Oxygen management during alcoholic fermentation
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Date
2013
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Abstract
Las adiciones de oxígeno son una práctica común durante el proceso de elaboración del vino, debido a que tienen un efecto positivo en la cinética de fermentación y la síntesis de biomasa, además de contribuir al color, estructura y aroma de los vinos tratados. A pesar de su importancia, la mayoría de las adiciones de oxígeno son realizadas de manera heurística, a través de remontajes basados sólo en el conocimiento de los enólogos, dificultándose así su manejo en términos de las cantidades exactas de oxígeno transferidas al mosto durante la fermentación. Por este motivo, es importante estimar la cantidad de oxígeno adicionado, ya que adiciones insuficientes de oxígeno no son efectivas, mientras que adiciones excesivas podrían generar defectos organolépticos, afectando drásticamente la calidad del vino final. Así, el manejo de la adición de oxígeno es crítica, tanto para determinar la cantidad adecuada de oxígeno a adicionar durante la elaboración del vino (dependiendo de los resultados deseados por el enólogo) o la dinámica de transferencia de oxígeno y su consumo, como para contar con herramientas que permitan regular precisamente las adiciones de oxígeno.
El propósito del presente estudio es cubrir estos aspectos, ampliando el conocimiento de la técnica de oxigenación durante la fermentación alcohólica a nivel industrial, es decir, como el oxígeno se distribuye dentro de los tanques y cuanto oxígeno se disuelve y consume biológicamente al interior de ellos. Estos estudios fueron realizados primero a escala de industrial y luego llevados a escala de laboratorio (scale down). La adición de oxígeno fue llevada a cabo mediante dos sistemas distintos: burbujeo directo de oxígeno y difusión de oxígeno a través de membranas de silicona. Estas últimas permiten transferir cantidades precisas de oxígeno a la fase líquida, por lo que dicho sistema se puede utilizar para estudiar políticas de adición de oxígeno y la evolución de compuestos aromáticos en fermentación. A nivel industrial se contrastaron diferentes modos de operación de remontajes. Los resultados indican que los remontajes cerrados incorporan cantidades despreciables de oxígeno, mientras que los remontajes con venturi incorporan la mayor cantidad de oxígeno, aproximadamente 2 veces más que los remontajes abiertos con tina.
Al observar la distribución de oxígeno, en 3 puntos al interior de los tanques de fermentación (40,000L), se obtuvo una distribución heterogénea del oxígeno con relación a la altura del tanque; aproximadamente el 80% del total de oxígeno adicionado sólo alcanzó el nivel superior del tanque. Para estudiar el consumo de oxígeno durante la elaboración industrial de vino, se emplearon tanques de 5,000L, llevándose a cabo las mediciones en, aproximadamente, el punto medio del tanque. Al analizar la disolución de oxígeno durante la maceración y fermentación, se encontraron bajos niveles de oxígeno en presencia de altas concentraciones de SO2 libre y baja actividad de levaduras, respectivamente. Adicionalmente, se estudió la cinética de disolución de oxígeno durante fermentación, mediante la estimación de la tasa de disolución de oxígeno y la constante de consumo global de oxígeno para diferentes etapas de fermentación...
El propósito del presente estudio es cubrir estos aspectos, ampliando el conocimiento de la técnica de oxigenación durante la fermentación alcohólica a nivel industrial, es decir, como el oxígeno se distribuye dentro de los tanques y cuanto oxígeno se disuelve y consume biológicamente al interior de ellos. Estos estudios fueron realizados primero a escala de industrial y luego llevados a escala de laboratorio (scale down). La adición de oxígeno fue llevada a cabo mediante dos sistemas distintos: burbujeo directo de oxígeno y difusión de oxígeno a través de membranas de silicona. Estas últimas permiten transferir cantidades precisas de oxígeno a la fase líquida, por lo que dicho sistema se puede utilizar para estudiar políticas de adición de oxígeno y la evolución de compuestos aromáticos en fermentación. A nivel industrial se contrastaron diferentes modos de operación de remontajes. Los resultados indican que los remontajes cerrados incorporan cantidades despreciables de oxígeno, mientras que los remontajes con venturi incorporan la mayor cantidad de oxígeno, aproximadamente 2 veces más que los remontajes abiertos con tina.
Al observar la distribución de oxígeno, en 3 puntos al interior de los tanques de fermentación (40,000L), se obtuvo una distribución heterogénea del oxígeno con relación a la altura del tanque; aproximadamente el 80% del total de oxígeno adicionado sólo alcanzó el nivel superior del tanque. Para estudiar el consumo de oxígeno durante la elaboración industrial de vino, se emplearon tanques de 5,000L, llevándose a cabo las mediciones en, aproximadamente, el punto medio del tanque. Al analizar la disolución de oxígeno durante la maceración y fermentación, se encontraron bajos niveles de oxígeno en presencia de altas concentraciones de SO2 libre y baja actividad de levaduras, respectivamente. Adicionalmente, se estudió la cinética de disolución de oxígeno durante fermentación, mediante la estimación de la tasa de disolución de oxígeno y la constante de consumo global de oxígeno para diferentes etapas de fermentación...
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2013