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vino, ossigeno, controllo, impianti, tecnica e scienza

29 novembre 2014
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Barbera and Beyond: interview with Enzo Gerbi of the Cooperative Winery Barbera dei Sei Castelli

homeVert330 members who each year contribute 6.500 tons of grapes, of which approximately 5.000 are Barbera: these are the figures of the Cooperative Winery Barbera dei Sei Castelli di Agliano Terme, in the heart of the most prestigious denomination for the Piedmont variety, the Barbera d’Asti DOCG.

Ever attentive to the most modern vinification and refinement techniques, in 2013 the Barbera dei Sei Castelli cellar adopted a Parsec micro-oxygenation system adept in ensuring proper management of oxygen in macro- and micro-oxygenation in the majority of tanks distributed throughout various winemaking and storage areas. The structure is comprised of 7 basic multiple periphery units for micro-oxygenation (with the possibility also of macro-oxygenation and single-dose applications) of 24 tanks from 250 to 1500 hl and 4 units of multi-output macro-oxygenation (with macro-oxygenation and single-dose provision) serving 20 tanks with a capacity ranging from 500 to 1000 hl.

gerbi enzoMacro- and micro-oxygenation are thus utilised in the necessary doses throughout entire life of the wine, from fermentation to refinement, as recounted by Enzo Gerbi, Oenologist and Technical Director of the Cantina, speaking about his experience with micro-oxygenation of the Barbera and other grapes processed within the winery.

How long have you been utilising macro- and micro-oxygenation?

E.G. My first encounter with micro-oxygenation dates back to around 10 years ago when I initially experimented with a micro-oxygenation system on Barbera in a small mono-tank. Following this, we continued to apply the oxygen dosages, still limited to Barbera d’Asti and always with small mono-vat dispensers that allowed for the effectuation of macro-oxygenation in vinification and micro-oxygenation further on in the course of storage, until we became equipped with a centralised system for a much more widespread use of oxygenation in the 2013 vintage, both in terms of macro- and micro-oxygenation.

What were your experiences and, on the basis of these, how has the relationship with oxygen and your wines evolved?IMG_5908

E.G. We commenced with the application of micro-oxygenation initially in a very reduced means, with very few tanks and always in the post-racking phase on a Barbera with an important structure both in polyphenolic and alcoholic terms. We subsequently implemented the use of macro throughout the fermentation -even utilising few units rotated on the set-up to various tanks each day- before turning to micro-oxygenation post-racking through to the beginning of malolactic fermentation. In these instances, I have always noticed better fermentation being effectuated and greater olfactory cleanliness and gustatory precision, associated with a better colour fixation. All this led me to installing the Parsec system so as to better manage oxygen throughout each part of the cellar and for each necessity.

In particular, I was driven to use macro-oxygenation throughout the fermentation of white wines (for us being Cortese and Chardonnay) and local red wines being Grignolino and Dolcetto.

AS5000 alla Cantina Sociale Barbera dei Sei CatselliDuring the first harvest, that of 2013, I commenced with dosages with a single 2/3 mg/l dose and, little by little, moved on to certain experiments with dosages of 2/3 mg/l/day of macro-oxygenation for a duration of 2 days. The results were a sharp olfactory cleanliness in the Cortese, no loss of perfumes and an optimum preservability of the wine throughout the vintage. In addition to the oxygen management, it has permitted me to completely eliminate the use of copper sulphate in winemaking.

As such, with the 2014 vintage and at this point on all the white wines I effectuated continuous macro-oxygenation with dosages ranging from 4 to 2 mg/l/day for 2/4 days, in accordance with the olfactory sensors of the moment, starting from the third day of fermentation, with the result of a regular fermentive process through to the complete fermentation of the sugars and a remarkable olfactory cleanliness.foto

In regards to the Barbera, our processing protocol foresees a dosage of macro-oxygenation during fermentation and maceration of 4-7 mg/l/day until the end of fermentation, before successively moving on to the racking (usually after 2-3 days) to effectuate a macro of approximately 2-3 mg/l/day for 4-5 days and then passing to the micro of 2 mg/l/month that normally, after several days and following a tasting check, is reduced to 1 mg/l/month until the exhastion of 50% of the malic acid.

After pouring off at the end of the malolactic fermentation, the micro-oxygenation continues at a dosage of 1 mg/l/month whilstever the temperatures allows it (unfortunately in areas of the cellar, it is still problematic to maintain the wines at an ideal temperature for micro-oxygenation).

What control parameters are utilised in the follow-up of the micro-oxygenation process?

E.G. Normally, our checks are based on the analytical evaluation of the index of total polyphenols, anthocyanins, the tannin/anthocyanin correlation, the state of the combination of anthocyanins with the dTat% index, the ethanale content and the management of free sulphur dioxide and, naturally, a great deal of attention to the tasting.

What challenges have been resolved with the use of micro-oxygenation?

IMG_5908E.G. I would not say that it has allowed me to resolve great difficulties in so much as having improved that which is possible to obtain. From an operational point of view it has allowed me to eliminate air-exposed pumpovers, with greater rationalisation of time spent working and of personnel. This has then allowed us to anticipate the commencement of the malolactic fermentation, particularly in wines with high alcohol and polyphenolic potential where I have, in fact, observed that the vats with micro-oxygenation normally commence their malolactic fermentation earlier than the same wine in simple tanks.

What qualitative results have you been able to achieve with the application of micro-oxygenation?

E.G. Definitely a greater olfactory clarity for both red and white wines, as well as a better obtainment of colour that I consider the greatest advantage garnered with Barbera.

28 novembre 2014
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Barbera e non solo: intervista a Enzo Gerbi della Cantina Sociale della Barbera dei Sei Castelli

homeVert330 soci che conferiscono ogni anno 65.000 quintali di uva dei quali circa 50.000 di Barbera: sono questi i numeri della Cantina Sociale della Barbera dei Sei Castelli di Agliano Terme, nel cuore della denominazione più prestigiosa per il vitigno piemontese, la Barbera d’Asti DOCG.

Sempre attenta alle più moderne tecniche di vinificazione e affinamento nel 2013 la Cantina Barbera dei Sei Castelli si è dotata di un sistema di micro-ossigenazione Parsec adatto a garantire una corretta gestione dell’ossigeno in macro e micro-ossigenazione nella maggior parte dei serbatoi distribuiti nei diversi locali di vinificazione e di stoccaggio. L’impianto è costituito da 7 unità di base periferiche multiple per la micro-ossigenazione (con possibilità anche di macro-ossigenazione e dosaggio in singola dose) di 24 serbatoi dai 250 ai 1500 hl e 4 unità di macro-ossigenazione multi uscita (con macro-ossigenazione e dosaggio in dose singola) per servire 20 serbatoi di capacità tra i 500 e i 1000 hl.

I serbatoi di stoccaggio della Barbera

gerbi enzo

Enzo Gerbi

Macro e micro-ossigenazione vengono così utilizzate nelle dosi necessarie nel corso di tutta la vita del vino, dalla fermentazione all’affinamento, come ci racconta Enzo Gerbi, enologo e direttore tecnico della Cantina, che ci parla della sua esperienza con la micro-ossigenazione del Barbera e delle altre uve lavorate dalla cantina.

D. Da quanto tempo utilizza la macro e la micro-ossigenazione?

E.G. Il mio primo incontro con la micro-ossigenazione risale a circa 10 anni fa, quando con un piccolo impianto di micro-ossigenazione a mono vasca si sono fatte le prime esperienze su Barbera. Successivamente abbiamo continuato ad applicare il dosaggio dell’ossigeno sempre limitatamente a Barbera d’Asti e sempre con piccoli dosatori mono-vasca che mi consentivano di effettuare macro-ossigenazione in vinificazione e micro-ossigenazione in seguito nel corso dello stoccaggio, fino ad arrivare a dotarci dalla vendemmia 2013 di un impianto centralizzato per un utilizzo molto più diffuso dell’ossigenazione sia in macro che in micro-ossigenazione.

Parsec AS5000 alla Cantina Sociale Barbera dei Sei Caselli

Parsec AS5000 alla Cantina Sociale Barbera dei Sei Caselli

D. quali sono state le sue esperienze e come si è evoluto sulla base di queste il rapporto con l’ossigeno sui suoi vini?

E.G. Abbiamo cominciato ad applicare la micro-ossigenazione inizialmente in modo molto ridotto con pochissime vasche e sempre nella fase di post svinatura su Barbera di struttura importante sia alcolica che polifenolica. Successivamente abbiamo implementato l’utilizzo in macro durante la fermentazione, anche se disponendo di poche unità facevamo ruotare l’impianto su più vinificatori ogni giorno, per poi passare alla micro-ossigenazione in post svinatura e fino all’inizio della fermentazione malolattica. In queste esperienze ho sempre notato i decorsi fermentativi migliori e maggiore pulizia olfattiva e nettezza gustativa, associate ad un migliore fissaggio del colore. Tutto questo mi ha portato ad installare l’impianto della Parsec in modo da poter gestire al meglio l’ossigeno su ogni parte della cantina e per ogni necessità.

In particolare mi sono spinto ad utilizzare la macro-ossigenazione durante la fermentazione dei vini bianchi (per noi Cortese e Chardonnay) e di vini rossi autoctoni quali il Grignolino e il Dolcetto.

Durante la prima vendemmia, quella del 2013, ho iniziato con dosaggi in singola dose di 2/3 mg/l e pian piano mi sono spinto in alcune prove con dosaggi di 2/3 mg/l/giorno in macro-ossigenazione per una durata di 2 giorni. I risultati sono stati di una netta pulizia olfattiva nel Cortese, nessuna perdita dei sui profumi e un’ottima conservabilità del vino durante l’annata. Inoltre questa gestione dell’ossigeno mi ha consentito di eliminare completamente l’utilizzo del solfato di rame in vinificazione.

Pertanto con la vendemmia 2014 ormai su tutti i vini bianchi sono andato ad effettuare una macro ossigenazione continua con dosaggi variabili dai 4 ai 2 mg/l/giorno per 2/4 giorni, a seconda delle sensazioni olfattive del momento, a partire dal terzo giorno di fermentazione, con il risultato di un decorso fermentativo regolare fino alla fermentazione completa degli zuccheri e notevole pulizia olfattiva.

Per quanto riguarda le Barbera il nostro protocollo di lavorazione prevede un dosaggio in macro ossigenazione durante la fermentazione e la macerazione di 4-7 mg/l/giorno fino al termine della fermentazione, per poi passare successivamente alla svinatura (normalmente dopo 2/3 giorni) ad effettuare una macro di circa 2-3 mg/l/giorno per 4-5 giorni e poi passare alla micro a 2 mg/l/mese che normalmente dopo alcuni giorni, a seguito del controllo di degustazione, viene ridotta a 1 mg/l/mese fino all’esaurimento del 50% dell’acido malico.

Dopo il travaso al termine della fermentazione malolattica la micro-ossigenazione continua ad un dosaggio di 1mg/l/mese finché le temperature lo consentono (purtroppo in parte della cantina è ancora un problema mantenere i vini a temperature idonee alla micro-ossigenazione).

D. Quali parametri di controllo utilizza nel follow up del processo di micro-ossigenazione?

Normalmente i nostri controlli sono basati sulla valutazione analitica dell’ indice di polifenoli totali, degli antociani, del rapporto tannini/antociani, lo stato di combinazione degli antociani con l’indice di dTat%, il contenuto in aldeide acetica e il controllo dell’anidride solforosa libera e naturalmente una grande attenzione alla degustazione.

I serbatoi di vinificazione della Cantina Barbera dei Sei Castelli e l’impianto di micro-ossigenazione Parsec

D. Quali problematiche le ha consentito di risolvere l’uso del micro-ossigenatore?

E.G. Direi che non mi ha consentito di risolvere grandi problematiche quanto piuttosto di migliorare ciò che si poteva ottenere. Dal punto di vista operativo mi ha permesso di eliminare del tutto i rimontaggi all’aria, con maggiore razionalizzazione dei tempi di lavoro e del personale. Poi ha permesso di anticipare l’inizio della fermentazione malolattica: in particolare nei vini ad alto potenziale alcolico e polifenolico ho osservato infatti che a parità di vino le vasche in micro-ossigenazione normalmente iniziano prima la fermentazione malolattica.

D. Quali risultati qualitativi le ha consentito di raggiungere l’applicazione della micro-ossigenazione?

E.G. Sicuramente una maggiore nettezza olfattiva dei vini sia bianchi che rossi e una maggiore tenuta della carica di colore che considero il vantaggio maggiore ottenuto su Barbera.

13 settembre 2014
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Alcoholic fermentation: how is it ?

Managing alcoholic fermentation

Alcoholic fermentation is the key process in the transformation of grapes into wine: for each molecule of the sugars -glucose or fructose- two molecules of ethanol and two of carbon dioxide are produced.

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

The protagonist of this transformation (in which many other compounds essential to the quality of the wines are also produced as by-products of the fermentation process or by other metabolic means) is the Saccharomyces cerevisiae yeast.

A fermentation is considered correct when the population of the yeasts, both those indigenous present in the must or, better yet, those inoculated from a selected culture, quickly prevail upon the undesired micro-organisms (such as bacteria, for example), having a positive commencement and proceeding correctly in the consumption of the sugars up until the point of their total depletion.

For their metabolism, yeasts require (naturally, besides sugars) nitrogenous substances (capable of assimilating both inorganic nitrogen in the form of ammonium ions and amino acids), growth factors (the vitamins and mineral salts that function as cofactors in many enzymatic activities) and survival factors (saturated and unsaturated fatty acids and sterols that form the cellular membrane guaranteeing their functionality).

The principal risk, when the lack of some of these elements provokes stress to the yeasts, is that they cease to consume sugars and the cells progressively die. In these cases, one speaks of a stunted fermentation and, in the worst cases, of arrested fermentation.

In the cellar, wine producers and oenologists are equipped with certain instruments to manage the needs of the yeasts and avoid risks: the nitrogenous nutrients (ammonium salts and derivatives of the yeast that are rich in amino acids and membrane lipids), oxygen (necessary for the synthesis of unsaturated fatty acids and sterols) and temperature (which must be maintained within a range, typical to each strain, optimal for the development of the yeast).

Control above all else

But how should these instruments be utilised? For the correct management of the fermentation and the health status of the yeasts, control is the basis of everything and needs to provide a respond to the questions: How is my fermentation proceeding? How are my yeasts?

The most common fermentation verification in the cellar is the indirect measurement of the consumption of sugars determined by the densimeter: passing from a sugar solution to a hydroalcoholic solution, the must progressively diminishes in density, with such decreasing being proportional to the reduction of sugars in the solution.

The density expressed on a different scales (Babo, Oeschle, etc.) is measured in a sample, considered representative of the mass in fermentation (assuming there is homogeneity within a vat), once or, less commonly, twice daily.

ADCFThe research carried out especially in the two most active schools in the study of alcoholic fermentation management, that of Jean Marie Sablayrolles at the INRA in Montpellier in France and of Linda Bisson at the University of California, Davis, since the end of the 1990s have evidenced that the parameter best describing the characteristics of quality and the critical points of the fermentation process is the instantaneous velocity of fermentation.

The fermentation speed has a typical evolution for each phase of the growth curve for the yeast population (start-up, exponential growth, stationary and death phases). With a typical (and optimal) curvature in the initial phase, it increases until reaching a maximum peak of approximately 1/4 of the consumption of the sugars, only to then diminish whilst remaining constant before decreasing rapidly upon the complete exhaustion of the sugars.

Certain typical points on the fermentation velocity curve can provide fundamental informations for the evaluation of the fermentation quality and for its correct management: the maximum speed obtained at the end of the exponential phase, the time employed to reach such a speed and the slope of the fermentation velocity curve at the point of transition in the phase from maximum speed to the stationary phase.

The studies undertaken by Sablayrolles have also defined that the best period for the addition of nitrogenous nutrients and for the oxygenations necessary for the synthesis of the lipid compounds of the membrane ranges from the moment of maximum velocity (at around 1/4 of the alcoholic fermentation) to mid-fermentation.

When the fermentation velocity diminishes in an anomalous mode, above all after having reached its maximum peak and during the stationary phase, deviating from this typical evolution, it may be that the yeast is up against a situation of stress and is not longer able (due to the lack of nitrogenous substances or of a state of inefficiency of the cellular membrane) to assimilate and transform the sugars.

Monitoring carried out at daily intervals, such as that executed with the densimetric measurement, is often unable to detect neither the moment in which the maximum peak of velocity is achieved (and thus the best moment for technological interventions of nutrition and oxygenation) nor its level and is not even able to intervene in a timely manner in the event of a slowdown.

Dynamic Analysis of Fermentation Kinetics (ADCF  – Analisi Dinamica della Fermentazione)

Following a study that commenced in 2004 in collaboration with the The Department of Agricultural and Forest Economics, Engineering, Sciences and Technologies of the University of Florence, and stemming from the necessity of measuring parameters such as the fermentation velocity and other critical points with accuracy and promptness, Parsec has developed a system suitable for the continuous monitoring of the fermentation progress, through the direct measurement of one of the products of the transformation of sugars, CO2.

The ADCF system (Dynamic Analysis of Fermentation Kinetics)  provides a continuous and very precise measurement of that which is occurring in the entire fermentation mass, measuring the quantity of CO2 produced by the yeasts, without being influenced by the effect of the sampling.

To render an idea of the volumes of CO2 that should be measured, we can consider that the fermentation of a must containing 220 g/l of sugar (about 13° V/V in potential alcohol), produces about 55 litres of CO2 per litre of must. This is a very high volume, if taking into account that only 1% is kept in dissolved form within the liquid, while all the rest will be released externally.

With the volumes of gas of this type, one is led to believe that the measuring should not be difficult. Actually, this is not the case at all. The volumes of CO2 that are produced in the fermentation are not liberated at a constant velocity and a reliable system necessitates an identical precision in the detection of gas produced at each interval (from the lowest to the most elevated) and throughout the entire period in which the process should be monitored. A system able to oversee with precision only the initial phase when the volumes produced are elevated, for example, is not useful in that it does not allow for the detection of any eventual slowdowns in the final and most critical phases for the completion of the sugar consumption.

The existing ADCF system was perfected after a thorough evaluation of the sensors available on the market and the gas flow measurement systems, being reliable and accurate yet efficient only in a limited CO2 range, unable to guarantee a uniform accuracy and reliability throughout the entire interval in which it is necessary to measure the fermentation progress. ADCF rather offers a closed system applicable to any type of tank (whereby equipped with a hatch) that keep the vat in marginal overpressure, measuring even the slightest variations in pressure and temperature owing to the production of CO2.

The fermentation velocity of each tank can be monitored in real-time with ADCF. Data management via the integrated Saen5000 system not only permits the remote archiving and visualisation of the curvature, but also to communicate and interact with the fermentation parameters together with other functions managed by the system, from the temperature control to the oxygenation or remontage operations.

ADCF2

12 settembre 2014
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Fermentazione alcolica, come va?

Gestire la fermentazione alcolica

La fermentazione alcolica è il processo chiave della trasformazione dell’uva in vino: per ogni molecola di zuccheri, glucosio o fruttosio, si producono due molecole di etanolo e due di anidride carbonica.

C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2 CO2

Protagonista di questa trasformazione (nella quale come sottoprodotti del processo fermentativo o prodotti di altre vie metaboliche si producono anche molti altri composti fondamentali per la qualità dei vini) è il lievito Saccharomyces cerevisiae.

Una fermentazione si considera corretta quando la popolazione dei lieviti, siano quelli indigeni presenti nel mosto o meglio quelli inoculati da una coltura selezionata, prevale velocemente sui microorganismi non desiderati (come i batteri ad esempio), ha un buon avvio e procede regolarmente nel consumo degli zuccheri fino al loro completo esaurimento.

Per il loro metabolismo i lieviti hanno bisogno (oltre che naturalmente degli zuccheri) di sostanze azotate (sono in grado di assimilare sia azoto inorganico in forma di ione ammonio, sia amminoacidi), di fattori di crescita (le vitamine e i sali minerali che funzionano da cofattori di molte attività enzimatiche) e di fattori di sopravvivenza (acidi grassi saturi e insaturi e steroli che formano la membrana cellulare garantendone la funzionalità).

Il rischio principale, quando la carenza di alcuni di questi elementi provoca uno stress ai lieviti, è che questi cessino di consumare zuccheri e che progressivamente le cellule muoiano. Si parla in questi casi di fermentazione stentata e nei casi peggiori di arresto di fermentazione.

In cantina produttori ed enologi dispongono di alcuni strumenti per gestire i fabbisogni dei lieviti ed evitare i rischi: i nutrimenti azotati (sali di ammonio e derivati del lievito ricchi in amminoacidi e lipidi di membrana), l’ossigeno (necessario per la sintesi di acidi grassi insaturi e steroli) e la temperatura (che deve mantenersi in un range, tipico per ogni ceppo, ottimale per lo sviluppo del lievito).

Il controllo prima di tutto

Ma come devono essere utilizzati questi strumenti? Per una gestione corretta della fermentazione e dello stato di salute dei lieviti il controllo è alla base di tutto e risponde alle domande: come sta andando la mia fermentazione? Come stanno i miei lieviti?

Il controllo della fermentazione più frequente in cantina è la misura indiretta del consumo degli zuccheri determinato per via densimetrica: passando da soluzione zuccherina a soluzione idroalcolica il mosto diminuisce progressivamente la sua densità e tale diminuzione è proporzionale alla riduzione degli zuccheri in soluzione.

La densità espressa su scale diverse (Babo, Oeschle ecc) viene misurata su un campione, considerato rappresentativo della massa in fermentazione (assumendo che vi sia omogeneità all’interno di una vasca), prelevato una o più raramente due volte al giorno.

Le ricerche svolte soprattutto nelle due scuole più attive nello studio della gestione della fermentazione alcolica, quella di Jean Marie Sablayrolles all’INRA di Montpellier in Francia e quella di Linda Bisson all’Università di Davis in California, hanno messo in evidenza a partire dalla fine degli anni 90 del secolo scorso che il parametro che meglio descrive le caratteristiche di qualità e i punti critici del processo fermentativo è la velocità istantanea di fermentazione.

La velocità di fermentazione ha un andamento tipico per ogni fase della curva di sviluppo della popolazione dei lieviti (fase di avvio, di crescita esponenziale, stazionaria e di morte). In una curva tipica (ed ottimale) nella fase iniziale essa cresce fino a raggiungere un picco massimo a circa 1/4 del consumo degli zuccheri per poi diminuire, mantenersi costante e decrescere rapidamente al momento del completo esaurimento degli zuccheri.

ADCF

Il controllo della cinetica fermentativa realizzato con la misura giornaliera della densità (sopra) e con la misura puntuale e continua della velocità di fermentazione ADCF (sotto)

Alcuni punti tipici della curva di velocità di fermentazione possono dare informazioni fondamentali per la valutazione della qualità della fermentazione e per una sua corretta gestione: la velocità massima raggiunta al termine della fase esponenziale, il tempo impiegato per raggiungere tale velocità e lo slope della curva di velocità di fermentazione nel punto di transizione dalla fase di massima velocità alla fase stazionaria.

Gli studi svolti da Sablayrolles hanno definito anche che il periodo migliore per l’aggiunta di nutrimenti azotati e per le ossigenazioni necessarie per la sintesi dei composti lipidici di membrana va dal momento di massima velocità (a circa 1/4 della fermentazione alcolica) fino a metà fermentazione.

Quando la velocità di fermentazione diminuisce in modo anomalo soprattutto dopo che ha raggiunto il suo picco massimo e durante la fase stazionaria, deviando da questo andamento tipico, può darsi che il lievito stia andando incontro ad una situazione di stress e non sia più in grado (a causa della carenza di sostanze azotate o di uno stato di inefficienza della membrana cellulare) di assimilare e trasformare gli zuccheri.

Un monitoraggio svolto con un intervallo di tempo giornaliero, come quello realizzato con le misure densimetriche, spesso non è in grado di rilevare né il momento in cui il picco di massima velocità viene raggiunto (e quindi il momento migliore per gli interventi tecnologici di nutrizione e di ossigenazione) né il suo livello, né tantomeno di intervenire tempestivamente in caso di rallentamento.

Analisi Dinamica della Cinetica Fermentativa (ADCF)

Dalla necessità di misurare parametri come la velocità di fermentazione e gli altri punti critici in modo puntuale e tempestivo, Parsec ha sviluppato, con uno studio avviato già nel 2004 in collaborazione con il DEISTAF dell’Università di Firenze, un sistema adatto a monitorare in continuo l’andamento fermentativo, attraverso la misura diretta di uno dei prodotti della trasformazione degli zuccheri, la CO2. 

Il sistema ADCF (Analisi Dinamica della Cinetica Fermentativa) fornisce una misura continua e molto precisa di quanto avviene in tutta la massa in fermentazione misurando in ogni momento le quantità di CO2 prodotte dai lieviti, senza essere influenzata dall’effetto del campionamento.

Per dare un’idea dei volumi di CO2 che devono essere misurati possiamo considerare che nella fermentazione di un mosto contenente 220 g/l di zuccheri (circa 13°V/V in alcol potenziale) vengono prodotti circa 55 litri di CO2 per litro di mosto. Un volume altissimo, se si tiene conto che solo l’1% viene trattenuto in forma disciolta all’interno del liquido, mentre tutto il resto viene liberato esternamente.

Con dei volumi di gas di questo tipo si è portati a pensare che la misura non debba essere difficile. In effetti non è così. I volumi di CO2 che si producono nella fermentazione non vengono liberati con velocità costante e un sistema affidabile necessita di un’identica precisione nel rilevare il gas prodotto in ogni intervallo (dai più bassi ai più elevati) e per tutto il periodo nel quale deve essere monitorato il processo. Un sistema in grado di monitorare con precisione solo la fase iniziale quando i volumi prodotti sono elevati ad esempio non è utile in quanto non consente di rilevare eventuali rallentamenti nelle fasi finali e più critiche per il completamento del consumo degli zuccheri.

Dopo una valutazione approfondita dei sensori disponibili sul mercato e dei sistemi di misura del flusso dei gas, affidabili e precisi ma efficienti solo in range limitati di CO2 e non in grado di garantire un’uguale precisione e affidabilità in tutto l’intervallo nel quale era necessario misurare l’andamento fermentativo, è stato messo a punto il sistema attuale ADCF: un sistema chiuso, applicabile su qualsiasi tipo di serbatoio (purché dotato di chiusino) che mantenendo la vasca in leggera sovrapressione misura anche le più piccole variazioni di pressione e temperatura dovute alla produzione di CO2.

La velocità di fermentazione di ogni vasca può essere monitorata con ADCF in tempo reale; la gestione dei dati avviene attraverso il sistema integrato Saen5000 che non soltanto permette di visualizzare ed archiviare in remoto le curve ma anche di far dialogare ed interagire i parametri della fermentazione con le altre funzioni gestite dal sistema, dal controllo della temepratura alla ossigenazione o le operazioni di rimontaggio.

ADCF2

 

12 giugno 2014
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Le Palaie, beauty and functionality

barrel room

barriccaia

A cellar today is not merely a place of production. Its design must respond to various requirements, such as its integration with the landscape, the necessity for guest reception and the presentation of the image that the producer wishes to give of itself, not only through the quality of the wines, but also through the values based on its relationship with the areas, the territory and the environment.

All this must be without losing sight of the functionality and technological requirements of the oenological process.

The design of the new cellar of the “Le Palaie” farm is the realisation of an idea had by Angelo Nino Caponi, for his Montecchio estate in the municipality of Peccioli, Val d’Era, an emerging wine region in the tuscan province of Pisa.

The designers of the structure, Studio Casati di Peccioli, created the basement-level cellar within a hill overlooking the vineyard of Montecchio, taking advantage of the natural morphology of the terrain that presents as a large trapezoidal expanse unfolding towards the valley.

The areas of the winery are distributed over two floors, with the lower level housing the barrel room in the innermost basement area to the north, and the partially below-ground vinification areas to the south.

On the upper level are situated rather the premises for the offices, the reception areas and the tasting room. The two floors are connected by an internal staircase representing an architectural and artistic element, with glass walls providing visitors with a view of the cellar areas from up above.

The cellar was designed with the utmost attention to detail, not only in terms of its stylistic and architectural aspects, but also for its logistic and production elements, from the correct management of its energy consumption, to its lighting and workplace safety.

The cellar is fitted out with the integrated supervisory system SAEn5000, which unites in one piece of equipment all the control and management functions for the tanks and premises in a BUS network.

The tronconic steel vinification vats, equipped with manual treaders for punching down on rails and those in concrete with a new conception and form, are fitted with a multifunction system for management of the temperature (hot and cold) and micro-oxygenation.

The Parsec SAEn5000 system also permits the integrated overseeing of the aeration and climate control system of the winemaking and barrel storage areas, fitted in the niches present between barriques, with various sculptures transforming the production environment into a veritable art gallery.

Parsec’s know-how with gases applied safely to the cellar

The management of the CO2 extraction plus the aeration of the vinification areas and barrel room have necessitated the design of an automated system equipped with diverse security features.

The extraction of CO2 in the winemaking areas is safeguarded by four extractors equipped with ventilators positioned a few centimetres from the ground,” explains Leo Forte who oversaw the project. “The exchange of clean external air has a double modality: fresh air enters in a passive means via four vertical channels that run within the columns of the structure and which extract clean air from the roof to be inputted into the areas to enact the actioning of depressions created by ventilators for the expulsion of carbon dioxide, and in an active means from a central funnel equipped with a ventilator that diffuses the air throughout all the areas to forcibly ‘sweep out’ the carbon dioxide from below.

The extraction of the CO2 and the ventilation are managed automatically by a series of detectors specifically constructed by Parsec in collaboration with a leading company in gas sensor systems,” continues Forte, “that detect carbon dioxide from the fermentation at a base level of 0.5% to activate the extraction process, while activating an optical and acoustic evacuation alarm system should the CO2 exceed the level of 1%.”

Besides this automation system, in the case of its activation SAEn5000 manages in a priority manner the closure of the hinged windows positioned externally throughout the area, so as to avoid the expelling of air entering through the windows instead of the accumulated CO2, ensuring that the entire system operates in a reliable and secure manner.

The climate control of the barrel room is guaranteed by air entering from two columns positioned on the front of the cellar and, with a nod to the maritime transport activities of Caponi, visible from the outside like two ship funnels.

The fresh air is mixed with that from within the premises before being cooled or heated by two thermoventilation machines that ensure the air circulation in the two wings of the barrel room. A system of free-cooling, or “natural air-conditioning”, managed by SAEN5000 through sensors positioned in the external columns to the north, operates to ensure that the air is extracted at the time of day when the external temperature and humidity are closer to those desired and necessitated in the barrel room. In this way, it is ensured the optimisation of the functioning times of the thermal-ventilating machines that heat or cool air only in the times effectively required, with evident energy savings.

Illumination of the project in its realisation

Even the lighting of the new Nino Caponi cellar was curated by Parsec.

Commencing with the architectural project, the selection of the most fitting points of light and illumination forms both externally and internally was necessary for the scenographic and functional aims,” recalls Leo Forte “The next step was the selection of the most suitable equipment for each application, the simulation of the lighting effect in the rendering and ultimately in the technical trials on the construction site with various daytime and nighttime illumination.”

Le Palaie

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Saen5000

The characteristic that most distinguishes the Parsec SAEn5000 system is the multilevel and multiprocessor structure. A microprocessor is dedicated to each function and is controlled hierarchically, from a single unit installed on a tank through to the personal computer from which the user manages the whole process simply and intuitively.

The Parsec system was born and developed especially for the cellar. Unique in the international technological panorama thanks to its modularity and flexibility, it also provides for the optimisation and simplification of the set-ups as a whole and thus a considerable re-dimensioning in mass and encumbrance of the equipment and its electrical cables, maximising the elegance of the installation.

 

10 giugno 2014
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Le Palaie: bellezza e funzionalità

DSC02077Una cantina oggi non è soltanto un luogo di produzione. La sua progettazione deve rispondere ad esigenze diverse, quali l’integrazione con il paesaggio, le necessità di accoglienza e la presentazione dell’immagine che il produttore vuole dare di se non solo attraverso la qualità dei suoi vini, ma anche con valori basati sulla sua relazione con gli spazi, il territorio e l’ambiente.

Tutto questo senza perdere di vista la funzionalità e le esigenze tecnologiche del processo enologico.

Il progetto della nuova Cantina dell’Azienda Agricola “Le Palaie” è la realizzazione di un’idea di Angelo Nino Caponi, nella sua tenuta di Montecchio nel Comune di Peccioli, in Val d’Era, zona vitivinicola emergente, della provincia di Pisa.

I progettisti della struttura, lo Studio Casati di Peccioli, hanno realizzato la cantina, seminterrata all’interno della collina che sovrasta il vigneto di Montecchio, sfruttando la morfologia naturale del terreno che si presenta come un grande involucro trapezoidale aperto verso valle.

I locali della cantina sono distribuiti su due piani dei quali quello inferiore ospita la barriccaia nella parte più interna e interrata esposta a nord e la zona di vinificazione nella parte parzialmente interrata esposta a Sud.

Al piano superiore si trovano invece i locali adibiti agli uffici, all’accoglienza e la sala degustazione. I due piani sono collegati da una scala interna che rappresenta un elemento architettonico ed artistico, con pareti in vetro che permettono al visitatore di vedere i locali della cantina dal piano superiore.

La cantina è concepita nella massima cura, non solo dell’aspetto stilistico e architettonico, ma anche degli aspetti logistici e produttivi, della corretta gestione dei consumi energetici, dell’illuminazione e della sicurezza sul lavoro.

La cantina è stata dotata del sistema di supervisione integrato SAEn5000 che riunisce in un unico impianto in rete BUS tutte le funzioni di controllo e gestione dei serbatoi e dei locali.

Le vasche di vinificazione troncoconiche in acciaio dotate di follatore manuale su rotaia e quelle in cemento di nuova concezione e forma, sono state dotate di un sistema multifunzione per il controllo della temperatura (caldo e freddo) e della micro-ossigenazione.

Il sistema SAEn5000 Parsec consente inoltre di gestire in modo integrato anche il sistema di areazione e climatizzazione dei locali di vinificazione e della barriccaia, dove disposte nelle nicchie presenti tra le barrique, alcune sculture trasformano l’ambiente di produzione in una vera e propria galleria d’arte.

Il know how di Parsec sui gas applicato alla sicurezza in cantina

La gestione dell’estrazione della CO2 e l’areazione dei locali di vinificazione e della barriccaia hanno richiesto la progettazione di un sistema automatizzato dotato di diversi accorgimenti di sicurezza.

“L’estrazione della CO2 nella zona di vinificazione è assicurata da quattro estrattori dotati di ventilatore posti a pochi centimetri dal pavimento.” spiega Leo Forte che ha curato il progetto “Il ricambio di aria pulita dall’esterno ha una doppia modalità: l’aria fresca entra in modo passivo da quattro canali verticali che corrono nelle colonne della struttura e che prelevano aria pulita dal tetto e la immettono nei locali per azione della depressione che creata dai ventilatori per l’espulsione dell’anidride carbonica, e in modo attivo da un camino centrale dotato di un ventilatore che diffonde l’aria in tutto il locale in modo forzato “spazzando” dal basso l’anidride carbonica.”

“Estrazione della CO2 e ventilazione sono gestite in modo automatico da una serie di rilevatori costruiti appositamente per Parsec in collaborazione con una società leader nella sensoristica dei gas” continua Forte “che rileva l’anidride carbonica di fermentazione ad un primo livello dello 0,5% per azionare l’aspirazione, mentre attiva il sistema di allarme ottico ed acustico di evacuazione se la CO2 supera il livello dell’1%.”

Oltre a questo sistema di automazione SAEn5000 gestisce in modo prioritario la chiusura delle finestre a vasistas poste sul lato esterno del locale, per evitare che in caso di accensione dei sistemi di estrazione questi vadano ad espellere l’aria che entra dalle finestre anziché la CO2 accumulata facendo in modo che l’intero impianto lavori in modo affidabile e sicuro.

La climatizzazione della barriccaia è garantita dall’aria che entra da due camini posti sul fronte della cantina e che in onore all’attività di trasporto marittimo di Caponi sono visibili dall’esterno come due comignoli di nave.

L’aria fresca viene miscelata con quella interna ai locali e raffreddata o riscaldata da due macchine termoventilanti che garantiscono il ricircolo dell’aria nelle due ali della barriccaia. Un sistema di free-cooling, o “climatizzazione naturale”, gestito da SAEN5000 attraverso dei sensori collocati nei camini esterni posti a Nord, fa in modo che l’aria venga prelevata nel momento della giornata in cui la temperatura e l’umidità esterne sono più vicine a quelle desiderate e richieste nel locale della barriccaia. In questo modo si garantisce un’ottimizzazione dei tempi di funzionamento delle macchine termo-ventilanti che riscaldano o raffreddano l’aria solo nei momenti di effettivo bisogno, con evidente risparmio energetico.

L’illuminazione dal progetto alla realizzazione

Anche l’illuminazione della nuova cantina di Nino Caponi è stata curata da Parsec.

“Per la scelta dei punti di luce e dei faretti più adatti è stato necessario, partendo dal progetto architettonico, prevedere la necessità di illuminazione ai fini scenografici e funzionali di esterni ed interni” racconta ancora Leo Forte “I passi successivi sono la scelta degli apparecchi più adatti ad ogni applicazione, la simulazione dell’effetto di illuminazione nei rendering e infine le prove tecniche sul cantiere con diverse illuminazioni diurne e notturne.”

Saen5000

La caratteristica che contraddistingue il sistema SAEn5000 Parsec è la struttura multilivello a multiprocessore. Un microprocessore è dedicato ad ogni funzione ed è controllato in modo gerarchico, dalla singola unità installata su un serbatoio fino ad arrivare al personal computer da cui l’utente in modo semplice e intuitivo gestisce tutto il processo.

Nato e sviluppato appositamente per le cantine, unico nel panorama tecnologico internazionale, il sistema Parsec, grazie alla sua modularità e flessibilità, permette inoltre di ottenere una ottimizzazione e una semplificazione degli impianti nella sua globalità e quindi un sensibile ridimensionamento in quantità e ingombro delle apparecchiature e dei cavi elettrici massimizzando l’eleganza dell’installazione.

12 febbraio 2014
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The thousand bubbles of the micro-oxygenation: diffusers and microbubbles in the distribution of oxygen

In a system of micro-oxygenation, the precision and reliability of the dosage are indispensable but insufficient conditions. Oxygen, supplied in a continuous and constant mode, should be distributed to the wine in the most opportune of means until all of the supplied gas is effectively dissolved in the wine via the most homogeneous means possible.

It is here that the diffuser comes into play. Immersed a few centimetres from the base of the tank, the diffuser generates a column of fine oxygen bubbles that climb upwards, transferring the desired dose to the wine, thanks to a phenomenon of gas-liquid diffusion,.

The diffusers utilised in micro-oxygenation are of a varying nature and quality, differing in form, dimensions and materials. Generally (but not always, as we shall see further on), one deals with spargers being of a more or less porous ceramic material or of sintered steel.

There are bubbles and bubbles

DiffPiatto (3)

plane ceramic diffuser by Parsec suitable for micro-oxygenation in barriques

The fundamental thing to bear in mind is that not all diffusers are the same. The dimensions of the microbubbles impact upon the velocity of ascent and the passage of the oxygen from within the wine in dissolved form. The key is that all the oxygen supplied by the diffuser is dissolved into the wine before the bubbles reach the surface of the liquid. In the case to the contrary, there is a risk of creating a build-up of oxygen on the surface of the wine, with the possible consequent proliferation of aerobic and filmogenic microorganisms as well as the insurgence of uncontrolled oxidation phenomena.

Some will recall how, throughout the first years after the introduction of the micro-oxygenation technique into cellars, limitations were given for the height of the tanks (generally of around 2.5 metres) within which it was possible to micro-oxygenate.

A group of researchers from the University of Bordeaux, among them Audrey Devatine and Igor Chiciuc, have studied in-depth the physics of the gas bubbles in micro-oxygenation and the dynamics of oxygen transfer to the wines.

In their research, they characterised above all the dimensions of the microbubbles produced by diffusers with differing characteristics. In accordance with the differentiating microporosity and material, the various diffusers are able to produce microbubbles with diverse dimensions and greater or lesser homogeneousness (fig. 1).

diametro_pori

The distribution of the pores in diffusers for micro-oxygenation diverges in accordance with the material and shape (Devatine et al, “Oxygène et vin”, Parsec ed.)

In the study also published in “Oxygen et vin” (Parsec ed.), the same researchers evidenced the existent relationship between the bubble dimensions and the characteristics of the means and the dose of micro-oxygenation. The dimensions of the bubbles increase together with increments in the dose (range), just as occurs with the increase of the alcohol concentration, whilst not exerting a significant influence neither on the acidity nor the content of polyphenolic substances in the wine.

In a study published in 2009 on Chemical Engineering Science from the same Audrie Devatine and Martine Mietton-Peuchot, it was finally clarified that there exists a relationship between the column height along which the bubbles rise back up and the diameter of the pores of the diffuser. The authors went on to express this relationship in a mathematical model that considers all the factors at play, such as the characteristics of the wine like the alcohol content, the dissolved CO2 content and the progressive oxygen depletion of the bubble during its ascent towards the surface.

Simplifying the concept: the more one utilises a dosage system capable of dispensing low or very low doses as well as diffusers and materials able to produce fine bubbles, the more slowly these shall rise back up and it will be possible to apply micro-oxygenation to containers with heights less than the two and a half metres indicated by the first constructors.

One diffuser for each tank and for each application

The stainless steel and ceramic diffusers produce micro-bubbles in order to ensure the solubility of the injected oxygen.

The stainless steel and ceramic diffusers produce micro-bubbles in order to ensure the solubility of the injected oxygen.

Experiments have explained that, which even just with our own experiences, we had verified,” explained Giuseppe Floridia, CEO of Parsec s.r.l. “The minimum height of the vessel depends on the dosage applied, the dimensions of the bubbles produced by the type of diffuser utilised, the pressure of the oxygen outflow, as well as the continuity and homogeneity of the gaseous flow. Today, Parsec offers not only a precise and reliable dosage system, but also a vast range of spargers, from which it is possible to select those best suited to the geometry of each tank and to apply micro-oxygenation also to containers with a very low drum level such as in the barriques.

But what spargers are most suited to each application? The dimension of the bubbles depends upon the material and the adhesion force with which the bubbles in their formation are retained. Ceramic material is characterised by a lower adhesion force than steel, meaning that with an equal pore size, the bubbles produced by ceramic diffusers are finer and more homogeneous in respect of those spreading from diffusers in sintered steel. Besides the material, also the form of the sparger has an influence on the dimensions and the distribution of micro-bubbles.

Generally, with the same characteristics of the material, the ceramic diffusers are capable of producing finer and more homogeneous bubbles,” Floridia further elaborates, “and as such, they are more suitable for the micro-oxygenation of small- and medium-sized tanks, whilst those in sintered steel can be utilised in the macro-oxygenation and micro-oxygentation of vats with greater dimensions.

“Nonetheless, the form is also important. When the bubbles meet other bubbles along their route, they create the so-called coalescence phenomena, causing an increase in the average dimensions of the bubbles and a diminution in their homogeneity,” continues Floridia. “This occurs frequently in cylindrical spargers in which diffusion is via a vertical surface placed parallel to the pathway of the bubbles. To remedy this inconvenience, Parsec has invented flat diffusers, having a disk-like shape, whose surface is positioned horizontally. The bubbles distributed by these diffusers are homogeneous and extremely fine, being released in a column of liquid having a greater surface, further reducing the drum of liquid necessary for the application of micro-oxygenation.

For more information:

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

11 febbraio 2014
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Le mille bolle della micro-ossigenazione. Diffusori e microbolle nella distribuzione dell’ossigeno

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

31 dicembre 2013
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Micro-oxygénation et effets œnologiques, la flexibilité grâce à la précision du matériel.

DiffPiatto (3)L’élevage des vins rouges repose essentiellement sur un processus d’oxydation. L’évolution (positive ou négative) de la couleur, des arômes et de l’astringence se produit sous l’effet d’un seul et unique agent : l’oxygène. Et cela, indépendamment des techniques d’oxygénation ou d’aération choisies, qu’il s’agisse de soutirage, d’élevage en barriques ou de macro et micro-oxygénation. Quel que soit le vin et le style recherché, l’oxygène doit être maîtrisé : sa concentration et son maintien à un niveau faible permet d’éviter de s’exposer à divers problèmes.

L’inertage, la désoxygénation quand cela est nécessaire ainsi que la micro-oxygénation représentent les moyens de maîtriser au mieux l’oxygène présent dans les vins, selon la bonne modalité et la dose souhaitée (et ce n’est pas peu dire). Le reste n’est qu’une simple question de style et de choix, qu’un instrument aux mains du producteur et de l’œnologue.

Les critiques dont cette technique est parfois victime sont entièrement stériles : dirait-on d’un couteau à pain que c’est un instrument nuisible ? Bien sûr que non, tant qu’il ne se trouve pas entre les mains d’un enfant ou à un tueur en série.

Le monde de la recherche nous livre enfin des nouveautés intéressantes qui pourront éclaircir certains points relatifs à la bonne gestion de l’oxygène dans l’affinage des vins rouges.

Quelle quantité d’oxygène pour mon vin ?

Tandis que dans la phase de fermentation, l’oxygène est presque entièrement utilisé par les levures pour leur métabolisme, dans un vin en affinage, ce sont surtout les composés polyphénoliques (tanins et anthocyanes) qui le consomment pour les mécanismes de polymérisation.

immagine_BoultonEn exploitant les résultats de leurs études, Boulton et Singleton de l’université de Davis en Californie, deux pionniers dans l’étude des composés phénoliques et de leurs réactions dans le vin, ont élaboré un schéma représentant la relation possible entre la qualité d’un vin, exprimée par un score sensoriel, et la fourchette de consommation de l’oxygène. En considérant bien entendu que le rapport oxygène/qualité dépend du type de vin (ou plutôt de la quantité de polyphénols réactifs) et que la fourchette rapportée tient compte de tous les apports en oxygène que le vin rencontre dans sa vie (lors de la manutention, des transvasements, de l’affinage en tonneaux de bois, etc), on observe par exemple que dans les vins de type Sherry, la qualité augmente toujours en relation avec le niveau d’oxygène consommé alors que le contraire se produit pour les vins blancs. Pour les vins rouges, au contraire, on remarque une zone au sein de laquelle la qualité augmente en relation avec le niveau d’oxygène, se stabilise, puis diminue. « In medium stat virtus » tandis qu’aux extrémités, figurent les défauts de réduction ou d’oxydation, mais aussi l’absence d’évolution (vous n’avez jamais entendu parler de vins «réduits » ?) ou son excès.

La micro-oxygénation et le respect du style et des caractères variétaux

Dans les vins rouges, la concentration des différents composés phénoliques définit la structure d’un vin et offre une indication sur ses besoins en oxygène et, par conséquent, sur l’ordre de grandeur des dosages à adopter avec la technique de la micro-oxygénation.

Un vin plus tannique aura des besoins en oxygène supérieurs par rapport à un vin peu concentré et plus « fragile », pour lequel il faudra donc utiliser des dosages plus faibles et être plus attentifs à la gestion des risques liés à l’oxydation (dans toutes les phases de son élaboration, et non pas seulement lors de la micro-oxygénation) et à l’évolution des paramètres organoleptiques.

Au moment du choix du dosage, il est nécessaire de définir l’objectif et le style pour lesquels on a recours à la micro-oxygénation, c’est-à-dire l’impact œnologique recherché. N’est-on pas confronté à ce problème lors du choix de l’utilisation du bois (quantité et type de bois neuf à utiliser) ou d’un soutirage?

IMG_6820_DxO1La micro-oxygénation est parfois critiquée car elle influerait sur le profil organoleptiquedes vins, en les uniformisant et en réduisant leurs différences et typicités dans le seul but de satisfaire un goût global de vins toujours plus « faciles ». Nous répondrons à cette critique en affirmant qu’en réalité, la micro-oxygénation est un instrument avec lequel il est possible de travailler avec différents impacts et selon des dosages variables, des plus faibles et respectueux de la typicité du vin, aux plus élevés qui apportent une évolution plus marquée au vin. Le reste est essentiellement une question de style.

La technique de la micro-oxygénation des vins rouges peut être utilisée différemment et de façon plus ou moins invasive sur les caractéristiques variétales des vins.

Elle peut être utilisée à faible dose (ce que l’on appelle à « faible impact ») afin de fournir l’oxygène nécessaire à l’évolution du vin et de conserver un équilibre d’oxydo-réduction capable d’accentuer les caractéristiques variétales du cépage même en cas d’affinages de longue durée. Telle est l’approche que la société Parsec a toujours proposée depuis sa création, peut-être plus par prudence que par expérience au début, et qui s’est avérée être la meilleure au fil du temps, confirmée par l’expérience et les nouvelles connaissances acquises sur l’évolution des vins rouges.

L’autre style, que nous pouvons définir de « fort impact » sur le profil organoleptique du vin est celui dans lequel on recherche l’assouplissement de tanins et le développement de caractères olfactifs d’évolution tels que la prune ou le chocolat, même en cas d’affinages de courte durée. Un choix justifié et adapté par exemple aux vins un peu végétaux devant être préparés et consommés rapidement.

Au contraire cette approche n’est pas adaptée aux vins qui devront être soumis à de longs affinages en bouteille. Dans ce cas on cherche à mettre en valeur les qualités intrinsèques des vins : la fraicheur arômes variétaux.

L’impact recherché doit être bien clair dès le départ étant donné qu’il détermine non seulement le résultat final mais aussi la durée de garde du produit.

Un nouveau marqueur de vieillissement prématuré des vins rouges

Récemment, des chercheurs français (Dubourdieu et al., 2012) ont identifié un marqueur olfactif et aromatique lié au vieillissement prématuré des vins rouges, désigné sous le nom de Premox, qui peut être associé aux arômes de pruneau, de fruit cuit et de figue sèche. Les responsables de ces arômes seraient la γ-nonalactone et la 3-méthyl-2,4 – nonanedione (MDN) dont la formation se produirait sous des conditions oxydatives.

En particulier, la production de la γ-nonalactone semble être favorisée par certaines conditions de vinification telles qu’un degré de maturation élevé des raisins, une faible concentration en anhydride sulfureux, des pH élevés et une utilisation du bois, avec des niveaux plus élevés (même si inférieurs aux seuils de perception) relevés dans les fûts neufs plutôt que dans ceux de première ou seconde utilisation.

Même au vu de ces nouvelles découvertes, nous pouvons affirmer que l’approche la plus correcte vis-à-vis de la micro-oxygénation est celle que nous avons appelée « à faible impact » dans laquelle, on valorise au mieux la présentation des vins tout en respectant leur fraicheur et leurs caractéristiques variétales.

Les marqueurs aromatiques du vieillissement prématuré offrent un nouvel élément de connaissance quant à la relation complexe entre l’oxygène et le vin et permettent d’améliorer le contrôle des procédés en ayant un objectif à plus long terme, à savoir la phase d’affinage en bouteille, qui est malheureusement bien souvent négligée.

Comme toutes les techniques, l’utilisation de la micro-oxygénation a, elle aussi, traversé différentes périodes. À titre d’exemple, même la barrique a été utilisée sans discernement au cours des dernières décennies, pour arriver aujourd’hui à une utilisation plus rationnelle et réfléchie, dans laquelle on privilégie l’effet technologique et l’on ne recherche plus l’action de diffusion aromatique du bois et de la torréfaction.

La micro-oxygénation a également connu cela : une première période de jeunesse un peu irréfléchie, au cours de laquelle certains œnologues ont recherché un effet marqué et un impact direct sur les caractères des vins. C’est à ce style que s’adressent les critiques qui visent parfois cette technique. Mais désormais, la micro-oxygénation est, elle aussi, arrivée à maturité : on connaît mieux les réactions, on contrôle mieux les phénomènes oxydatifs et la gestion de l’oxygène. On recherche maintenant un moyen précis pour amener des vin à leur apogée toute en respectant leur typicité et leur fraicheur représentatives d’un cépage et d’un aire d’appellation. Toutefois, même lors de cette période de jeunesse, certains ont été moins irréfléchis que d’autres. Sans vouloir passer pour des donneurs de leçons, chez Parsec, nous avons toujours préconisé le procédé de faible impact de l’oxygène sur le vin.

 

30 dicembre 2013
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Micro-oxygenation and the style of winemaking, a few thoughts

DiffPiatto (3)The aging of red wines is essentially an oxidative process. This has always been the case. The evolution (positive or negative) of the features of colour, flavour and astringency takes place within the cogs of one single engine: oxygen. This is irrespective of which aeration or oxygenation technique you choose, from the racking stage, to the wooden barrel up until macro and micro-oxygenation. For each wine and for each refined style, however, the oxygen has to be managed, it should neither include too much nor too little in order to avoid complications of various types.

Micro-oxygenation is a method for managing wines more accurately, in the right manner, and with the desired dose. The rest is just a question of style and choice, a tool held by the grower and the winemaker.

Criticism sometimes levied against this technique is completely unfounded: is a breadknife a harmful tool? Obviously it isn’t, however when used in its own way it is useful and requires both brains and skill (it should not be given to a child or to a serial killer).

Finally, the research world has some exciting news which will clarify some points on the how oxygen should be managed properly in the refinement of red wines.

How much oxygen for my wine?

immagine_Boulton

from Ossigeno e Vino di Biondi Bartolini A., Cavini F., De Basquiat M., Ed. Parsec. Modified by “Principles and practice in winemaking” di Boulton R. et al., 1996. for permission of Spinger Science e Business Media. All rights are reserved.

Using the results of their studies, Boulton and Singleton, of Davis University, California, two pioneers in the study of phenolic compounds and their reactions to wine, have developed a link about the possible relationship between the quality of a wine, expressed in terms of scoring points, and the range of oxygen consumption. Whereas, of course, the ratio of oxygen/quality is dependent on the type of wine (or rather the amount of reactive polyphenols) and the range recorded takes into account all of the contributions of oxygen which the wine encounters in its lifetime (during handling, batching, oaking in wood, etc.), it has been observed that types of wines such as Sherry see their quality increase with the level of oxygen consumed, while the opposite occurs with white wines. In red, contrary to this, there is an area in which the quality grows along with the level of oxygen, this remains stationary, and then decreases. “In medium stat virtus, while at the extremes there are faults of reduction or oxidation, but also the absence of evolution (have you heard of wines becoming “stuck” in its evolution?) or its excess.

Micro-oxygenation and respect for the style and varietal features

In red wines, the concentration of the various compounds of the phenolic profile defines the structure of a wine, whilst also giving an indication as to its oxygen requirements, and consequently the order of the level of the dosages to be taken when using the technique of micro-oxygenation.

IMG_6820_DxO1A more structured wine will require more oxygen than another one less concentrated and more “fragile”. For this last wine lower dosages are required together with a greater focus on oxidative risk management and on any changes in its organoleptic parameters. This is true throughout every phase of its manufacturing process, not only during micro-oxygenation.

At the time when the dose is selected, it is necessary to define the purpose, and the style, for which you apply the micro-oxygenation and this is the impact desiderd for each the wine. The same thing doesn’t even happen when selecting how the oaking process works (how much and will new wood be required?) or when a clarification is sought?

A criticism sometimes advanced to micro-oxygenation is that it influences the flavour profile of the wines, standardises them and reduces the amount of variation and tipicity and is suitalbe for the sole purpose of “simply” experiencing a taste of global wines. The answer is that in fact micro-oxygenation is a tool with which you can work alongside various impacts and doses ranging from the lowest and those which most typically respect the wine, to the highest which cause the wine in question to undergo significant evolution. The remainder is largely a matter of style.

The technique of micro-oxygenation of red wines can be used in a different and in more or less invasive manner on the varietal features of the wines.

It can be used at discrete levels (for what we call low-impact) with the aim of providing the necessary amount of oxygen to the wine so that it can evolve and be maintained in a redox equilibrium which enhances the varietal characteristics of the grape even during periods of long-term aging. This is the approach adopted by Parsec from the earliest times, initially mainly for caution, and the one which over time the experience and new-found knowledge on the evolution of red wines has confirmed to be the most accurate.

The other style, which we call “high impact” on the organoleptic profile of wine is the one in which you are seeking the softening tannins and one which strives for the development of olfactory features of evolution such as plum or chocolate, even during periods of rapid aging. Of course, a legitimate choice, suitable for example in wines which need to be prepared in a short space of time, and which do not have a long shelf life when inside a bottle. It is a choice, however, which is not suitable for wines which will be subject to long-term refinements inside the bottle, and which cannot improve the varietal characteristics of the wine, as it favours an aromatic sweet, ripe, or overripe component.

The impact being sought should be clear from the outset because it influences not only the final results, but also, quite possibly, the life expectancy of the product.

A new marker for premature aging red wines

Recently, some French researchers (Dubourdieu et al., 2012) have identified an olfactory and aromatic marker which is linked to the premature aging of red wines, the so-called Premox, one which is associated with the characters described as prune, stewed fruit and dried figs. The responsible for these characters would be the γ-nonalacton and 3-methyl-2, 4 – nonane dione (MDN) and their formation would occur in oxidative conditions.

The production of the first one in particular seems to be favoured by some winemaking conditions such as the high degree of ripeness of the grapes, the low concentration of sulphur dioxide, the high pH value, and the use of wood, with higher levels (albeit lower than the perception threshold) being recognised in new barrels rather than in those during the first or second year of use.

Also related to these new findings, we can say that the approach towards micro-oxygenation is more closely linked to what we called “low impact” where in fact, in compliance with the varietal characteristics of the wine, the characters of oxidative evolution are neither called for nor achieved.

The aromatic markers of premature aging offer a new aspect when it comes to understanding the complex relationship between oxygen and wine, enhancing process control, and finally looking even further afield, at the period of aging inside a bottle, which unfortunately is often neglected.

As all the techniques the use of micro-oxygenation has seen various ages. Even the barrel, for example, has been used in previous decades in an indiscriminate way meaning that today it is used more rationally and maturely, which is a preference for the effects of technology and which does not rule out the actions of aromatic oak and roasting.

The same was also for micro-oxygenation: there was an initial moment of youthness, in which some winemakers went in search of a marked effect and a direct impact on the character of the wines. Is to that style to which are directed those criticism that in some cases have been made to the use of this technique. But now even micro-oxygenation has reached its maturity, it is a more widely known phenomenon, you have more control of oxidation and oxygen management also in other manufacturing processes, and what you want is not an enhancing technique, but a tool to help the wines to bring out their characters, and features from both their variety and their local region. Even in its infancy, however, some were less inconsiderate or reckless of others: not to be those who claime “we told you so,” but Parsec has always sustained a low impact of oxygen on wine…