viernes, 16 de diciembre de 2011

Estudio de la Teoría del Prensado para el Vino


ESTUDIO DE LA TEORÍA DEL PRENSADO PARA EL VINO
  
Teoría del Prensado Estático:

Una simple prensa compuesta de un plato de presión y una jaula de prensado, se puede asimilar a otro esquema teórico; donde un plato de presión de una superficie: Sa, recibe una fuerza: Fa, que produce una presión: P = Fa / Sa. Esta presión se transmite por el principio de Pascal a toda la masa de vendimia, escapando el mosto o vino por una superficie: Sb, que corresponde a la suma de los espacios de drenaje de la jaula.

P  =  Fa / Sa  =  Fb / Sb

Fb  =  Fa . Sb / Sa

De donde se deduce, que a menor superficie de drenado (Sb), la fuerza de extracción: Fb es menor, conviniendo por lo tanto en una prensa que suceda lo contrario, es decir que esta superficie sea lo más elevada posible.

En las prensas antiguas, la superficie de drenado se construía de listones de madera, verticales u horizontales según el tipo de prensa, estando unidos por unos anillos o zunchos metálicos, con la misión de absorber los esfuerzos de tracción generados por la presión del prensado. El perfil de estos listones puede ser de sección rectangular o mejor trapezoidal para facilitar su limpieza, estando separados una distancia suficiente, capaz de retener los sólidos en el interior de la jaula, y con unos valores comprendidos entre algo menos de 5 mm y algo más de 10 mm, en función del tipo de vendimia a prensar: no fermentada para los más bajos y más altos para la fermentada.

La madera se sustituyó más tarde en algunos modelos de prensas horizontales, por poliéster estratificado con fibra de vidrio, y en la actualidad por una chapa autorresistente de acero inoxidable perforada, con ranuras de dimensiones de 2 a 3 mm x 20 a 30 mm y con una sección también trapezoidal.

El coeficiente de drenaje de una jaula de prensado, expresa la relación entre la superficie de drenaje o espacio abierto (Sb) y la superficie total de la misma (St). Siendo siempre este valor inferior a la unidad, mejor cuanto más alto, y de 0,1 a 0,2 para las jaulas de madera o de 0,2 a 0,3 para las de acero inoxidable ranurado.

Teoría del Prensado dinámico:

Aunque a priori una prensa parece un dispositivo estático, durante el proceso de prensado se produce un movimiento del vino o mosto en su interior, y donde se puede aplicar la ecuación de Bernoulli.

En el modelo teórico propuesto, el volumen por unidad de tiempo que el plato de presión desplaza a una determinada velocidad (Va), es igual al volumen del mosto que sale por la jaula de prensa a otra velocidad (Vb).

Sa . Va  =  Sb . Vb

Vb  =  Va . Sa / Sb

Cuando la relación entre las superficies de presión y de drenado (Sa / Sb) es elevada, se incrementa la velocidad de salida del mosto (Vb) respecto de la del plato de presión (Va); sucediendo lo contrario cuando ésta baja.

Aplicando la ecuación de Bernouilli entre dos puntos A y B de la prensa, resulta lo siguiente:

Energía en A + Energía añadida – Energía perdida = Energía en B

(Pa / ω + Va2 / 2g + Za) + Ea – Ep  =  (Pb / ω + Vb2 / 2g + Zb)

P: Presión (kg / cm2).
V: Velocidad (cm / seg).
ω: Peso específico (kg / cm3).
g: Gravedad.
Z: Altura o nivel.
Ea: Energía añadida.
Eb: Energía perdida.

Con la hipótesis de Za igual a Zb, tomando el valor de la energía añadida (Ea) nulo, considerando la energía perdida (Ep), y suponiendo para facilitar el cálculo que  toma el valor de la unidad, resulta lo siguiente:

Pa + Va2 / 2g – Ep  =  Pb + Vb2 / 2g

Pb  =  Pa + Va2 / 2g – Vb2 / 2g – Ep

Cuando la velocidad del plato de presión (Va) es menor que la de salida del mosto (Vb), cosa que sucede cuando la relación Sa / Sb es mayor que uno, entonces la presión de salida es menor que la producida por el plato:

Va < Vb  ⇒  Pb < Pa

Cuando la velocidad del plato de presión (Va) es mayor que la de salida del mosto (Vb), lo que sucede cuando Sa /S b es menor que uno, entonces la presión de salida es mayor que la del plato:

Va > Vb    Pb > Pa

Se deduce por lo tanto, que conviene disponer en la prensa de una superficie de drenado lo más alta posible, para que la presión de salida sea también lo más elevada posible.

En la realidad en una prensa se producen ambas hipótesis estática y dinámica, considerándose el principio de Pascal aplicado a toda la masa de vendimia que contiene; salvo en la cercanía de los orificios de salida, donde se aplica la ecuación de Bernoulli, y donde la velocidad del mosto y su presión puede variar en función de las superficies de presión y de drenado.

En el prensado dinámico no se tiene en cuenta las pérdidas de energía (Ep), que en caso de prensado de las vendimias son considerables, siendo necesario elevar la presión del plato (Pa) para mantener el régimen de salida del mosto, venciendo la resistencia de los siguientes factores:

- Distancia o recorrido del mosto desde la superficie de presión hasta la de salida del mosto.

- Superficie de drenaje respecto de la de presión y la de la totalidad de la jaula.

- Dirección de la presión respecto de la de salida del mosto. Se facilita cuando son perpendiculares, por coincidir la salida del mosto con la estratificación de los hollejos, y se dificulta cuando ambas coinciden.

- Estado de la vendimia. Las vendimias sin fermentar, enteras o estrujadas, oponen una mayor resistencia al prensado que las fermentadas, pues sus tejidos están menos degradados, y es preciso  aumentar la presión para realizar una mayor extracción, compensando y superando la mayor rigidez de los hollejos que facilita el prensado. En las vendimias alteradas por enfermedades criptogámicas, donde el hollejo se encuentra más degradado, presentan una mayor resistencia al prensado.

- La presencia de raspones o pepitas, mejoran notablemente el prensado de la vendimia, al romper la homogeneidad de la masa presionada, formando un entramado tridimensional de canales de drenaje, que facilitan la salida del mosto hacia el exterior. La calidad de los mostos obtenidos por presión de las vendimias con raspones, depende del respeto a la integridad de estos órganos en las operaciones mecánicas previas: estrujado, bombeado, etc. y también de la presión alcanzada en la prensa; donde superando los 8 a 10 kg / cm2 se pueden dilacerar y extraer las sustancias que los componen, con los conocidos efectos negativos sobre los vinos.

En los años ochenta apareció en el mercado un material inerte conocido como Drenopor, que mezclado con la vendimia a prensar a razón de 100 a 200 gramos por cada 100 kg de vendimia, mejora el rendimiento de extracción de mosto o vino en un 2 a 3 %. Se trata de unas fibras de polietileno de alta densidad con caolín englobado por extrusión, de 10 a 15 μ de diámetro y de 0,2 a 1,5 mm de longitud, desarrollando una superficie específica de 6 a 10 m2 por litro de vendimia.

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