WO2018119532A1

WO2018119532A1 - Método y sistemas de recuperación de aroma a partir de cubas fermentativas

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Publication number: WO2018119532A1
Application number: PCT/CL2017/050079
Authority: WO
Inventors: Eduardo Esteban AGOSÍN TRUMPER; José Ricardo PÉREZ CORREA; Marianna Celeste DELGADO GÓMEZ; Chloé CAPITAINE; Álvaro Javier LEZAETA VALENZUELA; Eduardo Andrés ALEMPARTE BENAVENTE; José Miguel BENAVENTE PEREIRA; Jorge Alberto HEIREMANS BUNSTER
Original assignee: Vina Santa Rita SA; Pontificia Universidad Catolica de Chile
Current assignee: Vina Santa Rita SA; Pontificia Universidad Catolica de Chile
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2019-06-29
Also published as: ES2979058T3; US11236295B2; EP3564352B1; US20190338226A1; CL2016003385A1; EP3564352C0; EP3564352A1

Abstract

La presente invención describe un sistema recuperador de aroma en una instalación con una pluralidad de cubas fermentativas para preparar bebidas como, por ejemplo, vino blanco, vino tinto, cervezas y jugos, para aplicar un método de recuperación de aroma desde dichas cubas fermentativas; dicho sistema comprende al menos un sistema de conexión, y al menos un equipo recuperador de aroma, en donde dicho sistema de conexión comprende un medio de control como por ejemplo un programador lógico (PLC). La invención describe además un sistema de conexión múltiple para conectar dicha pluralidad de cubas fermentativas y dicho equipo recuperador de aromas, y un método de recuperación de aroma a partir de cubas fermentativas de una bebida como, por ejemplo, vino blanco, vino tinto, cervezas y jugos.

Description

MÉTODO Y SISTEMAS DE RECUPERACIÓN DE AROMA A PARTIR DE CUBAS

FERMENTATIVAS MEMORIA DESCRIPTIVA

CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona con la industria alimenticia, en particular, en la industria de aromas y sabores, por ejemplo con la recuperación de aromas a partir de fermentaciones de mostos, por ejemplo, durante una producción vinícola o cervecera.

ANTECEDENTES

El vino es un producto distintivo cuya calidad está determinada por la presencia de cientos de moléculas odorantes, la mayoría de las cuales provienen de la uva y de la fermentación alcohólica. Hasta un 40% de los compuestos odorantes se pierden durante la fermentación por arrastre ocasionado por el dióxido de carbono. Algunas de las medidas que se toman industrialmente para minimizar las pérdidas aromáticas, por ejemplo la fermentación a bajas temperaturas, tienen efectos negativos en el proceso productivo, por ejemplo, un aumento en 25%) del tiempo promedio de fermentación y en 30%> de los gastos energéticos.

El aroma del vino es uno de los factores intrínsecos que más influencian su calidad y su aceptación por parte de los consumidores. El vino es un producto complejo en términos aromáticos. Los compuestos volátiles están definidos por más de 800 moléculas en muy bajas concentraciones, de estas moléculas, un 8-10% tienen capacidad odorante y conforman el aroma del vino. Los aromas del vino provienen principalmente de tres fuentes: la uva (aromas varietales), la fermentación (aromas fermentativos) o la crianza. Las moléculas odorantes corresponden a alcoholes, ésteres, aldehidos, cetonas, ácidos, terpenos, fenoles y compuestos azufrados en diversas concentraciones. No todos estos compuestos contribuyen a mejorar la calidad aromática del vino. Sin embargo, algunos compuestos de origen varietal contribuyen positivamente, si se encuentran en concentraciones adecuadas. Por ejemplo, ciertos compuestos tiolados como el 3-mercaptohexanol (3MH), 4-metil-4-mercapto-2-pentanona (4MMP) y el acetato de 3-mercaptohexanol (Ac3MH), proveen notas tropicales y frutales (pomelo, maracuyá, entre otros) muy apreciadas por los consumidores de vino blanco.

El proceso fermentativo resulta de particular interés ya que durante la fermentación muchos de estos compuestos se producen, se liberan a la fase gaseosa y se pierden. La fermentación alcohólica consiste en un proceso en el cual los azúcares presentes en el mosto (mayoritariamente glucosa y fructosa) se convierten principalmente en alcohol etílico y dióxido de carbono. El proceso de fermentación se lleva a cabo por levaduras de la especie Saccharomyces cerevisiae. Durante este proceso, el dióxido de carbono (C0₂) generado (50 L C0₂/L mosto) arrastra una cantidad importante de aromas desde el mosto en fermentación, lo que significa una pérdida de calidad aromática del vino.

Diversos estudios se han enfocado en cuantificar la pérdida aromática durante el proceso fermentativo desde finales de los años 80. A principios del 90 se encontraron los primeros indicios de que 25% de los ésteres y acetatos producidos eran arrastrados por el dióxido de carbono.

Más recientemente, Se ha determinado que 56% del hexanoato de etilo y 34% del acetato de isoamilo son arrastrados por el C0₂ cuando las condiciones simulan una fermentación de vino tinto (28-35°C). Incluso a una temperatura moderada de 20 °C, típica de las fermentaciones de vino blanco, 40% del hexanoato de etilo y 21% del acetato de isoamilo fueron arrastrados por el C0₂.

La posibilidad de recuperar dichos aromas perdidos es de especial importancia por un lado para los mismos productores de vino (o cerveza) pero asimismo es sumamente importante para la industria de aromas y sabores, y la industria de alimentos y bebestibles.

La industria vitivinícola está consciente de las pérdidas significativas de aroma que pueden ocurrir por arrastre de C0₂. De ahí que las fermentaciones para la elaboración de vinos blancos se lleven a cabo a bajas temperaturas (entre 8 y 15 °C). A temperaturas inferiores se reduce notoriamente la tasa específica de crecimiento de las levaduras y, en consecuencia, se reduce la tasa específica de consumo de glucosa y, con ello, la tasa específica de generación de C0₂. En consecuencia la cantidad global de C0₂ generada es notoriamente inferior, y por ende el arrastre de vapor se ve notoriamente reducido; lo que origina vinos superiores en cuanto a calidad aromática. Sin embargo, esta práctica resulta en varias amenazas para la bodega como el mayor riesgo de fermentaciones problemáticas, un significativo incremento del tiempo de fermentación y un importante aumento del gasto en energía como frigorías. De hecho, la prolongación del tiempo de fermentación puede mermar en cerca de un 30% la capacidad productiva efectiva de la bodega.

ARTE PREVIO

Existen en el arte previo, el proceso de recuperación de aroma descrito en el documento US 4.908.219 que describe, en un proceso de fermentación, una condensación efectuada sobre el C0₂ emitido del proceso. Esta condensación es efectuada en fracciones y en al menos dos etapas sucesivas, a temperaturas alrededor de - 5 a - 15 °C en la primera etapa y de alrededor de - 15 a - 50 °C en la segunda etapa. Este proceso es utilizado para mejorar la calidad y cantidad del producto en fermentación, en particular de un vino, reintroduciendo los aromas capturados en el vino bajo fermentación.

Otro proceso es descrito en el documento US 2.536.994 y consiste en un proceso de fermentación continua de vino, en donde se recupera al menos un parte substancial de los vapores y gases formados durante la fermentación. Luego de separar el dióxido de carbón, los restos de una mezcla de varios componentes evaporados que comprende alcoholes, aceites esenciales, ácidos volátiles y aldehidos entre otros, son recuperados y reciclados en el tanque de fermentación para obtener un vino de mejor calidad.

No obstante, los inventores han observado que los compuestos aromáticos cambian según las cepas fermentadas y múltiples variables del mosto en fermentación, en particular su temperatura y densidad, generando un conjunto complejo y cambiante de aromas y sabores, que se mezclan en un solo extracto o son todos reciclados sin distinción.

PROBLEMA TÉCNICO

Existe la necesidad de categorizar los compuestos aromáticos arrastrados por los gases exhaustos del líquido en cubas de fermentación, por ejemplo, en función de la densidad del líquido, para utilizar separadamente diferentes compuestos aromáticos en función de diferentes necesidades aromáticas, como por ejemplo, cambiar el aroma y sabor de un vino de una cepa determina o de un vino preparado a una temperatura determinada de fermentación.

SOLUCION TÉCNICA

La presente invención provee un método y sistemas para extraer diferentes grupos de compuestos aromáticos a partir de cubas fermentativas según la densidad del líquido dentro de la cuba; proporcionando una herramienta útil en una preparación de manera previsible de bebidas, bebidas alcohólicas y similares.

VENTAJAS DE LA INVENCIÓN

La presente invención permite cambiar el perfil aromático de una bebida alcohólicas con un método previsible y de manera programada para obtener el perfil aromático deseado.

Permitiendo elaborar vinos y otras bebidas como jugos y cervezas de manera diseñada y a la medida de un público objetivo.

La presente invención también permite, por ejemplo, fermentar un vino a mayores temperaturas sin perder la calidad del vino, aumentando en un 25% la capacidad productiva de un bodega y con un 30% de ahorro energético. Además, las fracciones aromáticas generadas tienen un importante atractivo tanto para la industria vitivinícola como para la industria de aromas y sabores.

RESUMEN

Un objeto de la presente invención consiste en un sistema recuperador de aroma en una instalación con una pluralidad de cubas fermentativas para preparar bebidas como, por ejemplo, vino blanco, vino tinto, cervezas y jugos, para aplicar un método de recuperación de aroma desde dichas cubas fermentativas; dicho sistema comprende al menos un sistema de conexión para transportar fluidos, conectado a la salida de gases de dichas cubas fermentativas y al menos un equipo recuperador de aroma conectado a dicho sistema de conexión y conectado a al menos un recipiente para almacenar aromas, en donde dicho sistema de conexión comprende válvulas automáticas conectadas a dicha pluralidad de cubas fermentativas y un medio de control como por ejemplo un programador lógico (PLC) para accionar dichas válvulas automáticas según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

Otro objeto de la presente invención consiste en un sistema de conexión múltiple para conectar dicha pluralidad de cubas fermentativas y dicho equipo recuperador de aromas mediante válvulas automáticas, siendo dichas válvulas automáticas controladas por un medio de control, como por ejemplo un programador lógico (PLC) para accionar dichas válvulas automáticas según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

Otro objeto adicional de la presente invención consiste en un método de recuperación de aroma a partir de cubas fermentativas de una bebida como, por ejemplo, vino blanco, vino tinto, cerveza y jugos, que comprende proveer una caracterización aromática de dicha bebida según rangos de densidades del líquido dentro de dichas cubas fermentativas; conectar mediante un sistema de conexión múltiple una pluralidad de cubas fermentativas a al menos un equipo recuperador de aroma; medir la densidad del liquido en cada cuba fermentativa; elegir un rango predeterminado de densidad del líquido en función de dicha caracterización aromática para dicha bebida; seleccionar un conjunto de cubas fermentativas con una densidad de liquido dentro de dicho rango predeterminado; alimentar cada equipo recuperador de aroma con el gas producido en dicho conjunto de cubas seleccionadas accionando el sistema de conexión múltiple de las cubas fermentativas; almacenar el aroma recuperado por cada equipo recuperador de aroma en al menos un recipiente; etiquetar dicho al menos un recipiente en función de dicha caracterización de aroma y repetir las etapas c) a e).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 ilustra esquemáticamente el sistema recuperador de aroma de acuerdo a la invención aplicado a una sola cuba en fermentación de vino blanco fermentando a una temperatura entre 15°C y 30 °C, en donde se pueden apreciar los requerimientos de frío y potencia.

La figura 2 ilustra un gráfico de generación de C0₂ dentro de una cuba fermentativa en función del tiempo, cuando un líquido fermenta en dicha cuba.

La figura 3 ilustra, en un gráfico, una capacidad ociosa de un equipo recuperador de aroma y sistema de conexión según el estado del arte, para extraer calor de una cuba fermentativa, en un condensador recuperador de aroma, a - 40°C, a lo largo del tiempo.

La figura 4 ilustra, en un gráfico, el volumen fermentativo máximo que se puede conectar a un equipo recuperador de aroma a lo largo del tiempo y según la densidad del mosto fermentando, gracias al sistema recuperador de aroma y sistema de conexión de acuerdo a la presente invención aplicado a un mosto de vino blanco fermentando a 15°C.

La figura 5 ilustra gráficos de los perfiles de aromas de los condensados de aromas formados en el ejemplo de la presente invención.

La figura 6 ilustra un gráfico de Análisis de Componente Principal normalizado para el ejemplo de la presente invención.

La figura 7 ilustra un gráfico para una agrupación de aroma mediante Clasificación Ascendente Jerárquica para el ejemplo de la presente invención

La figura 8 ilustra un gráfico de una caracterización aromática de una bebida, de acuerdo a un ejemplo de la presente invención, correspondiente a los perfiles aromáticos de las agrupaciones de aromas establecidas. La figura 9 ilustra un gráfico de perfiles aromáticos de diferentes vinos, incluyendo un vino enriquecido con el método de acuerdo a la presente invención.

DESCRIPCION DETALLA DE LA INVENCIÓN

La presente invención consiste en un sistema recuperador de aroma en una instalación con una pluralidad de cubas fermentativas para preparar bebidas como, por ejemplo, vino blanco, vino tinto, cervezas y jugos, para aplicar un método de recuperación de aroma desde dichas cubas fermentativas, dicho sistema comprende:

al menos un sistema de conexión para transportar fluidos, conectado a la salida de gases de dichas cubas fermentativas;

al menos un equipo recuperador de aroma conectado a dicho sistema de conexión y conectado a al menos un barril para almacenar aromas, en donde dicho sistema de conexión comprende válvulas automáticas conectadas a dicha pluralidad de cubas fermentativas y un medio de control como, por ejemplo, un programador lógico de control (PLC) configurado para accionar dichas válvulas automáticas según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho sistema de conexión múltiple para conectar una pluralidad de cubas fermentativas a al menos un equipo recuperador de aroma, comprende:

al menos un troncal de conductos para transportar fluidos, con válvulas automáticas en cada extremo de dichos conductos, conectadas a dicha pluralidad de cubas fermentativas y una válvula automática de sobre-presión en el extremo conectado a dicho al menos un equipo recuperador de aroma;

un programador lógico de control (PLC) que está configurado para controlar dichas válvulas automáticas según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

Por otra parte, durante la operación de un equipo recuperador de aroma y como es ilustrado en la figura 2 para un ejemplo aplicado a un mosto de un vino blanco, se observa un pico de flujo de C0₂ proveniente de la fermentación del mosto en las cubas fermentativas, este pico de generación de C0₂ es instantáneo y, luego, la generación de C0₂ se reduce considerablemente, bajando la carga del equipo recuperador de aroma, lo que permite observar una capacidad ociosa del equipo recuperador de aroma para su capacidad de refrigeración. Esta capacidad ociosa es mostrada en la figura 3.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho programador lógico de control (PLC) está configurado para abrir una válvula automática de una cuba fermentativa conectada al sistema de conexión múltiple, para extraer sus aromas mediante el sistema recuperador de aroma, posteriormente a que se haya medido un pico de generación de C0₂ y la posterior reducción de esta generación de C0₂ en una cuba fermentativa también conectada al sistema de conexión múltiple y en que ya se extraen los aromas mediante el sistema recuperador de aroma.

Adicionalmente y como es ilustrado en la figura 3 para un ejemplo aplicado a un mosto de un vino blanco, se observa un volumen máximo o capacidad de líquido en fermentación en función de la densidad del líquido en las cubas fermentativas que se puede conectar al sistema recuperador de aroma de acuerdo a la invención.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho programador lógico de control (PLC) está configurado para abrir una válvula automática de una cuba fermentativa conectada al sistema de conexión múltiple, para extraer sus aromas mediante el sistema recuperador de aroma, posteriormente a que se haya medido una densidad del líquido en una o varias cubas fermentativas también conectadas al sistema de conexión múltiple y en que ya se extraen aromas mediante el sistema recuperador de aroma. De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho sistema de conexión múltiple comprende además una pluralidad de láminas de silicona, grado alimentario, que están dispuestas en el portalón superior de cada cuba fermentativa que es conectada al sistema de conexión múltiple. Estas láminas de silicona permiten sellar las cubas y evitar filtraciones de C0₂. Las láminas son higienizadas y se instalan simplemente sobre el portalón de cada cuba y luego se aprieta la tapa y mariposa de la cuba.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dichas láminas de silicona son de dimensiones de alrededor 80 x 80 cm y un espesor alrededor de 3,2 mm.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dichos conductos del sistema de conexión consisten en manguera reforzada de silicona grado alimentario, como, por ejemplo, mangueras Enoflex ®.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho sistema de conexión comprende conectores en los extremos de los conductos que conectan las cubas fermentativas, en donde dichos conectores son de acero inoxidable, con un primer terminal tipo camlock en el extremo conectado hacia el conducto y con un segundo terminal recubierto con silicona grado alimentario mediante una abrazadera de alta presión, en el otro extremo conectado a la cuba fermentativa, el conector adicionalmente comprende una válvula de alivio de sobre-presión en caso de emergencia, dicha válvula de alivio de sobre-presión es fijada por ejemplo alrededor de 1 psi (6,895 kPa).

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho al menos un recipiente es un recipiente que mantiene la oscuridad y permite desprender el oxígeno, de preferencia dicho recipiente es un barril, de preferencia un barril tipo Kegs Cerveceros. De acuerdo a otro aspecto de la invención, dicho recipiente es un barril de madera o una botella de vidrio.

La presente invención también consiste en un método de recuperación de aroma a partir de cubas fermentativas para preparar una bebida, como por ejemplo vino blanco, vino tinto, cerveza y jugos, que comprende las siguientes etapas: a) proveer una caracterización aromática de dicha bebida según rangos de densidades del líquido dentro de dichas cubas fermentativas.

b) conectar mediante un sistema de conexión múltiple una pluralidad de cubas fermentativas a al menos un equipo recuperador de aroma;

c) medir la densidad del liquido en cada cuba fermentativa;

d) elegir un rango predeterminado de densidad del líquido en función de dicha caracterización aromática para dicha bebida;

e) seleccionar un conjunto de cubas de dicha pluralidad de cubas fermentativas con una densidad de liquido contenido dentro de dicho rango predeterminado de densidad de liquido; f) alimentar cada equipo recuperador de aroma con el gas producido en dicho conjunto de cubas seleccionadas accionando el sistema de conexión múltiple de las cubas fermentativas;

g) almacenar el aroma recuperado por cada equipo recuperador de aroma en al menos un recipiente;

h) etiquetar dicho al menos un recipiente en función de dicha caracterización de aroma; y repetir las etapas c) a e).

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, la etapa de proveer dicha caracterización de aroma; comprende las etapas de :

a) conectar un equipo recuperador de aroma a una de dichas cubas fermentativas con dicho líquido para preparar una bebida;

b) conectar un recipiente para almacenar aromas a dicho equipo recuperador;

c) medir la densidad del líquido en dicha cuba fermentativa cada cierto periodo de tiempo;

d) extraer el gas producido por la fermentación del líquido en dicha cuba fermentativa con dicho equipo recuperador de aroma; e) almacenar en dicho recipiente para almacenar aromas, el aroma recuperado por dicho equipo de recuperación de aroma mientras la densidad del líquido se mantiene en un rango de densidad de dicho líquido, dicho recipiente es etiquetado con dicho rango de densidad de líquido;

f) repetir los pasos c) a e) hasta que la densidad de dicho líquido llega a un rango siguiente de densidad, retirar el recipiente conectado a dicho equipo recuperador y conectar un siguiente recipiente para almacenar aromas a dicho equipo recuperador;

g) almacenar el aroma recuperado por dicho equipo de recuperación de aroma, mientras la densidad de dicho líquido permanece en dicho rango siguiente de densidad de dicho líquido, dicho siguiente recipiente es etiquetado con dicho rango siguiente de densidad de líquido;

h) repetir los pasos c) a g) hasta terminar la fermentación de dicho líquido en dicha cuba fermentativa, obteniendo una pluralidad de recipientes etiquetados con rangos de densidad de líquido y llenados con aromas emanados del líquido fermentado a las densidades indicadas;

i) realizar un perfil aromático para cada recipiente, identificando el líquido y su rango de densidad, constituyendo una caracterización de aroma de dicha bebida.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, la etapa de realizar un perfil aromático para cada recipiente consisten en:

a) identificar fracciones aromáticas en dicho recipiente; y

b) dar un puntaje para cada fracción aromática según su intensidad para cada recipiente, generando el perfil aromático de dichos aromas en dicho recipiente. c) agrupar los aromas según la similitud de sus perfiles aromáticos, en diferentes recipientes etiquetados indicando los diferentes rangos de densidad correspondiente a los aromas agrupados, para generar una caracterización de aroma en función de un nuevo rango de densidad preferido.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicha etapa de realizar un perfil aromático es efectuada por un panel de expertos calibrados, por ejemplo utilizando un método sensorial tal como un Análisis Descriptivo Cuantitativo (QDA).

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, la etapa de realizar un perfil aromático para cada recipiente comprende además la etapa de realizar una caracterización química mediante una extracción de volátiles con fibra tipo SPME y un análisis de cromatografía de gases para cada recipiente.

De acuerdo a un aspecto preferido de la invención, dicho método comprende además la etapa de agrupar los aromas recuperados según la similitud de sus perfiles aromáticos mediante un método de Análisis de Componente Principal (PCA - Principal Component Analysis) y/o de Clasificación Ascendente Jerárquica (Agglomerative Hierarchical Clustering - AHC) para generar dicha caracterización aromática de la bebida según rango de densidades.

La presente invención también consiste en un método de producción de una bebida enriquecida en aromas, en cubas fermentativas, como por ejemplo vino blanco, vino tinto, cerveza y jugos, que comprende las siguientes etapas:

a) proveer una caracterización aromática de dicha bebida según rangos de densidades del líquido dentro de dichas cubas fermentativas.

c) medir la densidad del liquido en cada cuba fermentativa;

g) almacenar el aroma recuperado por cada equipo recuperador de aroma en al menos un recipiente; y

h) retornar dicho aroma recuperado para enriquecer la bebida en preparación, en dicha pluralidad de cubas fermentativas.

EJEMPLO DE LA INVENCION

El método y sistemas de la presente invención fueron aplicados en diferentes bodegas de la Viña Santa Rita ubicadas en la comuna de Palmilla, Chile.

En el esquema ilustrado en la figura 1, se observan los requerimiento de potencia y frío para un sistema recuperador de aroma según la invención, aplicado a una sola cuba fermentativa (A), con un mosto de vino blanco, fermentando a una temperatura entre 15° C y 30°C. En este ejemplo, se observa que el gas emitido C0₂ (10) es tomado de la cuba fermentativa (A) para ser dirigido a un primer intercambiador de calor (Bl) que opera enfriando el gas C0₂ (10) a una temperatura de alrededor - 10°C mediante un primer circuito del refrigerante (21, 22) enfriado a -15°C en el intercambiador del primer circuito (Cl), luego dicho gas C0₂ refrigerado (23) es llevado a un segundo intercambiador de calor (B2) para ser enfriado a una temperatura de alrededor - 40°C mediante un segundo circuito del refrigerante (24, 25) enfriado a -40°C en el intercambiador del segundo circuito (C2) y luego es evacuado (30). Del primer intercambiador de calor (Bl) se puede extraer agua condensada con una porción de aroma arrastrado por la condensación, este primer intercambiador de calor (Bl) requiere operar con el primer circuito de refrigeración (21, 22, B l, Cl) con una capacidad de extracción de calor de alrededor de 32 mW/Litro de mosto en la cuba fermentativa (A).

Del segundo intercambiador de calor (B2) se extrae el aroma condensado a - 40°C y se almacena en un recipiente apropiado (no se muestra en la figura 1), este segundo intercambiador de calor (B2) requiere operar con el segundo circuito de refrigeración (24, 25, B2, C2) con una capacidad de extracción de calor de alrededor de 16 mW/Litro de mosto en la cuba fermentativa

(A).

Luego en este ejemplo del sistema de acuerdo a la invención, para una cuba fermentativa de 50.000 litros de mosto, se necesitan una potencia para el primer ciclo de refrigeración de 1600 watts y una potencia para el segundo ciclo de refrigeración de 800 Watts.

El sistema recuperador de aroma de la presente invención, fue probado en una bodega abarcando 4 cubas fermentativas recolectando un total de 30 litros de aroma a - 40°C para un periodo de 15 días, entre el 14 y 27 de abril 2015.

El sistema recuperador de aroma de la presente invención, fue probado con el sistema de conexión de acuerdo a la invención cubriendo un total de 46 cubas fermentativas de 50.000 Litros de mosto de cepas Sauvignon Blanc y Chardonnay. El recuento final de recuperación de aroma en vinos blancos asciende a aproximadamente 430 Litros de aroma de - 40°C, por un periodo de 29 días, desde el 30 de Marzo al 27 de Abril 2015.

A continuación se muestran los resultados de un ejemplo aplicado del método de acuerdo a la presente invención, a partir de un mosto de vino blanco de cepa de Sauvignon Blanc, fermentando a 18°C en una cuba fermentativa con capacidad de 600 Litros; durante dos periodos de, respectivamente, 8 días entre el 6 y 13 de Mayo 2013 y de 14 días entre el 23 de Mayo y 5 de Junio 2013.

Se realizo una caracterización aromática del vino blanco, de cepa Sauvignon Blanc fermentando a 18°C en los periodos indicados, para lo cual fueron extraídas 10 muestras de aromas almacenadas en recipientes dedicados, en adelante llamados condensado, por cada periodo respectivo, es decir un total de 2 veces los 10 condensados de aromas según las diferentes densidades del mosto indicada a continuación: condensado 1 (Fl) con densidad en rango de 1090 a 1077; condensado 2 (F2) con densidad en rango de 1077 a 1069; condensado 3 (F3) con densidad en rango de 1069 a 1061; condensado 4 (F4) con densidad en rango de 1061 a 1053; condensado 5 (F5) con densidad en rango de 1053 a 1045; condensado 6 (F6) con densidad en rango de 1045 a 1037; condensado 7 (F7) con densidad en rango de 1037 a 1029; condensado 8 (F8) con densidad en rango de 1029 a 1021; condensado 9 (F9) con densidad en rango de l021 a l013 y condensado 10 (FIO) con densidad en rango de 1013 a 995.

Se utiliza un análisis descriptiva cuantitativo (QDA) para generar los perfiles aromáticos de los aromas extraídos en los 20 diferentes condensados. Para lo cual se entrena un panel de expertos para identificar y evaluar confiablemente las fracciones de aromas presentes en los condensados.

Los condensados fueron conservados a una temperatura de -80 °C hasta su análisis. La evaluación de los condensados para generar el perfil aromático, la caracterización aromática y química, fue realizada luego de un año de conservarse en tubos de ensayos.

Los condensados fueron diluidos con una solución hidro-alcohólica de 12%v/v, pH 3,2 y refrigerada a 4°C. Se prepara una solución 0, 165% de 400 mL. El atmósfera de la solución es purgada con nitrógeno (N₂), luego se agrega aliquot de las muestras y se purgan nuevamente la atmósfera con nitrógeno. Las muestras son guardadas en botellas protegidas con papel aluminio y conservadas a 4°C hasta su análisis.

El panel de experto es formado por 8 jueces (6 mujeres y 2 varones entre 24 y 40 años) con más de un año de experiencia, en base a cuatro requerimientos: motivación de participar en el estudio, disponibilidad, salud y rendimiento sensorial. El rendimiento sensorial es evaluado en base a norma IS08586-1 : 1993.

El panel de experto analiza los condensados; con un análisis sensorial de los condensados en nariz a 25 °C, evaluando la intensidad de 12 fracciones aromáticas que fueron definidas mediante una selección y reducción de 41 atributos aromáticos describiendo un vino blanco en base a las medias geométricas (GM>10%) según norma ISO 11035, 1994.

Los expertos del panel evalúan las fracciones aromáticas del 0 a 9. A continuación se indica en la Tabla n° 1, la lista de las fracciones aromáticas utilizadas para la evaluación. Tabla n° 1 : Fracción aromática, descripción y referencia estándar.

Las evaluaciones fueron realizadas en una sala de prueba, de la Viña Santa Rita, en Buin Chile, a una temperatura regulada a 20 °C. La temperatura de los condensados durante la evaluación fue entre 20 y 25 °C. Los resultados son indicados en la Tabla N° 2 más adelante. Se pueden observar los perfiles aromáticos de los condensados (Fl a FIO) en la figura 5.

Luego, se agrupan los aromas de los condensados con perfiles aromáticos similares mediante un Análisis de Componentes Principales (ACP) y Clasificación Ascendente Jerárquica (AHC), para generar dicha caracterización aromática de la bebida, en este caso vino blanco, Sauvignon Blanc, en un nuevo rango de densidades.

Se validan dichas agrupaciones formadas de aromas mediante un análisis sensorial por el panel de experto, un análisis de tioles y un análisis de cromatografía de gases mediante espectrómetro de masa (GC-MS) y cuantificados mediante método de adición estándar. Tabla n° 2 Resultado de evaluación sensorial por panel de expertos.

M = Promedio, ST = Desviación estándar.

Se observa en la figura 6, el Análisis de Componente Principal normalizado (PCA) con los dos primeros componentes (Fl y F2) representando 87,2% de los datos, en esta figura 5 se identifican las fracciones aromáticas con las referencias indicadas en la anterior tabla 1 para los condensados indicados del 1 al 10.

El análisis es complementado con teste de correlación Pearson, en que se muestra en la tabla n° 3 a continuación.

Tabla n° 3 Matriz de coeficientes (Pearson) del análisis sensorial de los condensados.

Los valores en negrita son diferentes a 0 con un grado de significación alfa=0,05

Los coeficientes de la matriz destacan las relaciones entre las fracciones aromáticas que confirman el análisis PCA. De los datos anteriores, se pueden realizar 3 agrupaciones de condensados o de aromas.

Se realizan el Clasificación Ascendente Jerárquica (AHC) que puede observarse en el dendograma de la figura 7, para definir 3 grupos de aromas con las siguientes distribuciones correspondientes a diferentes rangos de densidad del mosto en fermentación:

Grupo 1 (AGI): condensados 8, 9 y 10, con rango de densidad de 1029 a 995;

Grupo 2 (AG2): condensados 2, 3, 4, 5, 6 y 7, con un rango de densidad de 1077 - 1029; y

Grupo 3 (AG3): condensado 1, con un rango de densidad de 1090 - 1077.

Los diferentes grupos de aromas son analizados sensorialmente para obtener los correspondiente perfiles aromáticos y definir la caracterización aromática de la bebida bajo análisis, la cual puede observarse en la figura 8, por el panel de experto, se indican en la tabla n° 4 los resultados del análisis sensorial.

Tabla n°4: Resultados de análisis sensorial en grupos de aromas.

M= promedio; ST = desviación estándar

Para validar los perfiles aromáticos en base al análisis sensorial, se efectuó una caracterización química y un análisis de tioles de estos 3 grupos de aromas, se indican a continuación los resultados en la tabla n° 5 y 6 respectivamente.

Tabla n°5: resultados de caracterización química de los grupos de aromas.

Tabla n°6: resultados del análisis de tioles en los grupos aromáticos

Los resultados de los análisis sensoriales sobre los grupos de aromas permiten obtener un conjunto de perfiles aromático según densidades de fermentación, lo que configura la caracterización aromática de la bebida, en este ejemplo, vino blanco de cepa Sauvignon Blanc fermentado a 18°C, como se ilustra en la figura 9.

Luego de obtener esta caracterización aromática, se puede proceder a enriquecer un vino con aromas recuperados aumentado su calidad. En este ejemplo, se procedió a agregar el Grupo aromático n°2, a un mosto fermentando a 18°C y se comparó con un vino de un mosto fermentando a 12°C, el cual se sabe este de mayor cualidad pero mucho más lento en fermentar. El gráfico ilustrado en la figura 9 permite observar las similitudes de los perfiles aromáticos obtenidos de los vinos. Se observa que agregar el Grupo aromático n°2 al mosto fermentando a 18°C se obtiene un vino con un perfil aromático muy similar al vino obtenido de un mosto fermentando a solo 12 °C. Por lo que se observa que la calidad del vino a aumentado gracias al método y sistema de la presente invención.

Por lo tanto, es posible fermentar a mayores temperaturas sin perder la calidad del vino. Esto implicaría un aumento de alrededor 25% en la capacidad productiva y alrededor de 30% de ahorro energético.

Cabe mencionar que si bien el ejemplo de la presente invención ha sido caracterizado en particular para el vino, de manera análoga, el fenómeno de arrastre de aromas ocurre en otros procesos de fermentación como es el caso de la cerveza y jugos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Un sistema recuperador de aroma en una instalación con una pluralidad de cubas fermentativas para preparar bebidas para aplicar un método de recuperación de aroma desde dichas cubas fermentativas, CARACTERIZADO porque dicho sistema comprende:

al menos un equipo recuperador de aroma conectado a dicho sistema de conexión y conectado a al menos un recipiente para almacenar aromas, en donde dicho sistema de conexión comprende válvulas automáticas conectadas a dicha pluralidad de cubas fermentativas y un programador lógico de control (PLC) configurado para accionar dichas válvulas automáticas, según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

2. - El sistema recuperador de aroma múltiple de la reivindicación 4, CARACTERIZADO porque dicho recipiente es un barril tipo Kegs Cerveceros, un barril de madera o una botella de vidrio.

3. - Un sistema de conexión múltiple para conectar una pluralidad de cubas fermentativas a al menos un equipo recuperador de aroma, CARACTERIZADO porque comprende:

al menos un troncal de conductos para transportar fluidos, con válvulas automáticas en cada extremo de dichos conductos, conectadas a dicha pluralidad de cubas fermentativas y una válvula automática de sobre-presión en el extremo conectado a dicho al menos un equipo recuperador de aroma; un programador lógico de control que está configurado para controlar dichas válvulas automáticas según la densidad del líquido en dichas cubas fermentativa, la cantidad de gas C0₂ emitido por el líquido en dichas cubas fermentativa o la presión en dichas cubas fermentativas.

4. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque dicho programador lógico de control está configurado para abrir una válvula automática de una cuba fermentativa conectada al sistema de conexión múltiple, para extraer sus aromas mediante un sistema recuperador de aroma, posteriormente a que se haya medido un pico de generación de C0₂ y la posterior reducción de esta generación de C0₂ en una cuba fermentativa también conectada al sistema de conexión múltiple y en que ya se extraen los aromas mediante el sistema recuperador de aroma.

5. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque dicho programador lógico de control está configurado para abrir una válvula automática de una cuba fermentativa conectada al sistema de conexión múltiple, para extraer sus aromas mediante el sistema recuperador de aroma, posteriormente a que se haya medido una densidad del líquido en una o varias cubas fermentativas también conectadas al sistema de conexión múltiple y en que ya se extraen aromas mediante el sistema recuperador de aroma.

6. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque comprende además una pluralidad de láminas de silicona, grado alimentario, que están dispuestas en el portalón superior de cada cuba fermentativa que es conectada al sistema de conexión múltiple.

7. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque dichos conductos consisten en manguera reforzada de silicona grado alimentario.

8. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque comprende conectores en los extremos de los conductos que conectan las cubas fermentativas, en donde dichos conectores son de acero inoxidable, con un primer terminal tipo camlock en el extremo conectado hacia el conducto y con un segundo terminal recubierto con silicona grado alimentario mediante una abrazadera de alta presión, en el otro extremo conectado a la cuba fermentativa.

9. - El sistema de conexión múltiple de la reivindicación 8, CARACTERIZADO porque dicho conector adicionalmente comprende una válvula de alivio de sobre-presión en caso de emergencia.

10. - Un método de recuperación de aroma a partir de cubas fermentativas para preparar una bebida, CARACTERIZADO porque comprende las siguientes etapas:

c) medir la densidad del liquido en cada cuba fermentativa;

e) seleccionar un conjunto de cubas de dicha pluralidad de cubas fermentativas con una densidad de liquido contenido dentro de dicho rango predeterminado de densidad de liquido; f) alimentar cada equipo recuperador de aroma con el gas producido en dicho conjunto de cubas seleccionadas accionando el sistema de conexión múltiple de las cubas fermentativas; g) almacenar el aroma recuperado por cada equipo recuperador de aroma en al menos un recipiente;

11.- El método de recuperación de aroma de acuerdo a la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque la etapa de proveer dicha caracterización de aroma; comprende las etapas de:

b) conectar un recipiente para almacenar aromas a dicho equipo recuperador;

d) extraer el gas producido por la fermentación del líquido en dicha cuba fermentativa con dicho equipo recuperador de aroma;

e) almacenar en dicho recipiente para almacenar aromas, el aroma recuperado por dicho equipo de recuperación de aroma mientras la densidad del líquido se mantiene en un rango de densidad de dicho líquido, dicho recipiente es etiquetado con dicho rango de densidad de líquido;

g) almacenar el aroma recuperado por dicho equipo de recuperación de aroma, mientras la densidad de dicho líquido permanece en dicho rango siguiente de densidad de dicho líquido, dicho siguiente recipiente es etiquetado con dicho rango siguiente de densidad de líquido; h) repetir los pasos c) a g) hasta terminar la fermentación de dicho líquido en dicha cuba fermentativa, obteniendo una pluralidad de recipientes etiquetados con rangos de densidad de líquido y llenados con aromas emanados del líquido fermentado a las densidades indicadas; i) realizar un perfil aromático para cada recipiente, identificando el líquido y su rango de densidad, constituyendo una caracterización de aroma de dicha bebida.

12. - El método de recuperación de aroma de acuerdo a la reivindicación 11, CARACTERIZADO porque la etapa de realizar un perfil aromático para cada recipiente consisten en:

a) identificar fracciones aromáticas en dicho recipiente; y

13. - El método de recuperación de aroma de acuerdo a la reivindicación 12, CARACTERIZADO porque dicha etapa de realizar un perfil aromático es efectuada por un panel de expertos calibrados utilizando el método sensorial de Análisis Descriptivo Cuantitativo.

14. - El método de recuperación de aroma de acuerdo a la reivindicación 12, CARACTERIZADO porque la etapa de realizar un perfil aromático para cada recipiente comprende además la etapa de realizar una caracterización química mediante una extracción de volátiles con fibra tipo SPME y un análisis de cromatografía de gases para cada recipiente.

15. - El método de recuperación de aroma de acuerdo a la reivindicación 12, CARACTERIZADO porque la etapa de agrupar los aromas recuperados según la similitud de sus perfiles aromáticos se realiza mediante un método de Análisis de Componente Principal (PCA - Principal Component Analysis) y/o de Clasificación Ascendente Jerárquica (Agglomerative Hierarchical Clustering - AHC) para generar dicha caracterización aromática de la bebida según rango de densidades.

16. - Un método de producción de una bebida enriquecida en aromas en cubas fermentativas, CARACTERIZADO porque comprende las siguientes etapas:

c) medir la densidad del liquido en cada cuba fermentativa;