Ing. Armando Kamal Neme

INTRODUCCIÓN

Época / Equipo Objetivo/Método

principios del siglo XX vinos especiales por adición de alcohol vínico hasta una graduación suficiente para estabilizarlos.

1910/1920bodega Mendocina incorpora un evaporador de tubos horizontales

Concentración de mosto

Evaporadores al vacío:Paila de cobre estañado, conectada a una "tromba de vacío"

tª ebullición 50/60 ºC, tiempo de residencia para alcanzar 69/69 ª Brix, aprox. 1 hora.

Equipo Objetivo/Método

tecnología HTST (Hight TemperatureShort Time),

- Pasteurización y envasamiento de leche y jugos,

- Aplicación en EQUIPOS CONCENTRADORES AL VACIO DE SIMPLE Y MULTIPLES EFECTOS.

Fluido calefactor: Vapor de Agua-saturado, no recalentado durante 20/30 segundos.

El flujo pelicular del liquido (jugo), se logra mediante el sistema de flujo descendente -falling film-a través de un haz tubular, calefaccionado por vapor de caldera, que cede al jugo sus calorías, evaporando una cantidad equivalente de "agua de constitución " del mismo.

VENTAJAS:-Apto para la obtención de MCU y Manzanas. -Los jugos se concentran clarificados, despectinizados y filtrados.

Equipo Objetivo/Método

EVAPORACION EN MULTIPLES EFECTOS (hasta 6 efectos)

Ahorro de energía térmica

COMPRESION MECANICA DEL VAPOR

-Descontaminación ambiental -Obtención de agua potable, sustituye el consumo de combustibles por la energía eléctrica.- Obtención del Alcohol Carburante (99,7ªG:L:), a partir de Maíz.

Época / Equipo

Objetivo/Método

A fines de los años 50

Evaporador a placas simple efecto.Equipos para la industria de los jugos de frutas: cítricos, manzanas y peras.

Ventajas:El evaporador de placas y el evaporador CENTRY-THERM, son aptos para la concentración de jugos cítricos, que se procesan turbios, sin despectinizar, sin exceder los 50/55 º Brix.

Centrifuga de platos calefaccionados Alfa Laval

Hitos

1972 Peñaflor instala en su bodega de San Martín (S.Juan), un evaporador de triple efecto de tubos horizontales Unipectine, con inyección a presión a través de orificios en cada unos de los tubos de la calandra de evaporación, sistema de alimentación similar al de los evaporadores a placas.

1973 Eugenio Bustos (San Carlos, MZA), la planta de UVEXPORT S.A., cuyo proceso de producción fue diseñado para satisfacer principalmente la demanda de un cliente de Caracas, que requería un producto apto para diluir y fermentar.

PEÑAFLOR : planta de jugos (por dilución de concentrados) en PUERTO RICO .

- Comparación entre los jugos de uvas y de manzana:

Manzana Uva

DESTINO PRINCIPAL Consumo en fresco Industrialización

DISPONIBILIDAD Todo el año 4 meses

CONSERVABILIDAD DEL CONCENTRADO

Estable a 71ª Brix y 10ªC Inestable por cristalización y fermentaciones a 68,5 ªBrix

AZUCAR PRINCIPAL LEVULOSA GLUCOSA

ACIDO FIJO (X) MALICO (levogiro) TARTARICO (dextrogiro)

SOLUBILIDAD DE LA SAL DE POTASIO

ALTA BAJA

(x) Según un estudio del INV, la acidez inicial de las uvas es originada por el acido málico que se isomeriza a tartárico a medida que avanza la madurez .

La manzana para industria esta disponible todo el año , (ya sea proveniente del monte frutal, o del galpón de empaque que recibe del frigorífico), en cambio la uva debe ser procesada en un lapso muy breve y además el concentrado carece de estabilidad.

ESA FUE LA RAZON POR LA CUAL LA PRODUCCION DE LOS MOSTOS CONCENTRADOS DE UVAS, DEBIO BASARSE EN LA UTILIZACION DE LOS MOSTOS CONSERVADOS POR SULFITACION.

La sulfitación de los mostos de uvas y su conservación por un lapso prolongado.

Resumiendo:

no asegura totalmente su estabilidad antifermentativa.

actualmente cuestionado por posible generación de Ftalatos.

requiriere empleo de resinas EPOXI para las piletas

DESCRIPCION DEL PROCESO DE OBTENCION DE CONCENTRADOS, PARTIENDO DE MOSTOS SULFITADOS DE UVAS

Mosto sulfitado

Filtrado

Intercambio catiónico (aumento de acidez)

Desulfitación (columnas de platos perforados, arrastre con vapor directo)

Preconcentración a 45ªBrix

Enfriamiento

borras tartáricas dulces

Reconcentración a 68- 68,5ªBrix

Filtrado

Filtrado

Envasamiento y despacho

3 tratamientos térmicos: perdida por arrastre.

PROPUESTA: Empleo del CONSERVANTE AGRICOLA(alcohol vínico aprox. 90ªGL)

- Utilización propuesta desde 1985 para Jugos de Uvas destinados a la industria concentradora y exportadora de mostos.

-Practica tradicionalmente permitida por la legislación; sin embargo, la novedad que ahora se reitera.

RECUPERA CION Y RECICLADO DEL

ALCOHOL

evaporación (del agua de

constitución)

destilación del alcohol (propio o

agregado)

Aplicación de EVAPODESTILACION , contenido en el mosto o vino en procesamiento.

Logró dos importantísimos objetivos:

-Eliminación de la contaminación provocada por las vinazas (residuo liquido de la destilación).

-Ahorro energético por la aplicación de la evaporación en Múltiples efectos.

Actualmente, se encuentra en su etapa final de aprobación de la patente:

La evapodestilación, tuvo un gran desarrollo en Europa a mediados del siglo XX, en la industria del Alcohol de maíz.

PROCESO Y EQUIPO PARA LA ELABORACION DE JUGOS CONCENTRADOS DE FRUTAS POR EVAPODESTILACION

EQUIPAMIENTO PROPUESTO (PARTES)

I-II y III : cuerpos tubulares evaporadores

C1-C2-C3 :ciclones separadores de vahos

B1-B2-B3 : bombas de circulación de jugo

Columna de destilación

Condensador de Superficie

calor

calor

calor

reflujo

bomba de vacío

Jugo alcoholizado o vino

Alcohol de vino 90 ° G.L.

Mosto Concentrado 68/69 ° Brix

salida fracción

aromática

ingreso de agua de enfriamiento

agua vegetal

ingreso de vapor de caldera

retorno de condensados a caldera

agua caliente

EQUIPAMIENTO PROPUESTO (FLUJOS)

-Perdidas de alcohol durante el almacenaje y procesamiento de los mostos alcoholizados, se estiman comprendidos entre el 5 al 7% del alcohol empleado.

CARACTERÍSTICAS

- Se obtiene un alcohol sin rectificar, pero totalmente genuino y utilizable para la CONSERVACION ANTIFERMENTATIVA DE LOS MOSTOS

- Costo de producción será sensiblemente inferior al del Alcohol vínico rectificado de 96°G.L. que actualmente se obtiene en nuestras destilerías a partir de vinos y/o subproductos.

-Al evitarse la doble concentración de los mostos (que se practica para su destartarización), se mejoraran los rendimientos finales del proceso.

-Se eliminan los procesos de desulfitación y la doble concentración para detartarizar.

RESEÑA HISTÓRICA:

Hitos

Mediados de los `80

excedentes vínicos: se desnaturalizó con cloruro de sodio, con el objeto de que el único destino posible de los mismos fuese la destilación, sin prever que muchos aparatos de destilación no tolerarían la presencia de ClNa.

la política Europea de Destilación obligatoria , determino que ese continente se autoabasteciera de alcoholes vínicos y la destilación en nuestro país, quedó en desventaja como destino de los excedentes, frente a la sulfitación y concentración de mostos.

La elaboración de mostos fue creciendo , hasta la helada del 4 /11/1992

Esto determinó la desaparición temporal de los excedentes a partir de la cosecha 1993.

Hitos

una vez normalizada la producción en 1995

comienza la aplicación del llamado ACUERDO MENDOZA-SAN JUAN, el cual fija una diversificación porcentual anual obligatoria de la cosecha de uvas, hacia destinos distintos de la vinificación,

La presencia de cantidades remanentes de S02 en el producto final Mosto Concentrado,( imposible de eliminar totalmente por la aplicación de métodos exclusivamente físicos), trae como consecuencia imponer trabas, y argumentos comerciales usados para el regateo. También aleja al producto de la denominación JUGO, y la acerca en cambio a la mas usada en la practica y legislación vitivinícola, MOSTO.

Otra practica habitual que seria interesante reemplazar es la acidificación de los mostos mediante el pasaje a través de resinas de Intercambio Catiónico para la captura del Potasio (que luego son regeneradas con una solución de HCl con lo cual el ClK formado se transforma en otro contaminante).

Un método alternativo sería la corrección de la acidez mediante el empleo de CONCENTRADO DE UVAS VERDES, ricos en acido málico (levógiro, que no genera precipitados con el Potasio).

Siendo el metaloide Potasio un componente esencial de la alimentación humana, sería favorable para la valorización de los jugos mantener su contenido potásico, en vez de degradarlo a la condición de residuo contaminante de las aguas residuales.

El empleo del alcohol vínico (90/96ª G.L.) como conservante de los mostos límpidos no exigiría que el alcohol a utilizar fuera rectificado, ya que el mismo, luego de su recuperación simultanea a la obtención del Jugo Concentrado, podrá ser reciclado

Se puede predecir (tal como ha ocurrido en experiencias de laboratorio), que esos alcoholes recuperados durante la concentración en escala industrial, contendrán todos los componentes volátiles y aromáticos de la uva, componentes que con la tecnología empleada en la actualidad, se pierden durante la desulfitación.

Obtención de Jugo Concentrado de Uva (ahora si sería inobjetable esta denominación), a partir de Mostos Alcoholizados:

Mosto fresco

Centrifugación (o otro método de

clarificación rápida)

AlcoholizaciónBorras coloidales y de

tartrato de Potasio.

Mosto límpido exento de coloides

Ajuste de acidez (preferiblemente con concentrado de uvas verdes)

concentración DIRECTA a 68/70 ª

Brix

Filtración

Envasado

VENTAJAS.

UN SOLO TRATAMIENTO TERMICO

Ahorro de Energía

INCREMENTO DEL RENDIMIENTO

Por eliminación de pérdidas en la desulfitación, doble concentración y doble filtrado

APROVECHAMIENTO DE LAS BORRAS TARTARICAS.

Producción de acido tartárico y posible recuperación de ClK.

ALMACENAJE EN PILETAS SIN REVESTIMIENTO

REACTIVACION DE LA INDUSTRIA DE DESTILACIÓN DE VINOS

VENTAJAS.

POSIBILIDAD DE AUMENTAR EL GRADO BRIX PARA LA EXPORTACION

con disminución del costo de fletes y con mayor estabilidad anti fermentativa.

RECUPERACION DE COMPONENTES AROMATICOS DEL MOSTO

Al redestilar los alcoholes para la elevación del grado alcohólico

POSIBILIDAD DE OBTENCION DE CONCENTRADOS TINTOS, A PARTIR DE UVAS SEMITINTORERAS.

INVERSION PARA EQUIPAMIENTO DE RECUPERACION DE ALCOHOL Y TANQUES DE ALMACENAJE.

INVERSION INICIAL PARA GENERAR EL VOLUMEN DE ALCOHOLNECESARIO.

DESVENTAJAS

El sistema se completa con la inclusión de un intercambiador de calor a placas (no figura en el esquema), cuya misión es calentar el jugo que ingresa, aprovechando las calorías contenidas en el concentrado obtenido.

OTROS ASPECTOS:

Importancia del flujo inverso

RESUMEN:

Este proceso, es también apropiado para los derivados de los jugos vegetales, total o parcialmente fermentados.

Aprovecha las propiedades estabilizantes antifermentativas del alcohol etílico, y que además favorece la conservación de las cualidades organolépticas del producto final, al bajar la temperatura de ebullición.

Asegurar una recuperación a bajo costo del alcohol y de las fracciones aromáticas de los jugos,

permite introducir una sustancial simplificación de las etapas de fabricación

PROBABLES CONSECUENCIAS ECONOMICAS DE LA ADOPCION DEL SISTEMA PROPUESTO

-CONCENTRAR MOSTOS ALCOHOLIZADOS, para recuperar el alcohol y obtener Mostos concentrados libres de conservantes químicos.

-CONCENTRAR VINOS, con el objeto de obtener ALCOHOL (de graduación igual o mayor a 50ªG.L.), y un EXTRACTO VINICO, sobre cuyo destino y usos deberá legislar el INSTITUTO NACIONAL DE VITIVINICULTURA.

El sistema permitiría además la recuperación de la destilación de vinos, por lo tanto su aplicación favorecerá el desarrollo conjunto (en un mismo establecimiento), de la producción de mostos y alcoholes.

La captura de los componentes aromáticos de los mostos, que actualmente se pierden en el proceso de desulfitación junto con el alcohol de los mostos que ingresan con principios de fermentación, es una ventaja adicional del sistema.

CONCLUSIONES:

La producción de Mostos alcoholizados, esta prevista en la legislación vigente.

La aprobación de la LEY GENOUD, que otorgó al INV el control total en el país de los alcoholes etílico y metílico, ha facilitado la tenencia en bodega de alcohol vínico, necesaria para la alcoholización de mostos durante la cosecha.

Abre la posibilidad de recuperar la perdida industria de los AGUARDIENTES DE UVA.

¡RECUPERAR EL VIÑEDO DE ALTO RENDIMIENTO!

LA REDUCCION DEL GRADO ALCOHÓLICO DE LOS VINOS

El sistema consiste en la evaporación de una parte del mosto obtenido de la uva en procesamiento, utilizando el Agua Vegetal (AV) obtenida, para la reducción del grado azucarino del resto del mosto enviado a fermentación.

Puesto que la adopción de la compresión mecánica produce un importante ahorro en el CONSUMO DE AGUA de la planta concentradora, las principales empresas fabricantes ya proveen equipos con compresión PARCIAL de los vapores.

La conveniencia de la adopción de este sistema está relacionada con la capacidad evaporativade la planta y de la disponibilidad y costo del agua de enfriamiento.

10KWhora Ξ1000Kg Agua Evaporada

La evaporación (concentración) del mosto, puede ser conducida por el sistema que actualmente emplea la industria en la obtención de concentrados, mediante la utilización de generadores de vapor, o bien mediante la aplicación del sistema:

EVAPORADOR DE CICLO FRIGORÍFICO (ECF)

Fue diseñado para procesar jugos muy sensibles al calor (especialmente cítricos), puede funcionar a temperaturas tan bajas como 20°C, dependiendo ello del gas refrigerante empleado. Con NH3 la temperatura de evaporación utilizada es de 30°C, este valor fue empleado para los cálculos y gráficos.

El sistema además brinda la posibilidad de uso de la capacidad frigorífica en otras etapas del proceso de elaboración, cuando no se utilice el equipamiento para la obtención dc Agua Vegetal.

Pero lo importante del sistema, es que las bajas temperaturas de operación, abren la posibilidad de uso de la ECF no solo para procesar mostos, sino también para vinos

Efectos Agua Vegetal

(KAE/hora)

Sup. lntercambioN°cafios l=6m d= 1"

Caudal (Its/h)

KgsMCU/h

1 418 46 m2- 72 caños 627 202

2 836 1 cuerpo evaporador(2° efecto) + 1 cuerpo

de condensación

1254 404

EVAPORADOR DE CICLO FRIGORIFICO

229.600 Cal/ (540 + 10) °C = 418 KAE = kg de agua evaporada = Kg Agua Vegetal)

Temp.alimentaci6n= 20°C Temp. evaporaci6n 30CC. Calor evaporación = 540 Cal/Kg

Observaciones y datos para el calculo:

1 cuerpo de condensación de igual superficie de intercambio, conectado al sistema de vacío, y enfriado mediante la recirculación de un fluido enfriador circulando entre el condensador y el evaporador del equipo frigorífico.

En el ECF de doble efecto, se incorporan:

1 cuerpo de evaporación de igual superficie de intercambio más su correspondiente ciclón separador de vahos.

-Si bien en un evaporador rápido funcionando con vapor de caldera, se considera un consumo de 1,2 Kgs. de vapor por KAE (kilo de agua evaporada) en el primer efecto, en el caso del ECF ante la inexistencia de pérdidas de calor con el ambiente, se considera un rendimiento energético del 100%.

DATOS PARA EL CALCULO

-El balance térmico utilizado para el cálculo esta basado en los datos de funcionamiento de un equipo VMC de 86,4 HP a 750 rpm con desplazamiento de 456,8 m3/hora, y un aporte de 229.600 Frigorías por hora, funcionando con amoníaco.

El proceso propuesto no deja subproductos:

1)mosto concentrado

2) agua vegetal

venta como concentrado virgen

rebaja del grado.

-Debido a la baja temperatura de operación, se debe lograr un alto vacío en todo el interior del equipamiento.

Por este motivo, se propone un diseño especial, por lo cual se considera que no es necesario el uso de ciclones de desplazamiento tangencial de vahos. Por este motivo, es que se propone la adopción de los sistemas de separación de fases liquido-vapor, formando parte de cada uno de los cuerpos evaporadores, a saber:

a)separador superior en el primer efecto, con conexión próxima y directa al segundo efecto

b)separador inferior en el segundo efecto, conectado directamente al condensador.

Esta disposición, a mas de reducir costos. tiene como fin principal lograr un alto vacío en el primer efecto, para que el mosto o vino entren en ebullición a 30°C.

La adopción de un sistema de "doble efecto", si bien encarece el costo del equipamiento, disminuye sensiblemente el costo de producción.

En el caso del procesamiento de un vino de alto grado (que debería estar lo mas despojado posible del C02 disuelto), se obtendrán:

Vino "concentrado" de bajo grado alcohólico, que seguramente resultara apto para ser mezclado con el vino original del cual provino

Agua Vegetal con alcohol, con una graduación que se puede estimar un 25% (100/ 78) superior a la del vino original.

Esta agua con alcohol, puede reprocesarse separadamente en el mismo ECF, reciclando la fracción condensada en el primer efecto hacia el tanque de alimentación y obteniendo en el condensador un producto alcoh6lico de 30°G.L aproximadamente

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!!

Ing. Armando Kamal Neme