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Le mille bolle della micro-ossigenazione. Diffusori e microbolle nella distribuzione dell’ossigeno

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In un sistema di micro ossigenazione la precisione e l’affidabilità del dosaggio sono condizioni indispensabili ma non sufficienti. L’ossigeno, erogato in modo continuo e costante, deve essere distribuito al vino nel modo più opportuno perché tutto il gas erogato venga effettivamente disciolto, nel modo il più possibile omogeneo, al vino.

È qui che entra in gioco il diffusore. Immerso a pochi centimetri dal fondo della vasca, il diffusore genera una colonna di bollicine finissime di ossigeno che risalendo verso l’alto, grazie ad un fenomeno di diffusione gas-liquido, trasferiscono al vino la dose desiderata.

I diffusori utilizzati nella micro ossigenazione sono di diversa natura e qualità e differiscono per forma, dimensioni e materiali. Generalmente (ma non sempre come vedremo più avanti) si tratta di candele in materiale ceramico poroso più o meno fine o in acciaio sinterizzato.

C’è bolla e bolla

diffusore piatto Parsec

diffusore ceramico piatto Parsec adatto alla micro ossigenazione delle barrique

La cosa fondamentale di cui tenere conto è che un diffusore non vale l’altro. La dimensione della microbolla influisce sulla sua velocità di risalita e sul passaggio dell’ossigeno dal suo interno al vino in forma disciolta. La cosa fondamentale è che tutto l’ossigeno erogato dal diffusore si disciolga nel vino prima che le bollicine arrivino alla superficie del liquido. In caso contrario si rischia di creare un accumulo di ossigeno sulla superficie del vino con la possibile conseguente proliferazione di microorganismi aerobi e filmogeni oltre che l’insorgenza di fenomeni di ossidazione non controllati.

Qualcuno ricorderà come nei primi anni dopo l’introduzione della tecnica della micro-ossigenazione nelle cantine venissero indicati dei limiti nell’altezza delle vasche (generalmente si parlava di 2,5 metri) all’interno delle quali fosse possibile micro-ossigenare.

Un gruppo di ricercatori dell’Università di Bordeaux, tra i quali Audrey Devatine e Igor Chiciuc, hanno studiato a fondo la fisica delle bolle di gas della micro-ossigenazione e la dinamica di trasferimento dell’ossigeno ai vini.

Diametro dei pori diffusore micro-ossigenazione (Parsec)

Distribuzione della dimensione dei pori in diffusori per la micr ossigenazione diversi per materiale e forma (da Devatine et al, in Oxygene et vin, ed. Parsec)

Nelle loro ricerche hanno anzitutto caratterizzato la dimensione delle microbolle prodotte da diffusori con caratteristiche diverse. A seconda del materiale e della microporosità che lo caratterizza i diversi diffusori sono in grado di produrre microbolle di dimensioni diverse e più o meno omogenee (fig. 1).

Nello studio pubblicato anche su “Oxygen et vin” (ed. Parsec) gli stessi ricercatori hanno evidenziato la relazione esistente tra la dimensione delle bolle e le caratteristiche del mezzo e della dose di micro-ossigenazione. Al crescere della dose (portata) crescono le dimensioni delle bolle, così come avviene al crescere della concentrazione in alcol, mentre non esercitano un’influenza significativa né l’acidità, né il contenuto in sostanze polifenoliche del vino.

In uno studio pubblicato nel 2009 su Chemical Engeneering Science da dalla stessa Audrie Devatine e da Martine Mietton-Peuchot è stato finalmente chiarito come esista una relazione tra l’altezza della colonna lungo la quale le bolle risalgono e il diametro dei pori del diffusore. Le autrici della ricerca non si sono fermate qui e hanno espresso questa relazione in un modello matematico che tiene conto di tutti i fattori in gioco, come ad esempio delle caratteristiche del vino come il grado alcolico, del contenuto in CO2 disciolta e del progressivo impoverimento in ossigeno della bolla nel suo percorso di risalita verso l’alto.

Semplificando molto il concetto: quanto più si dispone di sistemi di dosaggio in grado di erogare dosi basse o bassissime e di diffusori e materiali in grado di produrre bolle fini, tanto più queste risaliranno lentamente e si potrà applicare la microossigenazione su contenitori di altezza inferiore ai due metri e mezzo indicati dai primi costruttori.

Un diffusore per ogni vasca e per ogni applicazione

Diffusori in ceramica e in acciaio sinterizzato, gamma Parsec

La gamma Parsec di diffusori per la micro ossigenazione dei vini  in ceramica e acciaio sinterizzato.

“La sperimentazione ha spiegato quello che, anche con le nostre esperienze, avevamo verificato” spiega Giuseppe Floridia, CEO di Parsec srl, “L’altezza minima del recipiente dipende dai dosaggi applicati, dalle dimensioni delle bolle prodotte dal tipo di diffusore utilizzato, dalla pressione di uscita dell’ossigeno e dalla continuità e omogeneità del flusso gassoso. Oggi Parsec oltre ad un sistema di dosaggio preciso ed affidabile, dispone di una vasta gamma di diffusori tra i quali è possibile scegliere quelli più adatti alla geometria di ogni vasca ed applicare la micro-ossigenazione anche a contenitori con un battente di liquido molto basso come le barrique. “

Ma quali sono i diffusori più adatti per ogni applicazione? La dimensione delle bolle dipende dal materiale e dalla forza di adesione con la quale esso trattiene le bolle nel loro formarsi. La ceramica è caratterizzata da una forza di adesione minore rispetto all’acciaio, per cui a parità di dimensione dei pori le bolle prodotte dai diffusori in ceramica sono più fini e più omogenee rispetto a quelle prodotte dai diffusori in acciaio sinterizzato. Oltre al materiale anche la forma del diffusore ha un’influenza sulla dimensione e la distribuzione delle micro-bolle:

“In linea generale per le caratteristiche stesse del materiale i diffusori ceramici sono in grado di produrre bollicine più fini ed omogenee” spiega ancora Floridia “e per questo sono più adatti per la micro-ossigenazione di vasche di piccole e medie dimensioni mentre quelli in acciaio sinterizzato sono utilizzabili nella macro-ossigenazione e nella micro-ossigenazione di vasche di grandi dimensioni.”

“Anche la forma tuttavia è importante. Quando nel loro percorso le bolle incontrano altre bolle si creano i cosiddetti fenomeni di coalescenza e si ha un accrescimento delle dimensioni medie delle bolle e una diminuzione della loro omogeneità.” continua Floridia “Questo avviene frequentemente nelle candele porose nelle quali la diffusione avviene attraverso una superficie verticale posta parallelamente al percorso delle bollicine. Per ovviare a questo inconveniente Parsec ha inventato dei diffusori piani, a forma di disco, la cui superficie è posta orizzontalmente. Le bolle erogate da questi diffusori sono omogenee ed estremamente fini e vengono rilasciate in una colonna di liquido di superficie maggiore, riducendo ulteriormente il battente di liquido necessario per l’applicazione della micro- ossigenazione. “

Per approfondire:

Biondi Bartolini A., Cavini F., De Basquiat M., OXYGENE ET VIN: Du role de l’oxygene al la technique de micro-oxygenation. Firenze, Italy: Parsec S.r.l. 2009.

 Audrey Devatine, MartineMietton-Peuchot, A mathematical approach for oxygenation using microbubbles application to the micro-oxygenation of wine. Chemical Engineering Science 64 (2009) 1909 — 1917

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