità del serbatoio 10 qualora si tratti di serbatoio di macerazione o fermentazione caricato con pigiato.

o 2 m<2>ogni 100 hi di capacità del serbatoio 10 qualora si tratti di pressa per vinaccia.

- abbiano una superficie forata (che funge da separatore tra la buccia e la parte liquida) di almeno il 30% rispetto alla complessiva, con dimensione dei fori tale da impedire il passaggio della buccia.

I parametri suddetti per il settore 80 definiscono la superficie ottimale di sgrondo pressurizzato della vinaccia 16, come da prove sperimentali.

NeH'esempio di fig. 1-2 i due serbatoi 50, 40 sono aperti e distinti. Si potrebbero comunque utilizzare due serbatoi chiusi dotati di opportune valvole di regolazione di pressione e di iniezione gas, come si potrebbe utilizzare un unico serbatoio di ricevimento mosto.

Le figure 9-10 presentano un apparato MC2 che ha sostanzialmente la stessa struttura di fig. 1 ed è funzionante per la macerazione di un pigiato 14 posto nel serbatoio 10.

FUNZIONAMENTO

Fase a: L'unità 60 inietta (fig. 9, v. freccia W2) nella massa di pigiato 14 del gas preso /miscelato dalle riserve 68 tramite il tubo 62. La conseguente pressurizzazione del serbatoio 10 determina la saturazione della massa di pigiato 14 con il gas in essa diffuso e disciolto (legge di Hemy). La quantità di gas iniettato può essere controllata in portata o tramite il sensore 30.

Fase b: (opzionale) si attende un certo tempo per assicurare la saturazione della massa di pigiato 14 con il gas.

Fase c: (fig. 10) si apre la valvola 32 causando una depressione nel serbatoio 10 e quindi un flusso di gas (v. freccia W3) verso l'esterno. Il calo di pressione fa tornare allo stato gassoso il gas disciolto che esce quindi dal liquido (frecce W4). Le microbolle di gas salendo nella massa di pigiato 14 aggregano molecole di ossigeno e le trascinano all'esterno del serbatoio 10. Ripetute per n cicli le fasi a-b-c si arriva ad una completa deossidazione del pigiato 14.

La figura 1 1 presenta un apparato MC3 che ha sostanzialmente lo stesso funzionamento di quello in figg. 1-8 ma sfrutta il principio inventivo applicandolo su una nota pressa lOp, ad es. dotata di un tamburo l lp ad asse orizzontale X rotante avente noti setti di sgrondo 80p e una valvola 36p di carico mosto gestita dall'unità 60. La presa lOp può avere o meno una membrana interna gonfiabile. In sostanza la pressa lOp può sostituire il serbatoio 10 in ogni variante sopra descritta, mentre i componenti esterni alla pressa lOp sono gli stessi delle figure precedenti.

Senza ripetere le fasi di funzionamento, che è lo stesso, basta far notare che la pressa lOp può esser sede del metodo di macerazione e/o del metodo di pressatura illustrati.

Claims

“METODO DI LAVORAZIONE " RIVENDICAZIONI 1. Metodo per lavorare un pigiato vegetale (14) che ha una parte solida (16) e una parte liquida ed è posto dentro un contenitore (10; 10p), comprendente le fasi di (i) aumentare la pressione gassosa dentro il contenitore affinché il gas si disciolga o diffonda in detta parte liquida; (ii) diminuire la pressione gassosa all'intemo del contenitore.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase (ii) avviene sfiatando verso l'estemo il contenitore in un punto dove in uso è presente solo gas.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la fase (ii) avviene sfiatando verso l'estemo il contenitore in un punto dove in uso è presente della parte solida.
4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui si raccoglie in un contenitore ausiliario (50) liquido espulso dalla parte solida insieme al gas.
5. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui vi è un tempo di attesa (Tatt) tra la fase (i) e la fase (ii).
6. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui nella fase (i) si inietta un gas dentro il contenitore facendo entrare il gas nella parte inferiore del contenitore dove in uso è presente il pigiato affinché il gas si disciolga in detta parte liquida.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui si fa depositare sul fondo del contenitore la parte solida e durante la fase (i) il gas è iniettato in mezzo a detta parte solida.
8. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui nella fase (ii) si collega detto contenitore ad un secondo contenitore ausiliario (50).
9. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le fasi (i) e (ii) si susseguono in sequenza ciclicamente.
10. Sistema (MC, MC2, MC3) comprendente un contenitore (10) o pressa (lOp) per del pigiato, un'unità elettronica (60) atta a controllare mezzi (62, 66, 68) per aumentare la pressione gassosa nel contenitore o pressa, e mezzi (32) per diminuire la pressione gassosa nel contenitore (10) o pressa (lOp), ove Γ 'unità elettronica (60) è configurata per in sequenza - comandare i mezzi per aumentare onde ottenere un aumento della pressione gassosa dentro il contenitore; - aspettare un tempo di attesa (Tatt), - comandare i mezzi per diminuire onde diminuire la pressione gassosa aH'interno del contenitore o pressa.