Dusík
GENERÁTOR PRO
Vinařství

Moderní enologie v současnosti zažívá malou tichou revoluci. Po éře chemie a siřičitanů toto odvětví znovu objevuje a nyní vymýšlí nové fyzikální postupy. Na druhou stranu jeden nevylučuje druhý, naopak, oba přístupy by se nyní měly integrovat do inteligentního, čistého a pohodlného procesu.
Globalizace obchodu zároveň vede k tržním cenám, které mají tendenci se přizpůsobovat, takže víno se stává surovinou jako každá jiná. Pro většinu vinařství je proto obtížné prodávat víno dráž a jedinou možností, jak si zajistit dobré marže, je snížit výrobní náklady při zachování kvality.

Úloha kyslíku v moštech a vínech je již několik let plně pochopena. Dnes se řízení ROZPUSTNÉHO KYSLÍKU v průběhu celého procesu vinifikace jeví jako základ moderní enologie. V moštu nebo ve víně se spotřebovává přítomný Kyslík. Pokud je rychlost spotřeby vyšší než rychlost rozpouštění, nedojde ke zvýšení obsahu rozpuštěného kyslíku. Naopak to způsobuje zvýšení obsahu rozpuštěného kyslíku. Za spotřebu kyslíku jsou zodpovědné především POLYFENOLY, jejichž významný obsah může odůvodnit okysličení některých bílých a růžových moštů. Je proto dobrým pravidlem pravidelně upravovat přesné množství kyslíku, které polyfenoly spotřebují, aby nedošlo ke zvýšení rozpuštěného. Optimální hladina rozpuštěného kyslíku v láhvi by měla být nižší než 0,5 mg/l, vzhledem k tomu, že každý další mg rozpuštěného kyslíku snižuje trvanlivost láhve o jeden měsíc. Fáze následující po stáčení do lahví nese název "nemoc lahví", tj. oxidačně-redukční reakce vedoucí k tomu, že rozpuštěný kyslík spotřebovává volný SO2.

Použití Dusík s sebou přináší okamžité výhody:
- snížení pracnosti a úsporu času při klíčových enologických procesech
- správné řízení rozpuštěného kyslíku
Nejlepší způsob ochrany vín před nežádoucím okysličováním je BLANÍROVÁNÍ Dusíkem. Stejně tak je STRIPPING nejlepší technikou pro odkysličení (odstranění rozpuštěného kyslíku) nebo dekarbonizaci (odstranění rozpuštěného oxidu uhličitého) vín.
K prvnímu dochází vstřikováním Dusíku až do nasycení objemů skladovaných vín a moštů, aby se zabránilo kontaktu s kyslíkem a následnému rozpuštění. Druhý se provádí vstřikováním mikrobublinek Dusíku do vína: molekuly kyslíku, které jsou nejtěkavější, jsou eliminovány jako první. V tomto případě je účinnost odkyselení funkcí koncentračního gradientu mezi kyslíkem rozpuštěným ve víně a kyslíkem obsaženým v mikrobublinách. Na druhé straně je mnohem obtížnější získat oxid uhličitý, který je ve víně podstatně lépe rozpustný.
Je třeba zdůraznit, že Dusík nemá tendenci migrovat do vína, neboť je nasycen dusíkem již při standardních teplotách (15 °C). Pro dosažení maximální účinnosti je pro blanketování a stripování zapotřebí 99,5-99,9 % čistého Dusíku. Tlak Dusíku je málo důležitý, důležité je regulovat průtok plynu podle objemu, který má být naplněn, nebo ve vztahu k průtoku vína procházejícího kanalizací. Obvykle se tlak pohybuje mezi 3 a 5 bar(g), přičemž cílem, kterého je třeba dosáhnout, je, aby na konci procesu klesl obsah rozpuštěného kyslíku pod 0,5 mg/l.

Dusík má také velkou výhodu ve srovnání s jinými inertními plyny (např. argonem): vzduch ho obsahuje přibližně 78 %. S generátorem dusíku na místě, který vyrábí dusík přímo ze stlačeného vzduchu, se náklady na materiál stávají prakticky směšnými. Dusík je tak možné inteligentně a mimořádně pohodlně začlenit do celého enologického procesu. Již jej není třeba považovat za doplňkový nástroj, ale spíše za základní techniku, kterou je třeba integrovat do různých fází práce. Následují různé fáze a relativní využití Dusíku:

VYMAČKOVÁNÍ/ŠTĚSTĚNÍ: po mechanickém oddělení hroznů od stopek se hrozny vylisují a uvolní se z nich šťáva. V této fázi je průměrný obsah kyslíku přibližně 6 mg/l. Proto je nutné zasypání dusíkem, aby se zabránilo nadměrnému příjmu rozpuštěného kyslíku ve směsi pevné hmoty a šťávy. Proto je v mnoha sklepích instalováno oddělení pro vstřikování Dusíku za čerpadlem, které napájí lis. Tlak vstřikovaného Dusíku je přibližně 4 bar(g) a závisí na vzdálenosti a manometrické výšce, kterou je třeba překonat, aby se dostal k lisu. Průtok Dusíku je přibližně 20 % průtoku čerpadla.

LISOVÁNÍ: jedná se o operaci, při níž se z hroznů získává mošt určený k vinifikaci. Aby se v této fázi zabránilo působení kyslíku, je okolní vzduch nahrazen Dusíkem. V závislosti na podmínkách použití se maximální tlak plynu pohybuje mezi 1,8 a 2 bar(g), což je obvykle více než dostatečné k extrakci celé šťávy. Sběr šťávy při průtoku Dusíku 30-50 l/min umožňuje nasycení plynného objemu nad kapalinou ve sběrné trubici.

FLOTACE: před vložením moštu do kvasných nádrží se provádí tzv. odpěnění, které mošt zbaví pevných nečistot. Také v této fázi se díky přikrytí dusíkem zamezí přispění kyslíku. Odkalování lze provádět statickým nebo sedimentačním způsobem. V tomto případě se mošt natlakuje a nasytí Dusíkem, poté se tlak sníží a vytvoří se mikrobublinky, které vynášejí nečistoty na povrch. Jedná se tedy o flotaci směrem dolů, tj. opačným směrem, než je tomu při statickém procesu. Spotřeba Dusíku se pohybuje mezi 2 % a 6 % zpracovávaného objemu.

VÝMĚNA: během macerace na slupkách se provádí tzv. výměna, kdy se tekutá fáze (hroznový mošt nebo víno při alkoholovém kvašení) vrací ze spodní části macerační nádrže směrem k horní části. U červených vín způsobuje silné vstřikování Dusíku rozbití víčka výlisků, čímž se extrahují složky pevných částí hroznů (antokyaniny, třísloviny a aromatické sloučeniny). U bílých vín umožňuje vstřikování Dusíku homogenizaci kvasu. V obou případech závisí intenzita působení na četnosti a délce výměny, přičemž dochází k významnému časovému a kvalitativnímu zisku. U bílých i červených vín je požadovaný tlak Dusíku 3 až 5 bar(g), průtok přibližně 3 % objemu, který má být znovu sestaven, a doba vstřikování mezi 1 a 3 minutami.

HOMOGENIZACE, ROZMĚŘOVÁNÍ A PŘIDÁVÁNÍ PŘÍSAD: po fermentaci přistoupíme k homogenizaci vín, k rozměřování nebo k přidávání přísad bez kyslíku. Pro vstřikování dusíku se doporučuje použít makroporézní difuzor, který je schopen produkovat velké bubliny. Čistota dusíku 99,5 % je více než uspokojivá: pokud je čistota 99,9 %, hrozí riziko odkyselení nebo dekarbonizace vína, což je ještě důležitější, pokud jsou bublinky malé. Také v tomto případě je tlak 3-5 bar(g), s dobou trvání řádově 2-3 minuty.

NALÉVÁNÍ: vstřikování Dusíku pod nízkým tlakem do sudu umožňuje odvádění vína směrem k nádrži. Tlak dusíku závisí na protitlaku daném rozdílem mezi výškou vína v sudu a výškou cílové nádrže. Například rozdíl 10 m vyžaduje 1 bar(g), přičemž průměrná doba vyprázdnění sudu o objemu 225 l je 5/6 minut. Pro optimální ochranu vína před rozpuštěným kyslíkem je možné provést také stripování na přečerpávacím potrubí.

FYZIKÁLNÍ ÚPRAVY: vstřikování Dusíku do moštu nebo vína před fyzikálními úpravami (odstřeďování, elektrodialýza, filtrace, stabilizace za studena atd.). Vstřikování dusíku obvykle probíhá mezi čerpadlem a nástroji pro ošetření, přičemž tlak na reduktoru se pohybuje mezi 3 a 5 bar(g) a průtok je proměnlivý v závislosti na potenciální dodávce kyslíku při jednotlivých ošetřeních. Doporučuje se také in-line stripování na výstupu z ošetřovacího přístroje. Průtok přibližně 15 l/min umožňuje udržet stabilní hladinu rozpuštěného kyslíku. Na konci operace je obvyklé znovu propláchnout potrubí Dusíkem o tlaku 2-3 bar(g), aby se vyčistilo a vysušilo.

BLANKETOVÁNÍ NÁDRŽÍ: jedná se o proces, který by v ideálním případě vyžadoval průběžnou analýzu přítomnosti kyslíku ve vnitřní atmosféře nádrže. Tlak Dusíku se udržuje na nízké úrovni, obvykle ne vyšší než 20 mbar, a celý objem se třikrát nebo čtyřikrát vymění, aby se dosáhlo a udrželo uspokojivé čistoty mezi 0,5 % a 1 % kyslíku. Dusík je ve skutečnosti lehčí než kyslík, takže v jeho přítomnosti poměrně rychle uniká (nádrže jsou v horní části zřídka utěsněny). Pokud je přítomnost kyslíku vysoká, je nutné zasáhnout a upravit atmosféru. Bez čidla kyslíku však není možné zjistit míru zbytkového kyslíku v atmosféře, a tedy účinně zasáhnout. Z tohoto důvodu společnost Gasgen nabízí specifické analytické senzory a řídicí systémy založené na PLC.

Přeprava vína: přeprava vína je choulostivý proces, který vyžaduje přikrytí Dusíkem, aby se zabránilo přístupu kyslíku. Vstřikování Dusíku se obvykle provádí na výstupu z přečerpávacího čerpadla pod tlakem 3-5 barů (g) a průtokem řádově 5 % objemu přepravovaného vína. Pokud je cílem také odkyselení nebo dekarbonizace vína stripováním, je třeba průtok zvýšit. Zásadní význam má pokrytí původního a cílového objemu a spojovacích hadic. V případě částečného vyprázdnění nádrže je nutné, aby objem dodávaného Dusíku dynamicky vyrovnával objem nalitého vína. Maximální průtok musí být přizpůsoben kapacitě generátoru a jeho zásobní nádrže. Po stáčení je vhodné zkontrolovat hodnoty CO2 a SO2. Proudění kanálů na konci operace zaručuje jejich vysušení a vyčištění.

Lahvování: v této fázi je důležité zabránit působení kyslíku ve víně a v prostoru u hlavy lahví pomocí Dusíku. Kyslík v láhvi má ve skutečnosti dvojí původ: kyslík již rozpuštěný na počátku a kyslík rozpuštěný v prostoru u hlavy láhve. Při vakuování podle běžné praxe (např. 200 mbar) zůstává v láhvi přibližně 5 % kyslíku. Pokud se naopak jednou vstříkne objem láhve v Dusíku a vakuum se provede dvakrát, obsah kyslíku klesne na 1 %. Pro optimální vstřikování doporučujeme vložit dovnitř láhve trubici s okamžitým průtokem mezi 10 a 20 m3/h při tlaku 5-6 barů (g). Standardní stáčení přináší až 2 mg/l rozpuštěného kyslíku, celkem je v lahvích asi 4 mg/l a hodnoty se často dotýkají nasycení. Naopak kvalitní stáčení by mělo být schopno klesnout pod 0,5 mg/l, uvážíme-li, že každý další mg rozpuštěného kyslíku zkracuje dobu použitelnosti stáčeného vína o jeden měsíc. Fáze následující po lahvování nese název "nemoc lahví", tedy oxidačně-redukční reakce, která vede k tomu, že rozpuštěný kyslík spotřebovává volný SO2.

Generátory dusíku NITROGAS® NG pro výrobu vína vyrábějí díky technologii PSA (Pressure Swing Adsorption) dusík potravinářské kvality z průmyslového vzduchu třídy 1.4.1 normy ISO 8573.1-2010. Suchý, vyčištěný vzduch ze standardního průmyslového kompresoru a systému úpravy vzduchu se v podstatě "prosévá", aby se odstranil kyslík a další stopové plyny, zatímco Dusík prochází adsorbéry. Pomocí speciálně vybraných molekulárních sít (CMS) produkují generátory dusíku NITROGAS® NG pro výrobu vína čistý dusík (až 99,999 %) s mírnou spotřebou vzduchu. Kryogenní separace vzduchu je dobře známý proces, ale konstrukční a řídicí prvky použité u Generátorů dusíku NITROGAS® NG pomáhají maximalizovat produkci plynu a snížit spotřebu vzduchu, čímž se dosahuje nejvyšší úrovně účinnosti. V důsledku toho může volba svěřit vlastní dodávky dusíku generátoru na místě namísto tradičních dodávek vést ke snížení nákladů až o 90 %.

DOBA NÁVRATNOSTI SE OBECNĚ POHYBUJE MEZI 6 A 24 MĚSÍCI.

Generátory dusíku NITROGAS® NG navíc přispívají k větší bezpečnosti pracovního prostředí, protože eliminují bezpečnostní rizika spojená s externími dodávkami, jako je skladování, manipulace a výměna vysokotlakých lahví nebo kryogenních nádrží. Závěrem lze říci, že s ohledem na všechny předchozí body jsou generátory dusíku NITROGAS® NG pro vinné sklepy vítězným řešením pro vaše vinařství, pokrývání vína a stáčení.