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INSUMOS DE ROBLE PARA VINOS DE EXPORTACIÓN.

DESINFECCIÓN DE BARRICAS POR MICROONDAS.

Ing. G. Bensadón

Tonelería [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 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), (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 puntode vista tecnológico y empresario.

o En la actualidad las bodegas limpian y desinfectano En la actualidad las bodegas limpian y desinfectanlas barricas de roble en forma artesanal sin estarseguros del resultado ya que no puedencomprobar el método de limpieza ni tampoco elresultado del mismo.

o Se trata de desarrollar un nuevo procesotecnológico, aprobado, certificado y conposibilidades de tener trazabilidad en cada una delas 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 procesosde desinfección

oMejora de la calidad de los vinos

oTrazabilidad y certificación de los procesos para laoTrazabilidad y certificación de los procesos para laexportación de vinos

oÚnico método que garantiza la eliminación total decolonias de Brettanomyces y otras bacteriasindeseadas

oTecnología conocida aplicada para otros usos

oTecnología 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 microondasun prototipo de horno microondas

oProcesos de recuperación de productos de roble para alargar su vida útil y asegurar alta calidad

oFabricación del prototipo y puesta en marcha del proceso y su tecnología

oPruebas, 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 armado, humidificación, estanqueidad y desinfección


� 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


� Utilización de alta presión (100-120 b):• Acción mecánica sobre los depósitos

incrustados;

Riesgo de destrucción de la estructura de la • 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


� Limpieza de las barricas sin desplazamiento: • Utilización de una cabeza de lavado de alta

presión insertada a través del agujero del tapón. 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


� 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 impacto mecánico del agua a presión y afecta negativamente a la limpieza.

� Únicamente las cabezas rotatorias multi-direccionales junto con una fuerte aspiración integrada aseguran una limpieza eficaz.


� Mono-puesto y manual


� 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 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

o Pero estos detergentes bajo ningún concepto deben penetrar demasiado profundamente en la madera ya que en tal caso sería imposible garantizar su 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.

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 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;


� 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 y para limpiar recipientes de madera con suciedad muy incrustada o masivamente contaminados por un pico acético.


� 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 •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.


� Alcalino moderado = carbonato de sodio• El carbonato de sodio está bien adaptado para el

mantenimiento de recipientes de madera con suciedad poco incrustada. 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.


� Detergentes alcalinos moderados• Actualmente, los fosfatos, que están

prohibidos por su acción contaminante sobre el medioambiente, pueden ser sustituidos por el medioambiente, pueden ser sustituidos por las Zeolitas;

• Los silicatos son eficaces, pero difíciles de eliminar en el enjuagado.


� 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.

Amonioscuaternarios,(aminoácidos,cloruro debenzaconio)

El carácter aniónicode los anfolitosestá ligado alapresencia de ungrupo ácido(COOH o HSO3) yel caráctercatiónico a ungrupo nitrogenadoligado a una largacadena decarbono.

Ventajasprincipales

Menosespumantes que

Capacidad deempapado

Estables en mediosácidos y alcalinos

Insensible a losagentes de durezaprincipales espumantes que

los aniónicosempapadoaumenta con latemperatura

ácidos y alcalinosno oxidantes.Eficacia máximaentre pH 7 y 9entre 40 y 50°C.Antiséptico.

agentes de durezaCa/Mg.Compatibles conlos tenso activosiónicos y noiónicos.Antiséptico.

Inconvenienteprincipales

No solublereversible a altatemperatura.Estable en lasaguas duras.Más adaptado alos pH ácidos quealcalinos

Hace espuma confacilidad.A combinar conanti-espumantes oagentes desuperficie noiónicos.

Poca capacidad deempapado en presencia de Ca++ y Mg++.Capacidad espumanteBastante importante yenjuagado 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) “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

oPrácticamente todas las formulas de detergentes industriales contienen complejantes ya que la desmineralización del agua, que sería otra alternativa, es todavía un proceso caro.alternativa, es todavía un proceso caro.

oSi 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

� Bacterias� Aerobias = � Aerobias: vela

• Hansenula

• Pichia…

� Anaerobias:

• Saccharomyces

• Zigosaccharomyces

• Brettanomyces

� 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


� Desinfección por vía física• Vía térmica:• Vía térmica:

• Agua caliente

• Vapor de agua

• Tratamiento electro-magnético

• Ultrasonidos


� 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 • 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!


� Desinfección mediante agentes oxidantes•La utilización de oxidantes demasiado potentes puede alterar la composición de la madera.

Los oxidantes halogenados (clorados y bromados) •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)!


� 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.


� Desinfección mediante agentes oxidantes

• Agentes oxidantes químicos

• Acción desinfectante superficial

• Acción “agresiva” sobre la madera


� Tratamiento térmico de la madera

¿Acción desinfectante del agua caliente

para la limpieza?para la limpieza?

• Desinfección térmica en profundidad:• Utilización del agua caliente para recipientes grandes

• Utilización del vapor de agua



para la limpieza?• Los generadores de agua caliente móviles mediante

compresor pueden producir agua a 80-90°C entre 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



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!


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 ®


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 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.


� 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 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°.



• El ozono no es más que un desinfectante, no tiene propiedades limpiadoras. 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…



• Pero su eficacia se ve negativamente afectada por una carga orgánica elevada.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 !.Saccharomycodes y Brettanomyces !.


� Desinfección por microondas• El uso de radiaciones microondas permite la calefacción de la madera a través de la excitación del agua contenida en el materialdel 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.


� 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 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


� 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- Cepillado1- 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 • 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 vinocomplejos 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 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

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