“AÑO DE LA PROMOCIÓN DE LA INDUSTRIA RESPONSABLE Y DEL COMPROMISO CLIMÁTICO” UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA – ICA
FACULTAD:
INGENIERÍA PESQUERA Y DE ALIMENTOS
ESCUELA
ALIMENTOS
CICLO:
SÉPTIMO
ASIGNATURA:
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DE BEBIDAS ALCOHÓLICAS Y CARBONATADAS
DOCENTE:
DOC. AVALOS SEGOVIA, NÉLIDA
Alumna:
QUEZADA HINOSTROZA,RAYZA
Proceso de ósmosis en el vino
I.
Introducción Al definirse el momento de cosecha, teniendo en cuenta la madurez de las uvas, se determinan muchas variables del proceso de fabricación: una uva más madura implica mayor nivel de azúcar, mayor nivel de alcohol, menor nivel de ácidos y pH más alto. La ósmosis permite llegar a un balance adecuado, mejorando mostos que no tengan la composición deseada, a la vez constituye una herramienta fenomenal cuando las lluvias en época de cosecha "diluyen " la calidad del vino.
II.
Revisión de la literatura
Ósmosis: La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión facilitada a través de la membrana, sin gasto de energía. La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.
Ósmosis inversa: La Osmosis Inversa consiste en separar un componente de otro en una solución, mediante las fuerzas ejercidas sobre una membrana semi-permeable. Su nombre proviene de "osmosis", el fenómeno natural por el cual se proveen de agua las células vegetales y animales para mantener la vida. También podemos decir que la ósmosis inversa es una operación unitaria mediante la cual se aplica una presión externa, comprendida entre 14 y 60 Kg/cm2, que forzará al agua a pasar a través de una membrana semipermeable produciéndose un permeado que contiene, aproximadamente, el 10% del total de sales presentes en el agua de alimentación. Este proceso depende de la adsorción preferencial del agua en la superficie de una membrana semipermeable. Es importante saber que si utilizamos una presión mucho mayor que la presión osmótica, se produce el efecto contrario, es decir los fluidos se presionan a través de la membrana, mientras que los sólidos disueltos quedan atrás Los componentes básicos de una instalación típica de osmosis inversa consisten en un tubo de presión conteniendo la membrana, aunque normalmente se utilizan varios de estos tubos, ordenados en serie o paralelo. Una bomba suministra en forma continua el fluido a tratar a los tubos de presión, y, además, es la encargada en la práctica de suministrar la presión necesaria para producir el proceso. Una válvula reguladora en la corriente de concentrado, es la encargada de controlar la misma dentro de los elementos (se denominan así a las membranas convenientemente dispuestas). La osmosis inversa es el fenómeno reversible de osmosis natural o directa que hoy constituye el nivel más fino de filtración existente, capaz de rechazar
elementos tan pequeños, como 0.0001 mm, a través de una membrana semipermeable por un proceso de difusión controlada.
Membrana semi impermeable Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micras. Por ejemplo, deja pasar las moléculas de agua que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes. Los materiales más frecuentemente utilizados en la fabricación de las membranas son el acetato de celulosa y las poliamidas aromáticas. Una membrana para realizar ósmosis inversa debe resistir presiones mayores a la diferencia de presiones osmóticas de ambas soluciones. En el caso del agua bruta con 35.000 ppm de sólidos disueltos a 25ºC, presenta una presión osmótica de aproximadamente 25 bar, pero para obtener permeado se requieren 70 bares). Además debe presentar permeabilidad al agua y rechazar un porcentaje elevado de sales.
III.
Proceso de ósmosis en el vino Para los procesos de separación controlados por la velocidad, donde el mecanismo de transporte a través de la membrana no está aún bien definido, el factor de separación se lo determina de manera experimental. Cuando se ponen en contacto dos fluidos con diferentes concentraciones de sólidos disueltos se mezclarán hasta que la concentración sea uniforme. Si estos fluidos están separados por una membrana permeable (la cual permite el paso a su través de uno de los fluidos), el fluido que se moverá a través de la membrana será el de menor concentración de tal forma que pasa al fluido de mayor concentración. (Binnie et. al. 2002).
Si una membrana separa un líquido en dos particiones, una de agua pura y otra de agua con azúcar, suceden varias cosas, explicadas a fines del siglo XIX por Van 't Hoff y Gibbs empleando conceptos de potencial electroquímico y difusión simple, entendiendo que este último fenómeno implica no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas y esto ocurre cuando las partículas que vienen se equiparan con las que aleatoriamente van, sino el equilibrio de los potenciales químicos de ambas particiones. Los potenciales químicos de los componentes de una solución son menores que la suma del potencial de dichos componentes cuando no están ligados en la solución. Este desequilibrio, que está en relación directa con la osmolaridad de la solución, genera un flujo de partículas solventes hacia la zona de menor potencial que se expresa como presión osmótica mensurable en términos de presión atmosférica, por ejemplo: "existe una presión osmótica de 50 atmósferas entre agua desalinizada y agua de mar". El solvente fluirá hacia el soluto hasta equilibrar dicho potencial o hasta que la presión hidrostática equilibre la presión osmótica. El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta. Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración. Las moléculas de agua atraviesan la membrana semipermeable desde la disolución de menor concentración, disolución hipotónica, a la de mayor concentración, disolución
hipertónica. Cuando el trasvase de agua iguala las dos concentraciones, las disoluciones reciben el nombre de isotónicas.
Ósmosis inversa Lo descrito hasta ahora ocurre en situaciones normales, en que los dos lados de la membrana estén a la misma presión; si se aumenta la presión del lado de mayor concentración, puede lograrse que el agua pase desde el lado de alta concentración al de baja concentración de sales. Se puede decir que se está haciendo lo contrario de la ósmosis, por eso se llama ósmosis inversa. Téngase en cuenta que en la ósmosis inversa a través de la membrana semipermeable sólo pasa agua. Es decir, el agua de la zona de alta concentración pasa a la de baja concentración. Si la alta concentración es de sal, por ejemplo agua marina, al aplicar presión, el agua del mar pasa al otro lado de la membrana. Sólo el agua, no la sal. Es decir, el agua se ha desalinizado por ósmosis inversa, y puede llegar a ser potable.
Aplicación en vinos En los últimos años estamos asistiendo a cambios notables que afectan a las tipologías de los vinos que se ofrecen al mercado, sobre todo en lo referente a la graduación alcohólica. Hay aspectos vitícolas y enológicos que favorecen las graduaciones alcohólicas altas y unas demandas del consumidor, al amparo de nuevas modas o por imperativos legales, que propician disminuciones en alcohol de los vinos que se ofrecen al mercado.
El clima ejerce probablemente el efecto más decisivo en la capacidad de una zona vitícola para producir uva de una calidad determinada. Diferentes observaciones apuntan probablemente a que en un futuro veremos incrementos en las temperaturas medias y variaciones de temperatura con aumento significativo en el tiempo más cálido. Algunos de los efectos generales del cambio climático en viticultura pueden dar lugar a:
Ciclos vegetativos más cálidos y largos
Estados fenológicos más tempranos
Alteración de perfiles de maduración
Déficit de agua
CO2 disponible
Produciéndose estos efectos, el desarrollo fenológico de la vid puede ser excesivamente rápido, dando lugar a una maduración alta en azúcares, con desequilibrios en otros parámetros. Si a los cambios climáticos unimos las modificaciones importantes producidas en los viñedos, tanto a nivel del abanico varietal, como de sistemas de conducción y poda, medios mecánicos utilizados en el manejo del cultivo, es lógico pensar que tenemos que adaptar parte de nuestra viticultura a nuevos modelos que permitan obtener vinos demandados por el consumidor.
Aspectos enológicos Los aspectos vitícolas comentados pueden provocar desequilibrios entre la c omponente en azúcares de los mostos y el color y estructura polifenólica, en general, de los vinos, con la consiguiente pérdida de calidad. Una
de
las
soluciones
que
se
plantean
para
estas
situaciones
es
la
DESALCOHOLIZACIÓN parcial de los mostos en proceso de fermentación o de los vinos. Se ha planteado el tratamiento por el sistema de ÓSMOSIS INVERSA, donde se separa del vino un perneado constituido por ácido acético, agua y alcohol. Después del proceso de destilación, el ácido acético y el agua vegetal son incorporados al vino de partida
Tratamientos en Vino Rosado en Proceso de Fermentación El proceso es el siguiente: el vino rosado en proceso de fermentación pasa desde el depósito pulmón a un sistema de desbastado para reducir la materia en suspensión y el CO2 disuelto. A continuación, pasa por un recipiente que actúa como equilibrador de la presión, para que la membrana del osmotizador pueda funcionar sin problemas. En el siguiente paso se realiza la ósmosis inversa: el vino rosado en proceso de fermentación llega limpio y con presión equilibrada al osmotizador, que consta de una membrana que separa la fracción vino concentrado de un permeado que contiene agua, ácido acético y alcohol. El permeado se somete a destilación mediante una columna que permite separar el alcohol, obteniendo un permeado
desalcoholizado, que se incorpora al vino rosado en proceso de fermentación de partida.
Tratamiento en vino rosado El proceso es el siguiente: el vino pasa directamente del depósito pulmón a la membrana de Ósmosis que separa la fracción vino del permeado de agua, ácido acético y alcohol. Después este permeado se somete a destilación, separando el alcohol por un lado, y el permeado desalcoholizado por otro, que se añade al vino inicial.
Las vinazas sufren en primer lugar un proceso de filtración para eliminar las materias en suspensión que pudiesen atascar las membranas. Continuación son impulsadas hacia unas membranas de ósmosis inversa que permiten el paso tanto del agua como del alcohol etílico. El permeado de la ósmosis inversa, que constituye el 90% del volumen inicial de las vinazas, se envía hacia una columna de destilación que permite recuperar el alcohol y otros productos nobles. El residuo de la columna de destilación es agua con un bajo contenido en DBO que puede enviarse hacia una planta convencional de aguas residuales urbanas. El rechazo de la ósmosis inversa, que constituye el 10% del volumen inicial de las vinazas, se envía a una columna donde se destila a baja temperatura para evitar la degradación de productos termosensibles permitiendo se recuperación. Para este proceso se utiliza una máquina de Sistemas de Filtración por Osmosis Inversa para Vinos.
IV.
Conclusiones
La ósmosis es un fenómeno físico por medio del cual a través de una membrana semi-impermeable se produce el traspaso del solvente de una solución más diluida a otra más concentrada,
Si aplicamos presión en la parte más concentrada obtendremos el fenómeno inverso, o sea, que pasaría el solvente de la parte concentrada a la más diluida, aumentando la concentración y eliminando el solvente, esto es lo que se conoce como ósmosis inversa.
La principal aplicación de estos filtros es el enriquecimiento del mosto aumentando el nivel de azúcar así como una mayor concentración de los ácidos orgánicos y aromas consiguiendo mejorar la estructura y color del futuro vino.
VI. Bibliografía
http://triwan.com/news/wine.htm
https://procesosbio.wikispaces.com/%C3%93smosis+inversa
http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93smosis
http://www.agroterra.com/p/sistemas-de-filtracion-por-osmosis-inversa-para-vinosdesde-pontevedra-3021629/3021629
