jueves, 29 de diciembre de 2011

Control de las Temperaturas de Fermentación


CONTROL DE LAS TEMPERATURAS DE FERMENTACIÓN

El calor es un importante factor que contribuye a degradar los tejidos del hollejo y de las pepitas, y por lo tanto es capaz de incrementar los fenómenos de maceración. La conducción de la fermentación alcohólica a temperaturas altas es conveniente en el caso de desear una mayor extracción, pero éstas no deben ser excesivamente elevadas para evitar posibles paradas de fermentación, y con este motivo se recomiendan temperaturas de 28 a 30º C en la elaboración de vinos tintos para crianza. Sin embargo en el caso de elaborar vinos jóvenes, la temperatura puede ser más baja, pues entonces no es necesaria una gran maceración y a la vez se conservan y potencian los aromas varietales y primarios de la vendimia; recomendándose entonces temperaturas de fermentación o maceración de 20º a 25º C como máximo.

LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Y EL DESPRENDIMIENTO DE CALOR

Durante la fermentación alcohólica de los azúcares por las levaduras se produce un desprendimiento de 40 kcal / mol, de las cuales 14,6 kcal / mol las utilizan las levaduras para atender sus funciones vitales y las 25,4 kcal / mol restantes se desprenden al medio calentándolo. De tal manera que si una molécula de azúcar tiene 180 gramos, resulta un desprendimiento de calor de:

25,4 kcal / mol : 180 gramos / mol =  0,140 kcal / gramo   =  140 kcal / kg

En la práctica, esta cifra significa que la temperatura de un litro de mosto que contiene 180 g de azúcares (supone aproximadamente 10,5 a 11 % vol.) se elevaría de 27 a 28 ºC en ausencia de pérdidas térmicas y si las levaduras resistieran este aumento.

Pero esta cantidad de calor no se desprende instantáneamente, si no durante los días que transcurre la fermentación alcohólica, pudiendo estimarse por lo tanto el calor desprendido de uno o varios depósitos de fermentación (Qf kcal / hora), o necesidades de refrigeración es:

Qf (kcal / hora) =  Vm  .  A  . 140 kcal / kg : T 

Vm: volumen de mosto (litros).
A: riqueza en azúcares del mosto (kg / litro)
T: duración de la fermentación (horas).

La temperatura debe conservarse mediante una regulación en torno a 18-20 ºC para vinos blancos secos; 28-32º para los vinos tintos clásicos, con una aptitud limitada en 1-2 ºC. Sólo las intervenciones preventivas controladas son satisfactorias.

SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN PARA LA FERMENTACIÓN

En los depósitos de fermentación de acero inoxidable, la absorción del calor puede ser realizado por una camisa de refrigeración, que además debe compensar las pérdidas de frío en la zona de la camisa con el ambiente (Qc kcal / hora), si ésta no está aislada, así como también en la superficie restante del depósito también con el ambiente (Qd kcal / hora). Pudiéndose determinar la superficie de la camisa (Sc m2) de acuerdo con el siguiente cálculo:

Qf + Qc + Qd  =  Sc . K . (tf – th)  +  Sc . K . (th – ta)  +  (Sd – Sc) . K . (ta – tf)

Sc: superficie de la camisa (m2).
Sd: superficie total del depósito (m2).
tf: temperatura de fermentación (ºC).
th: temperatura del agua (ºC).
ta: temperatura ambiente (ºC).
K: coeficiente de transmisión de calor del acero inoxidable en una camisa.

K  =  10 a 50 kcal / ºC . m2 . hora (12 a 60 W / m2 .ºC)

Las camisas de refrigeración se sitúan en la parte alta del depósito, donde se acumulan las mayores temperaturas y siempre por debajo del nivel del mosto, colocándose algo más bajas en los de fermentación de tintos, debido al espacio ocupado por el sombrero de hollejos, pudiendo dividirse en varias camisas en los depósitos de gran volumen. En el caso de camisas de calentamiento, por ejemplo para desarrollar la fermentación maloláctica, el cálculo se hace de un modo similar al descrito, pero éstas se deben colocar en la parte inferior del depósito para conseguir un adecuado reparto de la temperatura.

En bodegas antiguas con depósitos construidos con materiales tales como el hormigón armado, tinajas de barro, tinas de madera, o depósitos de acero revestido, el control térmico de la fermentación alcohólica puede hacerse mediante placas inmersas de refrigeración, que se sumergen dentro del mosto y colgadas de las bocas de los depósitos. En el interior de estas placas, circula el agua fría por un circuito en forma de serpentín, que absorbe las calorías producidas por la fermentación de una manera similar a una camisa exterior de refrigeración. Dos tuberías colectoras de agua fría y caliente situadas por el exterior de los depósitos, unidas a un grupo de frío y a un depósito pulmón de agua refrigerada, completan la instalación junto a la automatización mediante sondas de temperatura sumergidas en el mosto. La anchura de las placas se limita a la de las bocas u otras puertas de los depósitos, con unas dimensiones aproximadas de 0,4 m y una longitud comprendida entre los 1,5 a 3,0 m.

Existen pequeños grupos de frío portátiles, con unas potencias de compresor entre 4 y 10 C.V. que se utilizan para el control de la fermentación alcohólica de pequeños depósitos de fermentación, donde un serpentín con agitador se introduce por la boca del depósito, y pueden ser trasladado de uno a otro recipientes con gran facilidad, e incluso utilizándose en depósitos isotérmicos, bien para la refrigeración de mostos o bien para la estabilización tartárica de los vinos.

En otras ocasiones las temperaturas de fermentación pueden ser controladas mediante una simple ducha o cortina de agua, que es distribuida en la parte superior del depósito por una tubería perforada en forma de anillo, cayendo en forma de una delgada lámina por las paredes del cilindro, siendo recogida en su parte inferior por una canal perimetral. Este sistema se puede utilizar en fermentaciones de vendimias tintas para vinos de guarda, donde sus temperaturas pueden ser relativamente elevadas, y en lugares donde exista agua en abundancia, realizándose la refrigeración por simple transmisión de calor a través de las paredes del depósito, o bien aprovechando su calor latente de evaporación (538,4 kcal / litro) a lo largo de la pared del depósito.

Las condiciones de refrigeración de los depósitos dependen de sus dimensiones, especialmente en lo referente a su relación superficie / volumen, enfriándose mejor aquellos recipientes de pequeño tamaño, así como también de las condiciones exteriores, tales como la temperatura ambiente y la ventilación o velocidad de circulación del aire entre los depósitos. Las corrientes de aire pueden ser inducidas por la orientación del local de fermentación, siendo óptima la alineación este–oeste, con una fachada fría y otra caliente, o bien forzando la circulación por medio de equipos de ventilación instalados en la bodega al efecto.

Cuando las temperaturas exteriores son excesivamente elevadas, con objeto de evitar un excesivo gasto de energía aplicado en la refrigeración, conviene aislar los depósitos de fermentación con un revestimiento adecuado, de tal manera que se reduzcan las pérdidas de frío hacia el exterior. La instalación de este aislamiento se realiza, cuando el coste del mismo se sitúa por debajo del gasto energético durante la vida útil del depósito. En estas condiciones el diseño del lagar de fermentación puede realizarse a la intemperie, reduciéndose notablemente el coste de instalaciones.

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