Insumos de roble para vinos de exportación. Desinfección de

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Insumos de roble para vinos de exportación. Desinfección de
INSUMOS DE ROBLE PARA
VINOS DE EXPORTACIÓN.
DESINFECCIÓN DE BARRICAS
POR MICROONDAS.
Ing. G. Bensadón
Tonelería Andina
[email protected]
Objetivo del proyecto
El objetivo del proyecto es la limpieza, desinfección y
esterilización de barricas de roble utilizadas para el
añejamiento de vinos mediante esterilización con
microondas
El objetivo tecnológico es el desarrollo de un nuevo
proceso industrial con la utilización de nuevos
bienes de capital con alto contenido tecnológico que
no se conocen en el mercado argentino.
El objetivo económico es alcanzar un nivel de
facturación que permita el crecimiento sostenido de
una nueva empresa y evitar los vaivenes de las
políticas de turno insertándose en un mercado como
el vitivinícola del que se supone ha alcanzado un
grado de madurez internacional y cuyo futuro
aparece como promisorio. Se piensa atacar en primer
lugar el mercado de Mendoza, extendiendo luego de
un período de aprendizaje las actividades a las otras
provincias y a Chile
Proceso actual de desinfección
y restauración de barricas
Los métodos de limpieza y
desinfección tradicionales de barricas
usadas no garantizan la esterilización
(eliminación de todo microorganismo),
ya que en general se observan
residuos de azufre usados como
desinfectante
Limpieza superficial y no en los
intersticios de la madera
En Argentina no existe la
tecnología que se usará en este
proyecto
o Se trata de un proyecto innovador desde el punto
de vista tecnológico y empresario.
o En la actualidad las bodegas limpian y desinfectan
las barricas de roble en forma artesanal sin estar
seguros del resultado ya que no pueden
comprobar el método de limpieza ni tampoco el
resultado del mismo.
o Se trata de desarrollar un nuevo proceso
tecnológico,
aprobado,
certificado
y
con
posibilidades de tener trazabilidad en cada una de
las fases del proceso en la prestación de servicio.
Nuevo Proceso de Desinfección
Montaje de la línea de limpieza,
restauración y desinfección barricas
Fabricación del horno microondas se
requiere el desarrollo de la ingeniería
básica y de detalle.
Certificación por parte de organismos
internacionales y por el INV
Origen de la Innovación
o Demanda por parte de las Bodegas de procesos
de desinfección
o Mejora de la calidad de los vinos
o Trazabilidad y certificación de los procesos para la
exportación de vinos
o Único método que garantiza la eliminación total de
colonias de Brettanomyces y otras bacterias
indeseadas
o Tecnología conocida aplicada para otros usos
o Tecnología utilizada en Francia
Descripción del Proyecto
o Investigación y desarrollo del proceso de
desinfección por aplicación de microondas
o Ingeniería básica y de detalle para la construcción de
un prototipo de horno microondas
o Procesos de recuperación de productos de roble
para alargar su vida útil y asegurar alta calidad
o Fabricación del prototipo y puesta en marcha del
proceso y su tecnología
o Pruebas, ensayos y puesta a punto para quedar en
condiciones de operación
Recuperación de barricas de
roble
Desarrollo de método de restauración
de barricas usadas que consiste en el
desarmado, limpieza, tostado,
armado, humidificación, estanqueidad
y desinfección
Recuperación de barricas de
roble
Utilización de agua caliente (65-85° C):
•
•
acelera y aumenta la eficacia del proceso
de limpieza;
la temperatura debe ser adaptada a la
eventual presencia de productos de
limpieza
Recuperación de barricas de
roble
Utilización de alta presión (100-120 b):
•
•
•
Acción mecánica sobre los depósitos
incrustados;
Riesgo de destrucción de la estructura de la
madera inexistente si < 120 b;
Necesita la utilización de cabezas y tubos de
aspersión adaptados para cubrir toda la
superficie de la barrica en poco tiempo y con
el mínimo consumo posible de agua
Recuperación de barricas de
roble
Limpieza de las barricas sin desplazamiento:
•
Utilización de una cabeza de lavado de alta
presión insertada a través del agujero del
tapón.
•
Necesidad de un Sistema de aspiración
eficiente para evitar la formación de una
película líquida en el fondo.
Limpieza de las barricas
sin desplazamiento
Limpieza de las barricas sin
desplazamiento
El caudal de fuga a través del tapón de
vaciado siempre es insuficiente. La película
líquida amortigua en buena medida el
impacto mecánico del agua a presión y
afecta negativamente a la limpieza.
Únicamente las cabezas rotatorias multidireccionales junto con una fuerte
aspiración integrada aseguran una
limpieza eficaz.
Limpieza de las barricas sin
desplazamiento
Mono-puesto y manual
Limpieza de las barricas sin
desplazamiento
Multi-puesto y automático
Limpieza asistida por agentes
químicos
La eliminación de algunas manchas puede
resultar más fácil utilizando determinados
agentes químicos.
La elección de dichos agentes depende del
tipo de manchas.
¡No todos los agentes químicos
disponibles pueden ser utilizados con la
madera!
Limpieza asistida por agentes químicos
Los límites de la limpieza
química
En la madera, incluso la limpieza más
eficaz es superficial. Es imposible limpiar
realmente la madera más allá de los 0,5 a
los 1,5 mm. de profundidad simplemente
con agua, aunque sea a alta presión.
La acción del detergente permite acelerar la
limpieza ayudando a desincrustar los
depósitos presentes en los micro poros
abiertos de las duelas de los toneles.
Los límites de la limpieza
química
Pero estos detergentes bajo ningún
concepto deben penetrar demasiado
profundamente en la madera ya que en tal
caso sería imposible garantizar su
eliminación total mediante el aclarado.
La acción del detergente debe, por tanto,
limitarse a la superficie de las duelas de los
toneles y la penetración en ningún caso debe
exceder los 2 ó 3 mm.
o
Agentes químicos a considerar
Alcalino fuerte: hidróxido de sodio
•
La soda representa uno de los componentes
importantes del esqueleto alcalino de los
detergentes enológicos. No obstante, en función
de su aplicación, puede presentar un cierto
número de inconvenientes que obligan a
introducir otros componentes en la base alcalina
del detergente;
Agentes químicos a considerar
Alcalino fuerte: hidróxido de sodio
•
Debido a su agresividad sobre la madera, la soda
sólo debe ser utilizada en bajas concentraciones
y para limpiar recipientes de madera con
suciedad muy incrustada o masivamente
contaminados por un pico acético.
Agentes químicos a considerar
Alcalino moderado = carbonato de sodio
•La
hidrólisis de la materia orgánica es bastante
más débil que con la soda.
•Se utiliza en numerosos detergentes industriales
debido, por un lado a su alcalinidad y por otro
como carga para fijar la parte líquida del
detergente en polvo.
Agentes químicos a considerar
Alcalino moderado = carbonato de sodio
•
•
El carbonato de sodio está bien adaptado para el
mantenimiento de recipientes de madera con
suciedad poco incrustada.
Utilizado en remojo de manera prolongada,
permite descontaminar la madera afectada por un
pico acético o que haya acumulado fuertes
cantidades de sulfatos en razón de azufrados
repetidos y prolongados.
Agentes químicos a considerar
Detergentes alcalinos moderados
•
•
Actualmente, los fosfatos, que están
prohibidos por su acción contaminante sobre
el medioambiente, pueden ser sustituidos por
las Zeolitas;
Los silicatos son eficaces, pero difíciles de
eliminar en el enjuagado.
Agentes químicos a considerar
Agentes tenso-activos
• Gracias a su acción sobre la tensión
superficial del agua, aceleran sensiblemente la
velocidad de limpieza al permitir que la
suciedad se empape, hidrate y se desprenda
antes incluso de que haya sido disuelta por los
elementos minerales contenidos en la solución
detergente.
Características
No iónicos
Aniónicos
Catiónicos
Anfolitos
Naturaleza
Producto de
condensación de
un radical
hidrófobo con el
oxido de etileno.
Sales de ácido
graso, derivados de
azufre, sulfatos,
alcoholes grasos,
derivados
fosfatados.
Amonios
cuaternarios,
(aminoácidos,
cloruro de
benzaconio)
El carácter aniónico
de los anfolitos
está ligado ala
presencia de un
grupo ácido
(COOH o HSO3) y
el carácter
catiónico a un
grupo nitrogenado
ligado a una larga
cadena de
carbono.
Ventajas
principales
Menos
espumantes que
los aniónicos
Capacidad de
empapado
aumenta con la
temperatura
Estables en medios
ácidos y alcalinos
no oxidantes.
Eficacia máxima
entre pH 7 y 9
entre 40 y 50°C.
Antiséptico.
Insensible a los
agentes de dureza
Ca/Mg.
Compatibles con
los tenso activos
iónicos y no
iónicos.
Antiséptico.
Inconveniente
principales
No soluble
reversible a alta
temperatura.
Estable en las
aguas duras.
Más adaptado a
los pH ácidos que
alcalinos
Hace espuma con
facilidad.
A combinar con
anti-espumantes o
agentes de
superficie no
iónicos.
Poca capacidad de
empapado en presencia de
Ca++ y Mg++.
Capacidad espumante
Bastante importante y
enjuagado difícil.
Destrucción a partir de
80°C.
Sensible al pH.
Agentes complejantes
oLos
complejantes (minerales u orgánicos),
también llamados secuestradores o quelatos,
tienen la misión de asegurar la función antisarro.
“Secuestran” los cationes (iones positivos)
metálicos y les impiden ligarse con aniones
(iones negativos) para formar sales insolubles.
oLos complejantes utilizados deben ser elegidos
en función del pH de utilización y del metal a
complejar.
Agentes complejantes
o Prácticamente
todas las formulas de detergentes
industriales contienen complejantes ya que la
desmineralización del agua, que sería otra
alternativa, es todavía un proceso caro.
o Si bien los agentes tenso-activos han sido
estudiados por, en general, resistir a las aguas
duras, lo cierto es que ofrecen mejores
resultados en aguas dulces o desmineralizadas.
Desinfección
Destrucción de gérmenes viables para
reducir en profundidad las poblaciones
residuales mediante la acción química
y/o física
Principales microorganismos
peligrosos para la calidad del
vino
Levaduras
•
•
•
•
•
Aerobias: vela
Hansenula
Pichia…
Anaerobias:
Saccharomyces
Zigosaccharomyces
Brettanomyces
Bacterias
•
Aerobias =
Acetobacterias
Anaerobias =
bacterias lácticas:
•
•
•
Leuconostoc
Pediococcus
Lactobacilus
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección por vía química:
•
•
Agentes acidificantes = dióxido de azufre
Agentes oxidantes:
•
•
•
•
Agentes halógenos = inutilizables !
Peróxidos
Permanganato
Ozono
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección por vía física
•
Vía térmica:
• Agua caliente
• Vapor de agua
• Tratamiento electro-magnético
•
Ultrasonidos
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Utilización de dióxido de azufre SO2
•
En forma líquida (en el vino):
• solución de metabisulfito de sodio;
•
En forma gaseosa (sobre la madera y en el
vino):
• Combustión de azufre;
• Utilización de gas licuado.
¡La eficacia es superior cuando el SO2 se
aplica sobre la madera limpia!
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección mediante agentes oxidantes
•La
utilización de oxidantes demasiado potentes
puede alterar la composición de la madera.
•Los oxidantes halogenados (clorados y bromados)
han de prohibirse debido al riesgo de
formación de fenoles de halógenos precursores de
halo-anisoles como el 2,4,6- tricloroanisol (TCA) y
el 2,4,6- tribromoanisol(TBA)!
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección mediante agentes oxidantes
•
Agentes oxidantes químicos
– Peróxido de hidrógeno(agua oxigenada) H202= acción lenta,
poco eficaz a menos de 60°C;
– Sales de peróxido = percarbonato de sodio (Na2C03,
5 H202) o persulfato de potasio (KHSO5): producen en
el mismo tiempo soluciones alcalinas o ácidas, al 5% que
permiten limpiar;
– Ácido peracético = acción desinfectante en frío a partir de un
1%;
– Permanganato de potasio KMnO4 = desodorizante pero
escasamente desinfectante.
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección mediante agentes oxidantes
•
Agentes oxidantes químicos
• Acción desinfectante superficial
• Acción “agresiva” sobre la madera
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Tratamiento térmico de la madera
¿Acción desinfectante del agua caliente
para la limpieza?
•
Desinfección térmica en profundidad:
• Utilización del agua caliente para recipientes grandes
• Utilización del vapor de agua
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
¿Acción desinfectante del agua caliente
para la limpieza?
• Los generadores de agua caliente móviles mediante
compresor pueden producir agua a 80-90°C entre
80 y 210 bares.
• ¡La utilización a temperaturas más altas es ilusoria
ya que en tal caso los caudales son muy débiles!
• Una presión de 100-120 b. Es suficientemente
respetuosa con la madera
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
¿Acción desinfectante del agua caliente
para la limpieza?
¡Este método permite limpiar sin
detergentes y desinfectar la superficie;
la eficacia desinfectante está limitada en
profundidad ya que el aumento de la
temperatura es demasiado lento!
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Tratamiento térmico con vapor a 105° C
S1 : temperatura del aire en la barrica
S2 : temperatura 5 mm. dentro de la madera
S3 : temperatura 15 mm.
S4 : temperatura 25 mm.
Datos C. DURET ™ - VAPOCLEAN ®
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Limites de la desinfección de la madera por vía térmica
•
•
•
La baja conductividad térmica de la madera exige
tratamientos prolongados para que sean eficaces;
La aplicación de vapor debe, por tanto, ser efectuada
inmediatamente después de la limpieza con agua caliente
para aprovechar el calor absorbido por la madera;
Después de un lavado de 5 min. à 85°C, calentando la
madera a 35°C a 5 mm. de profundidad, se ha de aplicar el
vapor a 105ºC durante:
– Más de 4 min. para desinfectar a 5 mm. de profundidad (temperatura > 55°C)
– Más de 7,5 min. para desinfectar a 15 mm.
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
•
•
•
Utilización de ozono O3
El ozono es una gas muy oxidante, tóxico (limites de
exposición en fase gaseosa de 120 µg/m3/24 h, 200 µg/m3
en el lugar de trabajo, 400 µg/m3/h suelo de toxicidad) y
explosivo.
Su utilización sólo es posible tras su disolución en agua fría
a la salida de la célula de descarga para producir una
solución de ozono activo que contenga entre 2 y 5 mg. de
ozono por litro.
El ozono produce una desinfección rápida a pH neutro por
acción directa del 03 y de sus productos de degradación en
el agua, en concreto de los radicales libres O° y HO°.
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Utilización de ozono O3
•
•
•
El ozono no es más que un desinfectante, no tiene
propiedades limpiadoras.
Teniendo en cuenta su modo de actuación, es indispensable
emplearlo sobre superficies perfectamente limpias para
poderlas desinfectar.
El uso de ozono constituye una técnica perfectamente eficaz
para la desinfección en frío de las cubas de acero inoxidable,
de resinas epóxicas, de canalizaciones, de cadenas de
embotellado…
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Utilización de ozono O3
•
Pero su eficacia se ve negativamente afectada por una carga
orgánica elevada.
•
En el caso de recipientes de madera, la superficie a tratar,
siendo ella misma orgánica, reacciona parcialmente
enfrentada al ozono limitando su acción, en concreto, en
profundidad.
La mayoría de los medios de cultivo para
Brettanomyces no son capaces de
diferenciar realmente entre levaduras non
Saccharomycodes y Brettanomyces !.
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección por microondas
El uso de radiaciones microondas permite la
calefacción de la madera a través de la excitación
del agua contenida en el material
• La selección de la longitud de ondas permite de
calentar la madera desde el centro de las duelas
con poca energía,
• Las guías de ondas y la rotación de la barrica
permiten un irradiación homogénea dentro de una
caja de Faraday metálica que refleja las ondas
reflejadas.
•
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección por microondas
• El uso de radiaciones microondas permite la
calefacción de la madera a través de la excitación de
las moléculas del agua contenida en el material
• La selección de la longitud de ondas permite calentar
la madera desde el centro de las duelas con poca
energía,
• Las guías de ondas y la rotación de la barrica permiten
un irradiación homogénea dentro de una jaula de
Faraday metálica que contiene las ondas reflejadas.
• La micronda es el único método que atraviesa la
madera y desinfecta en profundidad
Diferentes medios de desinfección
de recipientes de madera
Desinfección por microondas
Técnicas de reacondicionamiento y
descontaminación de barricas
usadas
Eliminación/Tratamiento mecánico de la capa
superficial de madera en contacto con el vino
1- Cepillado
1- Cepillado
•
•
•
Esta técnica se basa en la eliminación de una capa de 1 a 2 mm.
Como máximo de la madera usada tras desmontar el fondo de las
barricas, preferentemente de 27 mm. de espesor. El tratamiento
puede ser efectuado en las propias instalaciones con equipos
móviles.
El tratamiento de las barricas de 21 mm. podría reducir
excesivamente el espesor de la madera en la curvatura de la duela,
disminuyendo su resistencia mecánica y sobre todo favoreciendo en
exceso la penetración de oxígeno.
El mismo tratamiento (efectuado manualmente) puede ser aplicado a
recipientes de gran volumen que posean espesores de madera más
importantes (cubas, barricas de gran tamaño…).
1- Cepillado
•
Tras efectuar este tratamiento, el vino tiene acceso a las capas
más profundas de la madera. Los aportes en componentes
extraíbles, sobre todo en taninos elágicos indispensables para la
evolución del proceso de oxidación son más intensos, si bien también
son más bastos ya que una parte de la capa superficial calentada de
las duelas ha sido eliminada.
2- Enarenado superficial
La inyección de arena fina directamente en la barrica (225 y 300
lts.), a través del tapón, permite un engomado de la superficie de la
madera que elimina la mayoría de los depósitos precipitados sobre
la superficie de las duelas así como de la primera capa de la
madera
• Tras el tratamiento, los intercambios del vino con la madera
mejoran y, en concreto, en el proceso de oxidación.
• El enarenado y el cepillado de la madera no permiten ninguna
desinfección. El enarenado no permite eliminar de manera perfecta
todos los depósitos incrustados en los poros de la madera, hace
falta que estas técnicas vayan acompañadas de un proceso de
desinfección por vía física y/o química.
•
3-Tratamiento por ultrasonidos
(Cavitus ®)
• Se introduce una sonotroda dentro de la barrica llenada de agua (60°C)
reciclada (filtración);
• Los ultrasonidos (150 kHz) producen a la superficie de la madera y en los muy
primeros milímetros altas presiones al nivel microscópico (>2000 bares) por
cavitación del agua, eliminando los compuestos que impregnan la madera y
destruyendo los micro-organismos en el mismo tiempo (desinfección);
• No se elimina madera con este tratamiento !
4- Proyección de hielo seco
(dióxido de carbono liquido)
• El contraste térmico entre la madera y el hielo seco (-80°C) y la ausencia de uso de agua
(tratamiento seco) permite de eliminar todos los compuestos precipitados a la superficie de
la madera ;
• Se necesita sacar una de las dos cabezas para tener un acceso a toda la superficie interna
de la barrica y trabajar con mucha ventilación para no acumular el gas carbónico;
• Bastante eficiente y rápido pero también caro y no garantiza desinfección al nivel de la
renovación superficial de la barrica en la profundidad de las duelas.
• Nos se elimina madera con este tratamiento !
5- Aporte de la madera al
vino en barricas recuperadas
Ventajas del calentamiento en
las barricas recuperadas
Fabricación de Chips de
roble
Un uso alternativo a la barrica es el
agregado de chips de roble que
aportan los mismos aromas y sabores
complejos al vino
SITUACIÓN ACTUAL
Las técnicas de renovación de las barricas que consisten en
la eliminación, mediante procedimientos físicos, de la capa
superficial de las duelas en contacto con el vino producen
una limpieza más profunda pero no desinfectan.
Cuando se ha realizado de manera química, la desinfección
no es sino superficial ya que es imposible hacer penetrar los
agentes desinfectantes profundamente en la madera sin
riesgo de dejar residuos nefastos o de alterar la calidad de
las interacciones madera-vino.
Impacto esperado del proyecto
o Impacto tecnológico: por la incorporación de un
nuevo método con tecnología de punta para la
industria vitivinícola
o Impacto social: por la transferencia de know how a
sectores interesados. Desarrollo de recursos
humanos calificados.
o Impacto comercial: por el desarrollo de un centro
de servicios con alta tecnología
o Impacto económico: por la economía involucrada
en los productos y servicios que se ofrecerán
PROPUESTA INOVADORA
Únicamente los procedimientos térmicos permiten
eliminar la contaminación profunda, pero es necesario el
USO de NUEVAS TECNOLOGÍAS.
La utilización del Sistema Microondas garantiza la
desinfección.
TONELERÍA ANDINA DISPONE DE ESTE SERVICIO
[email protected]

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