La clarificación por celulosa utiliza fibras de celulosa como medio de filtración para retener partículas en suspensión, geles, neblinas, levaduras, proteínas precipitadas y otros sólidos insolubles. En enología, la celulosa se utiliza como coadyuvante de filtración por sus excepcionales propiedades adsorbentes, capaz de retener partículas en suspensión y contribuir a la clarificación del vino.
Un filtro de profundidad de celulosa es principalmente una herramienta de clarificación. Su matriz fibrosa captura partículas, geles y neblina a través del espesor del medio. La elección correcta depende del alimento, el objetivo de calidad, el valor del producto y la estrategia de control alrededor del filtro.
Qué es la clarificación
El clarificado de las bebidas de todo tipo antes citadas es una práctica utilizada desde hace tiempo, por la cual es posible obtener unas bebidas nítidas, con a menudo una mejora igualmente de las demás propiedades como el olor, el sabor, la conservación y la estabilidad. En general, para este procedimiento, se utiliza una sustancia sólida o líquida, llamada cola (o clarificante), que se añade al líquido a tratar con el fin que interactúe con los constituyentes de la bebida cuyo contenido se desee reducir (sustancias responsables de la turbidez o de la astringencia, como por ejemplo, polifenoles, polisacáridos o proteínas).
Esta interacción provoca la precipitación de estos constituyentes. La eliminación del precipitado se hace entonces, por ejemplo, por filtración, centrifugación o decantación y trasiego, y permite obtener una bebida nítida y mejorada en sus características organolépticas.
La clarificación es un proceso esencial en la elaboración de bebidas fermentadas, ya que permite obtener productos más atractivos visualmente, estables y con un perfil de sabor limpio. Durante el proceso de fermentación, se generan partículas en suspensión como levaduras, proteínas, polisacáridos y sedimentos, que pueden afectar la apariencia y el sabor del producto final.
- Mejorar la apariencia, eliminando turbidez y partículas.
- Realzar el sabor y aroma, eliminando elementos indeseados.
- Aumentar la estabilidad, prolongando la vida útil de la bebida.
- Facilitar la filtración y el embotellado, evitando depósitos en la botella.
La celulosa como medio clarificante
Polímero natural de origen vegetal obtenido mediante tratamiento mecánico y químico de fibras vegetales, principalmente de madera y algodón. La celulosa es el componente fundamental de la pared de las células vegetales en plantas, madera y fibras naturales, y se encuentra combinada, generalmente, con sustancias como la lignina, hemicelulosas (carbohidratos más cortos principalmente pentosanos), pectinas y ácidos grasos.
La celulosa es un polímero lineal compuesto por unidades de glucosa. Las cadenas de celulosa se acoplan en haces unidos por puentes de hidrógeno. En enología, la celulosa se utiliza como coadyuvante de filtración por sus excepcionales propiedades adsorbentes, capaz de retener partículas en suspensión y contribuir a la clarificación del vino.
Se presenta en forma de fibras blancas, inodoras e insípidas, prácticamente insoluble en agua. Su aplicación es fundamental en los procesos de filtración tangencial y en la elaboración de membranas filtrantes de alta precisión.
La celulosa microcristalina representa una variante refinada, con aplicaciones específicas en estabilización y pulido final del vino. Por sus características fisicoquímicas neutras, no modifica el perfil sensorial ni la composición química del vino, convirtiéndola en un aditivo versátil autorizado en la mayoría de legislaciones vinícolas.
Su compatibilidad con otros coadyuvantes de filtración -como las tierras de diatomeas- permite su uso complementario en esquemas de clarificación complejos.
Tipos relacionados de celulosa
- Celulosas.
- Celulosa microcristalina.
- Fibra de celulosa.
- Celulosa pura.
Cómo funciona un filtro de profundidad de celulosa
Un filtro profundo de celulosa convencional funciona haciendo pasar líquido a través de una red tortuosa tridimensional. Las partículas más grandes tienden a ser capturadas más cerca de la cara aguas arriba, mientras que las partículas progresivamente más pequeñas se retienen más profundamente en la estructura.
Esta carga graduada permite que el módulo acepte una carga de sólidos mezclados con más facilidad que una barrera de superficie delgada. Es especialmente útil para alimentaciones turbias, suspensiones biológicas, precipitados y corrientes de proceso con geles blandos que cegarían rápidamente una membrana final.
Un filtro de profundidad de celulosa convencional funciona haciendo pasar líquido a través de una red tortuosa tridimensional. Las partículas más grandes tienden a ser capturadas cerca de la cara aguas arriba, mientras que las partículas progresivamente más pequeñas se retienen en el interior del medio.
El resultado depende de varios elementos:
- Distribución del tamaño de las partículas.
- Grado de poro.
- Flujo de operación.
- Carga de sólidos.
- Aumento de la presión diferencial.
- Volumen de retención.
- Compatibilidad con el producto.
- Necesidad de un pulido posterior.
Clarificación por celulosa frente a filtración con carbón activado
La elección entre un filtro de profundidad de carbón activado y uno de celulosa comienza con una simple pregunta: ¿el proceso intenta eliminar materia en suspensión o también compuestos disueltos? Un filtro de profundidad de celulosa es principalmente una herramienta de clarificación.
Un filtro de profundidad de carbón activado combina esa función de retención de profundidad con la adsorción, lo que lo hace útil cuando se debe reducir el color, el olor, las impurezas orgánicas seleccionadas u otros contaminantes disueltos. Ninguno de los dos es universalmente mejor.
| Factor de decisión | Filtro de profundidad de celulosa | Filtro de profundidad de carbón activado |
|---|---|---|
| Mecanismo primario | Captura de partículas a través de una matriz fibrosa de profundidad. | Captura de partículas más adsorción sobre carbón activado. |
| Ajuste fuerte | Clarificación, reducción de turbidez, eliminación de materia en suspensión. | Filtración de decoloración, desodorización, reducción de compuestos orgánicos disueltos seleccionados junto con clarificación. |
| Principal riesgo del proceso | Retención insuficiente o aumento temprano de la presión si la calificación es incorrecta. | Pérdida de ingredientes deseados o agotamiento prematuro de la adsorción si no se prueba la química. |
| Función típica aguas abajo | Protege las etapas de pulido o membrana de los sólidos. | Puede proteger las etapas posteriores de sólidos y contaminantes adsorbibles seleccionados. |
| La mejor evidencia de selección | Perfil de turbidez/sólidos, distribución del tamaño de partículas, curva de aumento de presión. | Esos mismos datos más la penetración de impurezas, la recuperación del producto y los resultados sensoriales o analíticos. |
| Activador de cambio | Presión diferencial, pérdida de flujo o cambio de calidad del filtrado. | Presión diferencial, pérdida de flujo o penetración de impureza objetivo, lo que ocurra primero. |
La adsorción también puede eliminar los componentes deseados. Por lo tanto, el trabajo de prueba debería medir el rendimiento y los atributos críticos de calidad, no sólo la claridad visual.
No infiera el deber de adsorción a partir de una clasificación en micras; la retención de micras y la absorción de impurezas disueltas son cuestiones de rendimiento independientes.
Un buen proceso puede incluso utilizar ambas: una etapa de carbón activado para una tarea de adsorción, seguida de una etapa de pulido de celulosa o membrana seleccionada para el control final de partículas.
Cuándo elegir la celulosa
Cuando la alimentación contiene sólidos en suspensión
Los medios de celulosa ganan su lugar cuando la turbidez, las células, las proteínas precipitadas, la levadura, los finos de carbono de un paso anterior u otra materia insoluble determinan la carga de filtración.
En esos casos, el objetivo es lograr un resultado de clarificación estable sin agregar un mecanismo de adsorción que pueda cambiar la composición del producto. Un grado de profundidad bien elegido distribuye la retención de contaminantes a través del medio en lugar de crear una torta rápida solo en la cara de entrada.
Esto es importante en procesos donde la recuperación del producto es delicada. Si la molécula, componente de sabor, pigmento o ingrediente activo deseado tiene alguna tendencia a adsorberse, una ruta de celulosa simple puede ofrecer un equilibrio de masa más predecible.
Cuando se necesita preservar el perfil del producto
Sigue siendo importante validar los extraíbles, la compatibilidad y la interacción del producto; la «celulosa» por sí sola no es una especificación completa del proceso.
Para la clarificación del bioproceso, un módulo de filtro de pila profunda de celulosa pura puede ser un punto de partida relevante cuando se requiere celulosa de alta pureza y baja precipitación.
Cuanto más ancha sea la gama de filtros lenticulares, también se pueden considerar opciones de medios compuestos. Los grados compuestos pueden ser útiles cuando la alimentación exige un equilibrio entre capacidad de carga, claridad y economía del proceso.
Cuando se necesita un control sencillo de lote a lote
La filtración profunda de celulosa suele ser más fácil de controlar cuando el objetivo de calidad son principalmente partículas. Establezca un rango de turbidez o sólidos entrantes, una ventana de flujo, un límite de presión diferencial y un criterio de aceptación de claridad o recuento de partículas.
Eso convierte el cambio en una decisión basada en evidencia en lugar de un evento del calendario. También crea una base útil antes de agregar cualquier medio de adsorción más adelante.
Aplicación en vinos y bebidas fermentadas
El vino es mucho más que una simple bebida, se trata del resultado de un concienzudo proceso donde la naturaleza, la ciencia, la tecnología, la tradición y la destreza humana se combinan.
Este término hace referencia a una técnica empleada en el ámbito de la enología para eliminar las partículas en suspensión que pueden afectar la apariencia, textura y estabilidad de la bebida. Cabe destacar que estas partículas son naturales y que son fruto del proceso de elaboración.
Durante la fermentación, el vino desarrolla ciertas impurezas como levaduras y bacterias. Estas compañeras indeseadas son las que enturbian y opacan el vino. De este modo, se consigue una bebida mucho más limpia, brillante y equilibrada.
La clarificación del vino es un paso opcional a la hora de elaborar el vino. Algunos de los productores de vino natural se saltan este paso para que los consumidores puedan probar el resultado tal cual se obtiene.
Sin embargo, es recomendable someter el vino a este proceso por varios motivos:
- Evitar que las partículas modifiquen las características organolépticas del vino.
- Preservar los aromas, el color, el sabor y los matices de la bebida.
- Reducir el contenido de componentes, como puede ser la ocratoxina A (OTA), que podrían tener efectos adversos para la salud de las personas.
- Conseguir un producto más atractivo.
- Hacer el vino más estable para su embotellado.
- Mejorar la sensación en boca.
Filtración de celulosa en el vino
La fibra de celulosa que se utiliza en la fabricación del papel procede de la madera, ya se trate de fibra virgen o de fibra recuperada. La madera, recurso natural y renovable, es por tanto la materia prima básica del sector papelero.
En enología, las fibras de celulosa se emplean como medio de profundidad para retener las partículas que permanecen después de la decantación o de la clarificación con agentes específicos.
La celulosa permite realizar una separación física de los sólidos sin introducir necesariamente un mecanismo químico de precipitación. Por sus características fisicoquímicas neutras, no modifica el perfil sensorial ni la composición química del vino.
La filtración puede utilizarse antes del embotellado, como etapa de pulido o como protección de una membrana posterior. Un filtro de pila profunda suele ser más eficaz cuando la alimentación lleva una distribución amplia del tamaño de las partículas que cuando se utiliza una membrana superficial como primer paso de clarificación.
Métodos complementarios de clarificación
Clarificación natural o sedimentación
La clarificación natural o espontánea se basa en la gravedad. Simplemente, se deja reposar el vino en tinas, barricas o depósitos dependiendo del tipo de barrica para que la fuerza de la gravedad actúe y las partículas en suspensión se vayan acumulando en el fondo con el tiempo.
Aunque algunos enólogos quedan satisfechos tras esta clarificación natural, lo cierto es que no es suficiente para limpiar totalmente el líquido. Por consiguiente, la mayoría de los productores recurren a una segunda clarificación que termine por dejar el vino impecable.
Es el método más simple y natural, basado en el principio de gravedad. Consiste en dejar reposar la bebida en un ambiente frío para que las partículas pesadas se depositen en el fondo del recipiente.
- Ideal para vinos caseros, sidras artesanales y cervezas no filtradas.
- Mantener la bebida en frío para acelerar el proceso.
- Trasvasar el líquido a otro recipiente sin remover los sedimentos.
Filtración
Se utiliza un medio físico, como filtros de papel, placas de celulosa o membranas de microfiltración, para eliminar partículas sólidas.
- La filtración gruesa retira partículas grandes.
- La filtración fina atrapa impurezas microscópicas.
- La filtración estéril elimina levaduras y bacterias, aumentando la estabilidad del producto.
La filtración profunda de celulosa suele ser una opción directa cuando el objetivo es eliminar turbidez, levaduras, sedimentos o partículas sin reducir de forma deliberada el color, el olor o los compuestos disueltos.
Agentes coagulantes
Normalmente, el proceso de clarificación consiste en añadir sustancias al vino que sirvan para arrastrar las impurezas de una manera rápida y eficaz. Dentro de las múltiples opciones que hay, podemos dividir estos agentes clarificantes en tres grandes grupos: proteicos, minerales y sintéticos.
Dentro de los proteicos están las sustancias de origen animal, como puede ser la clara de huevo, la caseína de la leche, la sangre de ternero o la gelatina, que puede ser de cerdo o de pescado.
Por otra parte, se encuentran los insumos de origen mineral. Dentro de este apartado, destaca la bentonita, una arcilla que se utiliza tanto con vinos blancos como con vinos tintos. También vale la pena mencionar los geles de sílice, que a menudo se agregan para actuar conjuntamente en la clarificación del vino con gelatina.
El tercer y último grupo es el compuesto por alternativas más modernas, como el PVPP (polivinilpolipirrolidona). Se trata de una especie de pegamento con capacidad para, entre otras cosas, reducir la astringencia en tintos jóvenes.
Proteínas vegetales
Las sustancias actualmente utilizadas para la clarificación de bebidas son ya sean de origen animal, como las gelatinas, la cola de pescado, las albúminas y las caseínas, o bien sean las de origen mineral tal como las bentonitas, los sílices y los caolines.
El aumento de estos problemas ha impulsado al solicitante a efectuar investigaciones para encontrar alternativas a las colas con base de gelatina animal, consideradas hasta la fecha como irremplazables.
Los resultados de la investigación llevada a cabo por el solicitante ha evidenciado la extraordinaria posibilidad de utilizar, en lugar de las gelatinas, las proteínas de origen vegetal para clarificar las bebidas.
Las proteínas vegetales proceden preferiblemente de leguminosas, cereales y oleaginosas, o de tubérculos, tales como las patatas. La presente invención está más particularmente adaptada a la clarificación de los vinos.
Entre las proteínas de leguminosas, se elegirán de preferencia las proteínas de soja, judías, altramuces, alfalfa, habas, guisantes. Entre las proteínas de cereales, se elegirán de preferencia proteínas de arroz, maíz, centeno, trigo, avena o sorgo.
Entre las proteínas oleaginosas, se elegirán de preferencia las proteínas de colza, girasol, lino o cacahuete. La presente invención se refiere incluso a las proteínas que son extraídas de la fruta, en particular de la uva.
Según la presente invención, se puede emplear una cualquiera de las proteínas vegetales para obtener la clarificación de las bebidas. En general, se elige la proteína en función de la tipología de las bebidas, de su destino y de la modificación a realizar (fisicoquímica y/o organoléptica).
Se pueden emplear las proteínas vegetales bajo forma sólida, en solución o en suspensión, según sus características y las condiciones de clarificación. Es igualmente posible emplear proteínas hidrolizadas o desnaturalizadas.
| Parámetro | Condición indicada |
|---|---|
| Cantidad general | 1 a 100 g de proteína equivalente en peso seco, por hectolitro de bebida a clarificar |
| Temperatura | 0 y 50ºC |
| Temperatura preferida | Temperaturas de bodega (temperaturas ambiente) |
| Tiempo de contacto | Algunos minutos y 20 días |
| Aplicación | Añadirlas agitándolas, generalmente contracorriente |
Las cantidades y las condiciones de utilización son variables según el tipo y las cantidades de sustancias a eliminar en la bebida. Para mejorar la homogeneidad de las proteínas en las bebidas a clarificar, se prefiere añadirlas agitándolas (generalmente contracorriente).
Mecanismo de acción de las proteínas vegetales
El mecanismo de acción de las proteínas vegetales en la clarificación puede describirse del siguiente modo: se añade la proteína agitándola; a los valores del pH ácido de las bebidas (2,8 a 4 para el vino), está cargada positivamente.
En función de su carga y de su hidrofobicidad, puede reaccionar, con los polifenoles y otras sustancias de las bebidas, para proporcionar unos productos insolubles. Hay por consiguiente un aumento inicial de la turbidez de la solución.
A continuación, la adición de los coagulantes va a provocar la floculación visible por la formación de un precipitado que se va a formar en el fondo, y que deja al sobrenadante nítido.
La separación definitiva del precipitado en la bebida se hará por decantación, centrifugación, filtración o cualquier otro método conocido.
La clarificación efectuada con las proteínas vegetales según la presente invención ofrece numerosas ventajas:
- Aumento de la nitidez.
- Mejora de las características organolépticas.
- Estabilización de la bebida.
- Mejora de la filtrabilidad después de la separación del precipitado.
Clarificación del mosto de uva
La clarificación del mosto de uva blanco y rosado consiste en eliminar partículas e impurezas no deseadas del mosto antes de que comience la fermentación.
Este proceso ayuda a garantizar la obtención de un mosto claro, brillante y sin sabores o aromas no deseados al eliminar las partículas terrosas, los restos de hojas y las semillas del mosto; reducir las concentraciones de residuos de metales y fitosanitarios; y refinar la expresión aromática del mosto de uva al mismo tiempo que reduce el riesgo del gusto a reducción.
Existen diferentes métodos de clarificación que utilizan los enólogos: sedimentación, flotación y centrifugación. Todos los métodos separan el mosto de uva claro que se va a fermentar de las lías gruesas e implican el uso de enzimas.
Enzimas y pectinasas
Las enzimas pectinasas ayudan a reducir la viscosidad del mosto de uva al descomponer la pectina, un carbohidrato complejo que se encuentra en las paredes celulares de la uva.
La pectina es responsable de la textura espesa y pegajosa del mosto de uva, y su descomposición conduce a una reducción de la viscosidad. Las pectinasas son enzimas que se dirigen específicamente a la pectina y la descomponen en azúcares más simples.
Esta reducción de la viscosidad puede ayudar a mejorar el flujo de mosto durante la elaboración del vino y facilitar la separación del mosto de las partículas sólidas.
Decantación del mosto
La decantación o sedimentación es un método de clarificación del mosto de uva en el que se deja reposar el mosto en un tanque durante un período para que las partículas sólidas, como hollejos de uva, semillas, impurezas y células muertas de levadura, se depositen en el fondo del tanque, permitiendo que el mosto claro se separe del sedimento.
Varios factores pueden influir en la sedimentación, como la composición del mosto, la temperatura, el pH, el tiempo, la gravedad, el diseño del tanque, el uso de auxiliares de clarificación y la adición de enzimas.
La adición de enzimas como pectinasas al mosto puede descomponer la pectina y otros carbohidratos complejos que pueden contribuir a la turbidez, lo que ayuda a mejorar la eficacia de la sedimentación.
Flotación
La flotación es otra técnica utilizada frecuentemente para separar los sólidos del mosto. Se realiza burbujeando aire o gas a través del mosto, lo que hace que los sólidos suban a la superficie y formen una espuma que se puede eliminar.
Se utilizan enzimas pectolíticas, coadyuvantes como bentonita, sol de sílice y clarificantes proteicos. Todo esto ayuda a que las partes sólidas suban a la superficie para poder separarlas del líquido.
La temperatura del mosto no puede ser inferior a 12 °C ni superior a 18 °C para un rendimiento óptimo. Un pH demasiado ácido o demasiado alcalino puede afectar a la estabilidad de la espuma y la capacidad de las partículas sólidas para flotar.
Es importante recordar que la elección de los coadyuvantes dependerá del tipo de uva y del producto final que se desee. A veces es necesario ensayar diferentes combinaciones para encontrar la mejor.
Centrifugación
Otro método de clarificación es la centrifugación. Se trata de un proceso en el que el mosto se hace girar a altas velocidades en una centrífuga, lo que permite separar las partículas sólidas y más pesadas de las líquidas y más ligeras.
Las lías son más pesadas que el líquido y se van al fondo de la centrifugadora, mientras que el mosto clarificado se recoge en la parte superior.
El uso de enzimas en este proceso puede ayudar a mejorar la eficacia de la centrifugación. Enzimas como las pectinasas pueden añadirse al mosto antes de la centrifugación para descomponer la pectina y otros carbohidratos complejos que pueden contribuir a enturbiarlo.
Ejemplo de aplicación en mostos
Los mostos sometidos a prueba provienen de diferentes regiones de la CHAMPAGNE y de la región de LUXEMBURGO. Son, en general, tratados con sulfito hasta un máximo de 50g/hl para evitar que se inicie la fermentación.
Las pruebas de clarificación se realizan en unas probetas de 200, 250 ó 500 ml y se hacen a temperatura ambiente. Cada serie comporta una partida testigo (no tratada con proteína) y una partida tratada con una gelatina ya comercializada o una enzima pectinolítica.
Antes de añadir la proteína, es necesario poner SILISOL que es un sol de sílice líquido al 30% de ácido silícico. Su acción más bien mecánica permite acelerar el proceso de clarificación. Se utiliza en la misma dosis que la proteína.
La agitación se hace por 3 inversiones sucesivas de la probeta. Las proteínas vegetales utilizadas son extraídas de cereales (trigo, arroz, avena), de leguminosas (altramuz, guisante, alfalfa, soja) y de oleaginosas (colza, girasol, lino).
La mayoría de las proteínas se presentan en forma de polvo. Algunas son en forma de granulados o de partículas más o menos grandes. En general, son parcialmente solubles y su contenido en proteína es variable (35 a 95%).
Se preparan todas con 10 g/l de proteína y no de polvo y se colocan en el agitador magnético durante aproximadamente 1 hora y 30 minutos. Las dosis sometidas a prueba varían entre 5 y 100 g/hl.
La probeta está tapada mientras dura la clarificación. Se hace el seguimiento de la clarificación midiendo la turbidez en los tiempos siguientes: 4h, 24h y 72h. A las 72h, se mide la altura del poso.
Aplicación en vinos tintos y blancos
Las proteínas son principalmente sometidas a prueba con vinos de prensa y de goteo de BURDEOS (AOC=denominación de origen controlada). Se confirman los resultados con vinos blancos y tintos procedentes de diferentes cepas y de diferentes regiones de FRANCIA.
Se realiza la clarificación del mismo modo que en un mosto, pero sin sol de sílice. Los ensayos de clarificación se realizan con unos volúmenes de vinos que oscilan entre 20 y 1000 ml en unas probetas de tamaño adecuado o en unos conos de 1 litro para los grandes volúmenes.
En el caso de los vinos, se utilizan los cereales (trigo, arroz) y las leguminosas (altramuz, alfalfa, soja). Las características de las proteínas son idénticas a las presentadas por los mostos.
Las dosis sometidas a prueba varían también entre 5 y 100 g/hl. La clarificación se realiza a temperatura ambiente. El seguimiento de la clarificación se hace midiendo la turbidez en los tiempos siguientes: 4h, 24h, 72h y/o 96h.
A las 72 ó 96 h, se observa la altura del poso y el aspecto del vino. En el sobrenadante filtrado en filtro de celulosa 0,45 μm y diluido a 1/100, se estima la composición fenólica midiendo la densidad óptica (DO) a 280 nm.
Se miden las DO a 420 nm (componente amarillo) y a 520 nm (componente rojo) con el objetivo de determinar la intensidad colorante (DO420 + DO520) y el color (DO420/DO520). Se determina también la DO a 620 nm (color azul).
Después del trasiego, se degustan los vinos. Las degustaciones se desarrollan en una o varias veces y se hacen o bien por método descriptivo comparativo o bien por prueba de diferencia (triangular).
La ficha de degustación permite puntuar los vinos del 1 al 10 según la impresión tánica (inicio, en medio, final de boca e intensidad total) y la calidad de los taninos (redondos, herbáceos, secos y amargos).
Clarificación de vinagres
Los vinagres son sobre todo los vinagres de cerveza, de sidra, de vinos tintos y de vinos blancos (vinos de Champagne). Para los vinagres de sidra y de vino tinto, la clarificación se realiza como en los vinos y para los vinagres de vino blanco como en los mostos, estando por lo tanto presente un sol de sílice.
El volumen de vinagre a clarificar puede ser de 200 a 1000 ml. Las proteínas vegetales son los cereales (guisante, trigo), las leguminosas (altramuz, alfalfa, soja) y las oleaginosas (colza, girasol).
La técnica de clarificación ha sido descrita en el caso de los vinos y de los mostos. La única diferencia es que el vinagre es tratado con sulfito antes de la clarificación en una dosis de 10 o de 20 g/hl y se realiza a veces un tratamiento previo con bentonita.
Las dosis de proteínas varían entre 5 y 50 g/hl. El seguimiento de la clarificación se refiere únicamente al seguimiento de la clarificación por medición de la turbidez a los tiempos de 4h, 24h y 48h.
Vinos blancos con tanino como complemento
Los vinos blancos de mesa proceden de la región del VENETO (ITALIA). Se han preparado las soluciones y/o suspensiones de clarificantes a partir de proteínas de cereales: arroz, maíz, trigo y de leguminosas: altramuz, alfalfa, soja.
Las dosis pueden variar de 5 a 100 g/hl. Se utilizan las proteínas con un complemento de clarificación que es un tanino.
Se disuelve en agua el tanino añadido a unas dosis comprendidas entre 1 y 40 g/hl a razón de 10 g/l. Se añaden las soluciones según la secuencia siguiente:
- Adición del tanino.
- Homogeneización por 3 inversiones sucesivas de la probeta.
- Adición de la proteína.
- Homogeneización por 3 inversiones sucesivas de la probeta.
Las temperaturas de clarificación están comprendidas entre 5 y 25ºC y los tiempos de clarificación pueden ser de hasta 48 horas. En estas condiciones, hay una formación de precipitado y aumento de la nitidez del vino.
La clarificación va seguida de la medición de la altura del poso con tiempos de 1-2-4-6-8-28-48 h así como por la medición de la turbidez en los tiempos 2-4-6-8-28-48h.
Selección práctica del sistema de clarificación
La elección del método depende de varios factores: tipo de bebida, tiempo disponible y resultados deseados. Algunas bebidas, como la kombucha, requieren métodos más suaves, mientras que en el vino se puede recurrir a agentes clarificantes.
Si se busca una bebida cristalina, la filtración o los coagulantes son opciones adecuadas; si se prefiere un proceso más natural, la sedimentación o el frío pueden ser mejores opciones.
La selección de medios es sólo una parte de la decisión; el grado de poro, el flujo, el aumento de presión, el volumen de retención, la compatibilidad y el pulido posterior también son importantes.
Procedimiento de selección en cinco pasos
1. Definir el objetivo de eliminación
Enumere lo que se debe reducir: turbidez, recuento de partículas, turbidez visible, color, olor, una impureza nombrada o una combinación. Indique la condición de salida requerida y cómo se medirá.
El «líquido transparente» no es suficiente para un proceso crítico porque no dice nada sobre los contaminantes solubles o el control de partículas finas.
2. Caracterizar la alimentación
Registre el pH, la temperatura, la viscosidad, el flujo, la carga de sólidos, el carácter de las partículas y la variabilidad entre lotes.
Un promedio nominal no es suficiente: los sólidos más altos y las condiciones de color más intensas a menudo determinan la longitud de tirada utilizable.
3. Proteger la recuperación del producto
Para un filtro profundo de celulosa, confirme que el producto objetivo no sea retenido de manera inaceptable por el medio. Para el carbón activado, realice un estudio de balance de masa a pequeña escala que pruebe tanto la reducción de impurezas como el rendimiento.
Analice el primer filtrado, una muestra de mitad de análisis y una muestra de final de análisis. Esto ayuda a distinguir la capacidad de adsorción de un efecto acondicionador inicial.
4. Seleccionar el tren de filtración
Los líquidos con alto contenido de sólidos pueden necesitar un prefiltro grueso antes de una clasificación de profundidad más fina. Un producto que requiera control final de carga biológica o partículas puede necesitar una membrana aguas abajo.
Especifique dónde se ubica cada filtro y para qué está diseñado. La filtración profunda debe proteger las etapas posteriores y mantener una calidad de filtrado compatible con el proceso.
5. Establecer criterios de cambio
Defina la presión diferencial máxima permitida, el flujo mínimo en una condición de bomba establecida y los límites de calidad del filtrado.
Un módulo no debe permanecer en línea simplemente porque todavía pasa líquido; debe seguir cumpliendo el requisito de calidad pertinente.
Aplicaciones de la clarificación por celulosa
Bebidas y alimentos líquidos
Para un flujo de bebida con levadura, turbidez y sólidos suspendidos, pero sin requisitos de corrección de color u olor, la filtración profunda de celulosa suele ser la ruta directa a investigar.
Puede eliminar la carga de sólidos antes del pulido final. Si el mismo producto tiene una nota desagradable, un remanente de color o una impureza adsorbible que debe reducirse, se puede evaluar un filtro de profundidad de carbón activado, con especial atención a la recuperación del sabor y el aroma.
Bioprocesos
Al clarificar un líquido biológico sensible a un producto, la prioridad suele ser una alta recuperación y una baja alteración del producto.
Un medio profundo de celulosa pura puede resultar atractivo porque se centra en la clarificación de partículas. El propietario del proceso debe confirmar la adsorción, los extraíbles, la disminución del flujo y la protección de la membrana aguas abajo en condiciones representativas.
Productos químicos finos
Los procesos de química fina a menudo presentan un problema mixto: los finos o precipitados del catalizador coexisten con cuerpos coloreados o subproductos orgánicos.
Si la clarificación por sí sola lo logra, utilice la ruta profunda más simple. Si es necesaria una reducción del color, pruebe un módulo de carbón activado y controle tanto el rendimiento del producto como la penetración de impurezas.
Celulosa y materiales celulósicos avanzados
Existen diversos tipos de nanocelulosa que pueden ser clasificados en diferentes subcategorías en función de la forma, dimensión, función, método de fabricación, entre otros.
La celulosa microfibrilada (CMF) se obtiene mediante tratamientos mecánicos intensos de refino y desestructuración. La CMF tiene una anchura de 20-100 nm y la longitud varía entre 500 a 2000 nm.
La celulosa nanofibrilada (CNF) tiene un diámetro comprendido entre 20-50 nanómetros y una longitud que varía entre los 500 a 2000 nanómetros.
Las nanofibras se obtienen mediante pre-tratamientos mecánicos, enzimáticos y/o químicos seguidos de una etapa de desestructuración mecánica preservando la región no-cristalina.
La celulosa nanocristalina (CNC) se obtiene mediante un tratamiento de hidrólisis ácida, normalmente con ácido sulfúrico, en el que se elimina la parte amorfa de la celulosa.
El diámetro está comprendido entre los 5 y 50 nanómetros y la longitud tiene un rango de 100 a 500 nanómetros.
La celulosa bacteriana (CB) es un polímero extracelular sintetizado a partir de la fermentación de microorganismos, principalmente por bacterias del género Acetobacter.
Una de las principales características de la celulosa bacteriana que la diferencian de la celulosa proveniente de las plantas es, por un lado, su pureza química y, por otro lado, la ausencia de hemicelulosa y lignina.
Esta celulosa de origen bacteriano es idéntica en composición química a la celulosa vegetal, aunque presenta diferencias significativas respecto a su conformación estructural.
Control de calidad durante la clarificación
La eficiencia de la clarificación no debe evaluarse únicamente por la apariencia visual. Es necesario comprobar la turbidez, el comportamiento del filtro, la presión diferencial, la recuperación del producto y, cuando corresponda, el color, el olor y la composición química.
- Medición de la turbidez antes y después del tratamiento.
- Seguimiento del aumento de presión.
- Control del flujo y del volumen procesado.
- Observación de la altura y compactación del poso.
- Evaluación del sobrenadante.
- Control del perfil sensorial en bebidas.
- Medición de la composición fenólica en vinos.
- Comprobación de la estabilidad durante el almacenamiento.
En los vinos, la clarificación puede acompañarse de mediciones de densidad óptica a 280 nm, 420 nm, 520 nm y 620 nm para evaluar la composición fenólica y el color.
La prueba debe realizarse con una muestra representativa de la alimentación y, cuando sea posible, con condiciones normales y extremas de operación. La variabilidad entre lotes puede modificar tanto la capacidad del medio como la calidad final del filtrado.
Ing. Antonio Sánchez (Filtración Selectiva de Tequila para eliminación de compuestos no deseados)
tags: #clarificacion #por #celulosa
Publicaciones populares:
- Reemplazo y mantenimiento del filtro de aire Cevik PRO50VX
- Cómo funciona el Xiaomi Mi Purifier de Aire 3H y qué lo diferencia
- Filtro de aire cónico para Citroën C4 Cactus: rendimiento y instalación
- Funcionamiento y recuperación de la planta de agua de Palafrugell
- Guía sobre mascarillas para manchas oscuras y tratamientos despigmentantes naturales