Gases y equipos en la industria enológica

Transcripción

1 Gases y equipos en la industria enológica Mayo, 2016

2 Gases en la industria enológica - Dióxido de Azufre (SO 2 ) - Dióxido de Carbono (CO 2 ) - Nitrógeno (N 2 ) y mezclas con CO 2 - Argón (Ar) y mezclas con CO 2 - Oxígeno (O 2 ) - Refrigerantes - Gases de alta pureza para laboratorio

3 Dióxido de carbono (CO 2 ) Propiedades físico-químicas: - Fórmula química : CO 2 - Peso Molecular: 44,011 g/mol - Densidad del gas (15ºC, 1 atm): 1,84 g/l - Densidad del líquido (-20ºC, 20 bar): 1,032 g/ml - Peso específico (aire =1): 1,539 - Solubilidad en el agua (15ºC, 1 atm): 101,1 cm3 CO 2 / 100 cm 3 H20

4 Seguridad, límites a tener en cuenta Hay que tener en cuenta que el propio proceso de fermentación genera CO 2. El CO 2 puede provocar asfixia por desplazamiento del aire. En los lugares donde se utilice o se genere hay que garantizar una buena ventilación. Se recomienda la instalación de detectores de CO 2, sobretodo en los fosos, donde normalmente se ubican las despalilladoras y bombas de pasta. El CO 2 sólido está a -80ºC y puede causar quemaduras por frío en contacto directo. Efectos de la presencia de CO 2 en la atmosfera sobre el hombre

5 Dióxido de Carbono en enología Refrigeración de vendimia Modo de uso Cálculo teórico de consumo Inertización de prensas y depósitos de recepción de uva Maceración carbónica Carbonatación Cálculos de la solubilidad del CO 2 en el vino Equipos e instalaciones para carbonatar Embotellado

6 Refrigeración de vendimia: modo de uso Al bajar la temperatura de la uva e inertizarla se consigue evitar oxidaciones y fermentaciones indeseadas antes del momento oportuno. Se puede realizar: En campo: Añadiendo directamente CO2 sólido en forma de pellets (hielo seco) en el volquete de recogida de la uva y cubriéndolo luego con una lona para reducir pérdidas de gas En bodega: Añadiendo CO2 líquido (nieve carbónica) con la lanza de nieve carbónica en la tolva de descarga de la uva o añadiendo CO2 sólido en forma de pellets directamente en los depósitos de recepción de uva

7 Refrigeración en vendimia: cálculo de consumo Consumo teórico aproximado La fórmula de transferencia de calor en un proceso de enfriamiento es: Q = M uva x Ce uva x (t2-t1) M hielo seco = Q / Ce hielo seco - Q: capacidad frigorífica en Kcal - M uva: masa de uva a enfriar - Ce uva: calor específico de la uva (entre 0,88 y 1 kcal/kg ºC ) - T2-T1: diferencia temperaturas - M hielo seco: Kg de hielo seco a dosificar para el gradiente temperatura deseado - Ce hielo seco: 152 kcal/kg Ejemplo, para Kg de uva y un diferencial térmico de 15ºC tenemos: - Q= Kg* 1 kcal/kg ºC * 15 ºC = Kcal - M= kcal /152 Kcal/kg = 99 Kg A nivel práctico se estima entre 7-8 Kg de hielo seco por 100 Kg de uva para conseguir un salto térmico de 10ºC. En el caso de emplear CO 2 líquido el consumo será de Kg.

8 Inertización de prensas y depósitos de recepción Se utiliza CO 2 para evitar oxidaciones indeseadas antes de arrancar el proceso de elaboración. Se puede realizar: Añadiendo directamente CO 2 sólido en forma de pellets (hielo seco) en el interior del depósito. Es la forma más rápida y cómoda. Control por la formación y rebose de niebla. Añadiendo CO 2 líquido (nieve carbónica) con la lanza de nieve carbónica en el interior del depósito. Control por la formación y rebose de niebla. Inyectando CO 2 gas al interior del depósito. Aquí lo más importante es controlar que la inertización sea correcta. Consumo aproximado 2 Kg de hielo seco por cada 1000 l de volumen libre. 2 Kg de CO 2 gasificado por cada 1000 l de volumen libre.

9 Maceración carbónica La maceración carbónica también es conocida como proceso de vinificación de uva entera. La técnica consiste en depositar las uvas enteras directamente en el deposito sin despalillar ni prensar e iniciar el proceso de fermentación en una atmósfera de CO 2 y con bajo contenido en oxígeno. En ausencia de oxígeno, las levaduras pasan de una respiración aeróbica a anaeróbica, iniciando de esta forma el fenómeno de la fermentación. La maceración carbónica hace que la uva fermente con el mosto del interior del propio fruto y que los vinos obtenidos tengan sabores más afrutados y con menos contenidos de taninos. La inyección del CO 2 es la necesaria para crear esta atmosfera inicial anaeróbica y el consumo aproximado será el equivalente al volumen libre del depósito Consumo aproximado 2 Kg de hielo seco por cada 1000 l de volumen libre. 2 Kg de CO 2 gasificado por cada 1000 l de volumen libre.

10 Carbonatación (Tecnología exógena) Se utiliza para mantener o aumentar el nivel de CO 2 disuelto en el vino, otorgándole determinadas características de frescor, aromas y sabores afrutados. Normalmente la presencia de CO 2 se valora en vinos jóvenes no siendo así en crianzas, reservas y gran reserva. La aplicación se realiza inyectando microburbujas de CO 2 gas en el seno del vino. Puede realizarse en la línea de trasvase a la embotelladora, en este caso necesitamos disponer de 8-10 m de tubería entre el punto de inyección y la embotelladora para obtener una buena disolución y homogeneización. También puede aplicarse en el depósito de almacenamiento, aunque en este caso, al trabajar a presión atmosférica, el rendimiento de disolución es más bajo. Consumo aproximado Varía en función de la concentración de CO 2 deseada, la temperatura del vino, su grado alcohólico y la presión de trabajo. Normalmente para vinos jóvenes, el toque de aguja se consigue disolviendo entre 0,5-0,6 g de CO 2 /litro de vino.

11 Solubilidad del CO 2 en el vino litros CO2 / litro 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 ALCOHOL AGUA Solubilidad a 1 atm Temperatura (ºC) Tª S Agua S Alcohol Tª S Agua S Alcohol 0 1,7967 4, ,1416 3, ,7207 4, ,1018 3, ,6481 4, ,0653 3, ,5787 4, ,0321 3, ,5126 3, ,0002 3, ,4497 3, ,9753 3, ,3901 3, ,9519 3, ,3339 3, ,9318 3, ,2809 3, ,915 2, ,2311 3, ,9014 2, ,1847 3,514 Conociendo la temperatura del vino sabemos la solubilidad a 1 atm para el agua y el alcohol. Conociendo el grado alcohólico del vino se calcula la solubilidad a 1 atm para ese vino: Ejemplo 12% grado alcohólico: S alcohol x 0,12 + S agua x 0,88 = S vino A 10ºC tendríamos: 3,514*0,12 + 1,1847*0,88 = 2,4642 Conociendo la presión de trabajo, se obtiene la solubilidad final del CO 2 en el vino: S vino x Presión = S final Aproximadamente la solubilidad máxima del CO 2 en vino oscila entre 1,7 a 2,8 g/l en función de la temperatura (8-19ºC) a 1atm y está limitada por la eficiencia de los equipos de dosificación utilizados.

12 Equipos de dosificación de CO 2 1. Si la inyección se realiza en la línea de trasiego a la llenadora se monta: Inyecvín: Equipo que se intercala en la tubería de trasiego a la salida de la bomba y va dotado con un difusor poroso para conseguir el tamaño de burbuja deseado. Con este equipo, dependiendo de las condiciones de Tª, presión y mezcla hidroalcohólica podemos llegar a disolver hasta un máximo de 1,5 g/l. Regulador-caudalímetro de botella + Inyecvín: Funcionamiento manual y limitado al caudal (l/min) de CO 2 que es capaz de suministrar el caudalímetro y la capacidad de gasificación de la botella de CO 2 (2 m 3 /h que equivalen a 33 l/min) +

13 Equipos dosificación de CO 2 Panel de regulación + Inyecvín: Regulador con un rotámetro dimensionado en función del caudal de vino que pasa por la tubería y cantidad de CO 2 que queremos disolver y una electroválvula que trabajará en paralelo con la bomba de trasvase.

14 Equipos dosificación de CO 2 2. Si la inyección se hace en depósito: Panel de regulación + parrilla radial fija: En depósitos de diámetros superiores a 4-5 metros Regulador-caudalímetro de botella + difusor poroso: El difusor se conecta directamente al extremo de una manguera y se introduce en el depósito. + Regulador-caudalímetro de botella + lanza de inyección +

15 Embotellado utilizando CO 2 En embotellado, el CO 2 se utiliza para desplazar el aire y así evitar el contacto del O 2 con el vino durante la comercialización, evitando los procesos oxidativos y el desarrollo de microorganismos aerobios, alargando la vida del producto. En este punto puede utilizarse también mezclas con N 2, dependiendo del tipo de vino que se esté embotellando. Las embotelladoras actuales ya vienen dotadas de una toma de gas al efecto. Consumo aproximado Volumen libre de la botella x 1,5

16 Gracias por su atención Jordi Mallén Commercial Technologies Food