jueves, 2 de febrero de 2012

Limpieza y Desinfección de Barricas a Través de Microondas de Alta Frecuencia


LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN DE BARRICAS A TRAVÉS DE MICROONDAS DE ALTA FRECUENCIA

Los problemas que se presentan durante la crianza del vino están esencialmente asociados a las contaminaciones microbiológicas o químicas. En ocasiones, el desarrollo de una flora indeseable puede alterar el producto de manera importante, incluso volverlo inapropiado para su consumo.

La utilización de barricas usadas, mal mantenidas, aumenta dicho riesgo, pudiendo dar lugar a la aparición del picado acético, el carácter fenolado o brettanomyces, el picado láctico, enfermedad de la grasa o la enfermedad del amargor.

Además, los depósitos de tartrato formados durante la crianza se acumulan y sirven de refugio a los procesos microbianos. Según estudios realizados una barrica usada de 225 litros contiene alrededor de 5 litros de vino retenidos en los primeros milímetros de las duelas, la estructura micro-porosa de la madera favorece la penetración de los microorganismos en profundidad y vuelve su limpieza y desinfección particularmente difícil.

Existen diferentes riesgos en la contaminación de barricas:

Riesgo microbiológico durante la vinificación:
- Contaminación por levaduras indeseables (producción de vinilfenoles, producto cetónicos).
- Contaminación por bacterias lácticas después de un paro de fermentación (ácido acético), ácido láctico (acroleína) y manitol (sabor amargo).
- Contaminación por bacterias láctica indeseables durante la FML (producción de compuestos tóxicos: histamina, carbonato de etilo).

Riesgo microbiológico durante la crianza:
- Contaminación por bacterias acéticas (ascencia).
- Contaminación por bacterias lácticas (formación de acroleína y aminas biógenas).
- Contaminación por Brettanomyces / Dekkera (producción de etilfenoles).

Riesgo microbiológico durante el envejecimiento en botella:
- Fermentación de azúcares residuales por levaduras o bacterias lácticas (formación dióxido de carbón, de acido acético, etc.).
- Desarrollo de Brettanomyces en la botella (producción de etilfenoles).

OBJETIVOS DE UN MÉTODO EFICIENTE PARA LA LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN DE BARRICAS

- No alterar la estructura de la madera y por consiguiente de la barrica.
- Tener una capacidad de penetración en la madera lo suficiente amplia para eliminar los microorganismos que anidan a 8 mm de profundidad.
- Ser un proceso económico energéticamente y en consumo de agua.
- Ser rápido para adaptarse al ritmo de trabajo en bodega (tiempos inferiores a 5 minutos).

DESCRIPCIÓN DE LA APLICACIÓN DE MICROONDAS EN LA INERTIZACIÓN DE BARRICAS USADAS

Es un tratamiento térmico rápido, mediante la utilización de guía de ondas de alta frecuencia (microondas) (2450 MHz) para calentar la madera en profundidad , acelerando la vibración atómica de las moléculas bipolares y de las moléculas de los microorganismos contaminates, y producir la destrucción por efecto térmico directo sobre los microorganismos, alcanzando temperaturas elevadas en un tiempo corto.

Se denominan microondas a las ondas electromagnéticas definidas en un rango de frecuencias determinado; generalmente de entre 300 MHz y 300 GHz, que se supone un período de oscilación de 3 ns (3x10-9 s) a 3 ps (3x10-12 s) y una longitud de onda en el rango de 1 m a 1 mm. El rango de las microondas está incluido en las bandas de radiofrecuencia, concretamente en las de UHF (ultra-high frequency – frecuencia ultra alta) 3-30 GHz y EHF (extremely-high frequency, frecuencia extremadamente alta) 30-300 GHz. La existencia de ondas electromagnéticas, de las cuales las microondas forman parte del espectro  de alta frecuencia, fueron predichas por Maxwell en 1864 a partir de sus famosas Ecuaciones de Maxwell. En 1888, Heinrich Rudolf Hertz fue el primero en demostrar la existencia de ondas electromagnéticas mediante la construcción de un aparato para generar y detectar ondas de radiofrecuencia.

Las microondas pueden ser generadas de varias maneras, generalmente divididas en dos categorías: dispositivos de estado sólido y dispositivos basados en tubos de vacío. Los dispositivos de estado sólido para microondas están basados en semiconductores de silicio o arsenuro de galio, e incluyen transistores de efecto campo (FET), transistores de unión bipolar (BJT), diodos Gunn y diodos IMPATT.

Se han desarrollado versiones especializadas de transistores estándar para altas velocidades que se usan comúnmente en aplicaciones de microondas. Los dispositivos basados en tubos de vacío operan teniendo en cuenta el movimiento balístico de un electrón en el vacío bajo la influencia de campos eléctricos o magnéticos, entre los que se incluyen el magnetrón, el klistrón, el TWT y el girotrón.

Una de las aplicaciones más conocidas de las microondas es el horno de microondas, que se usa un magnetrón para producir ondas a una frecuencia de aproximadamente 2,45 GHz. Estas hondas hacen vibrar o rotar las moléculas de agua, lo cual genera calor. Debido a que la mayor parte de los alimentos contienen un importante porcentaje de agua, pueden ser fácilmente cocinados de esta manera.

La ubicuidad de los microorganismos en el medio ambiente, la resistencia de algunos de estos a temperaturas elevadas y a sustancias antisépticas hacen necesaria la búsqueda de algún método de esterilización rápido y eficiente en amteriales utilizados en la elaboración de vino. Una alternativa para la esterilización de materiales de bodega a la utilización de microondas. Al igual que los rayos infrarrojos, las microondas comparten la propiedad de hacer vibrar ciertas moléculas de los cuerpos que atraviesan, calentándolos, dichas moléculas actúan como barras magnéticas tratando de orientarse o polarizarse ellas mismas bajo la acción del campo. Debido a que el campo cambia de sentido con una frecuencia entre 10 y 6.000 MHz (millones de veces por segundo) la fricción interna  entre las moléculas es lo que da lugar a su calentamiento. Un átomo o molécula lleva electrones de carga negativa y protones de carga positiva. Situados entre dos placas o electrones sometidos a una tensión eléctrica  serán atraídos por la placa o electrones de polaridad opuesta. Cuando la tensión eléctrica es alterna de una frecuencia determinada, dichas partículas serán atraídas sucesivamente por ambas placas, lo que dará lugar al calentamiento del material del cual forman parte; dicho calor se genera directamente dentro del material. Es posible, por tanto obtener una elevación de temperatura más rápida que en calentamiento convencional.

VENTAJAS Y DIFERENCIAS RESTPECTO A OTRAS TENCOLOGÍAS ALTERNATIVAS

- Es un método rápido y fiable, basado en la utilización de un generador de trenes de pulsos de alta frecuencia que permiten eliminar microrganismos contaminantes que residen en las duelas de barricas de roble destinadas a la crianza del vino.
- Permite tratar la madera en profundidad, produciendo la destrucción de los microorganismos por efecto de la absorción directa de la energía aplicada al sistema, haciendo vibrar principalmente las moléculas internas de agua intracelular, lo que permite conducir a su muerte con ligeros aumentos de temperatura.
- El método se revela como la solución eficaz de desinfección de bacterias, levaduras y hongos capaz de conseguir la erradicación de los mismos, tanto en el interior como en el exterior de las duelas de la barrica.
- No genera vertidos contaminantes ni utiliza productos químicos, por lo que es muy sostenible frente a la huella de carbono y el respeto por el medio ambiente.
- Reduce la cantidad de SO2 a emplear en la recuperación de barricas usadas.
- Es un proceso eco-eficiente a nivel energético, ya que necesita poca energía y el empleo de agua es muy bajo comparado con otras alternativas tecnológicas. El bajo requerimiento en agua se basa en que solamente la necesita para la refrigeración del generador y la humificación de la madera.
- La aplicación es muy rápida, especialmente concebido para adaptarse al ritmo tenso de trabajo en bodega y a la velocidad de la mecanización de la secuencia de trabajo de los trenes de lavado de las barricas ya existentes e instalados en bodega.
- Es un tratamiento completamente seguro, fiable y aséptico.
- Permite alargar la vida útil del parque de barricas optimizando el envejecimiento de las mismas y aportando un valor añadido al clásico proceso de maduración del vino, mejorando la micro porosidad de la madera que permite un lento aporte de oxígeno al vino.
- El proceso no altera en modo alguno las propiedades de la barrica, debido a que las temperaturas máximas alcanzadans durante su aplicación, no superan los 45ºC, por lo que los componentes volátiles que la madera aporta al vino mediante su contacto directo, no se ven alterados, así como tampoco los compuestos fenólicos que aumentan el extracto seco y el cuerpo del vino.
- Es organolépticamente inocuo, ya que no modifica las características sensoriales del vino. Además, al impedir el desarrollo de mohos en la madera de la barrica, impide que se forme en el seno de la madera anisoles a partir de halofenoles, precursores que puede albergar la madera de roble.
- Esta tecnología impide que se formen sustancias que pueden resultar nocivas para la salud del consumidor, como son la histamina y el carbonato de etilo producidas por la posible presencia de barricas lácticas.

Fuente: Eduardo (JMP Ingenieros) y Antonio Palacios (Laboratorios Excell)

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