ITRM20130102A1 - Macchina polivalente per la preparazione, il dosaggio ed il controllo di additivi e coadiuvanti di processo nella produzione del vino - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“MACCHINA POLIVALENTE PER LA PREPARAZIONE, IL DOSAGGIO ED IL CONTROLLO DI ADDITIVI E COADIUVANTI DI PROCESSO NELLA PRODUZIONE DEL VINOâ€

La presente invenzione à ̈ relativa ad una macchina polivalente per la preparazione, il dosaggio ed il controllo di additivi e coadiuvanti di processo nella produzione del vino.

Molti dei processi coinvolti nella produzione del vino, quali ad esempio la reidratazione e rivitalizzazione dei lieviti, l’idratazione ed il dosaggio dei chiarificanti e la dissoluzione e dosaggio degli stabilizzanti, condizionanti e integratori, sono ancora di tipo manuale e si basano sulla professionalità e sulla affidabilità dell’operatore deputato al loro svolgimento.

In particolare, molti di questi procedimenti hanno come caratteristiche discriminanti la quantità di prodotto utilizzato, il suo grado di diluizione e la temperatura e il tempo di processo.

Inoltre, spesso la manualità dei processi comporta che gli stessi vengano eseguiti con una strumentazione poco adatta alla qualità e delicatezza degli stessi.

Un altro aspetto fondamentale dei processi sopra menzionati riguarda le direttive di preparazione dei singoli prodotti anche della stessa tipologia. Ovviamente, la gestione manuale di questa moltitudine di variabili presenta numerosi limiti, sia operativi sia funzionali.

Com’à ̈ bene noto ad un tecnico del ramo, il non corretto rispetto di uno dei parametri di processo può compromettere il risultato finale con il conseguente danno in produttività. In particolare, nel caso di elevate quantità di prodotto da impiegare nel singolo processo, sia esso fermentativo ad opera di Lieviti e Batteri sia esso flocculante ad opera di Chiarificanti, il rischio derivante da una operazione strettamente manuale à ̈ quello di non riuscire ad effettuare una totale re-idratazione del prodotto stesso oppure una sua accurata dissoluzione con il risultato di un uso eccessivo del prodotto oltre che ad una disomogeneità del trattamento con cinetiche diverse innescate nel processo. In altre parole, la manualità dei processi di cui sopra comporta il rischio di un inappropriato e/o eccessivo utilizzo di prodotti chimici con gli ovvi svantaggi in termini di produttività e certezza della conformità del prodotto alle specifiche richieste dalla produzione.

Ad oggi, nel settore enologico le innovazioni si sono basate prevalentemente sulla ricerca e sviluppo di nuove specialità chimiche o biotecnologiche, ma non hanno avuto mai un grande interesse, salvo rari casi, a sviluppare e favorire l’uso di macchinari o sistemi più o meno automatizzati atti alla preparazione e dosaggio di tali composti nel processo produttivo.

Infine, una delle mancanze della attuale produzione di vino à ̈ relativa alla carenza in alcune fasi di tracciabilità del prodotto.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina automatizzata in grado di poter realizzare una pluralità di processi relativi alla produzione del vino e le cui caratteristiche tecniche siano tali da superare gli inconvenienti dell’arte nota.

Oggetto della presente invenzione à ̈ una macchina polivalente per processi relativi alla produzione del vino, le cui caratteristiche essenziali sono riportate nella rivendicazione 1, e le cui caratteristiche preferite e/o ausiliari sono riportate nelle rivendicazioni 2-8.

Per una migliore comprensione dell’invenzione à ̈ riportata di seguito una forma di realizzazione a puro titolo illustrativo e non limitativo con l'ausilio della figura del disegno annesso, la quale illustra in maniera schematica la macchina oggetto della presente invenzione.

In figura viene indicata nel suo complesso con 1 la macchina oggetto della presente invenzione. La macchina 1 à ̈ supportata da mezzi di movimentazione noti e non illustrati per semplicità, quali ad esempio un carrello con ruote, per poter essere facilmente movimentata.

La macchina 1 comprende un serbatoio 2 di lavorazione, un gruppo di condizionamento termico 3 disposto ad agire su di una porzione inferiore del serbatoio 2, una linea di ricircolo 4 della materia in lavorazione nel serbatoio 2, un gruppo di dosaggio 5 atto ad assicurare il corretto quantitativo di materia solida e liquida da inserire nel serbatoio 2 ed una centralina di comando/controllo 6 atta a verificare le singole condizioni e a comandare le azioni della macchina in funzione di protocolli precedentemente impostati.

Il serbatoio 2 comprende una parete laterale cilindrica 7 chiusa inferiormente da una parete di fondo 8 e superiormente da un tetto 9. Nel tetto 9 à ̈ ricavata una prima apertura 10 provvista di mezzi di chiusura ed atta a permettere il carico di materiale, e una seconda apertura 11 nella quale sono alloggiati mezzi a tenuta attraversati da un miscelatore 12, la cui parte terminale à ̈ dotata di pale per realizzare la miscelazione della materia contenuta nel serbatoio 2 stesso.

Nella parete laterale 7 sono ricavate una pluralità di aperture per l’attraversamento di condutture di immissione di prodotti solidi e liquidi nel serbatoio 2 utili allo specifico processo in lavorazione come sarà di seguito descritto.

La linea di ricircolo 4 comprende un ramo di prelievo 13 connesso ad una apertura 14 ricavata nel centro della parete di fondo 8, un ramo intermedio 15 connesso al ramo di prelievo 13 mediante una valvola 16 e due rami di immissione 17a e 17b connessi al ramo intermedio 15 mediante una valvola a tre vie 18 e disposti ad attraversare la parete laterale 7 per rimettere nel cilindro 2 il materiale prelevato dal ramo di prelievo 13. Anche la valvola 16 à ̈ una valvola a tre vie in quanto à ̈ connessa oltre al ramo di prelievo 13 e al ramo intermedio 15 anche ad una conduttura di scarico 19.

La linea di ricircolo 4 comprende una pompa 20 disposta ad agire lungo il ramo di prelievo 13, un misuratore di portata massico 21 disposto lungo il ramo di prelievo 13 a valle della pompa volumetrica 20, e un raccordo 22 dotato di una propria valvola 23 ed atto ad immettere aria compressa lungo il ramo di prelievo 13 tra la pompa 20 e il misuratore di portata massico 21 allo scopo di garantire che il prodotto venga completamente scaricato senza, quindi, che parte di questo resti sulle pareti delle tubature.

Il misuratore di portata massico 21 ha una tecnologia basata sul principio di “Coriolis†, e permette di lavorare correttamente con liquidi ad alta viscosità e “multi-fase†, con un contenuto di solidi e gas. Il misuratore di portata massico 21 oltre a contabilizzare la portata istantanea e totalizzata secondo impostazioni, à ̈ in grado di fornire una misura accurata della densità (fino a /- 0,0005 g/cm³) come controllo durante il processo in corso, di misurare la concentrazione di soluzioni, sospensioni ed emulsioni come controllo qualitativo del processo ed erogare portate con densità di riferimento per la tracciabilità nel processo/dosaggio. La conoscenza di questi parametri permette alla macchina di gestire delle funzioni mai considerate prima. La misura della densità rileva la presenza degli zuccheri controllando l’attività fermentativa permettendo, così, alla macchina di inviare un segnale di allarme in caso di mancato avvio o arresto della fermentazione alcolica, oltre a gestire protocolli più complessi come nel caso dei "piedi" di fermentazione. In questo modo si evitano lungaggini improduttive di processo ed à ̈ possibile intervenire immediatamente per ripristinare il corretto svolgimento del processo.

Il ramo di immissione 17a ha una estremità di scarico estendentesi all’interno del serbatoio 2 e comprende un diffusore noto e non illustrato per semplicità. Il ramo di immissione 17b ha una estremità di scarico che si affaccia all’interno del serbatoio 2 in posizione sostanzialmente a filo con la parete laterale 7 e conformata in maniera tale da realizzare un flusso laminare tangenziale alla parete laterale 7 stessa.

Il gruppo di condizionamento termico 3 comprende il collegamento ad un circuito chiuso di acqua glicolata 24 (mostrato solo in parte) e una caldaia 25 alimentata da acqua a temperatura ambiente mediante una tubatura di alimentazione 26 sulla quale agiscono in serie un dispositivo di trattamento acqua 27a e un sensore di conducibilità 27b interfacciato con la centralina di comando/controllo 6. Dalla caldaia 25 fuoriesce una tubatura di acqua calda 28.

Il gruppo di condizionamento termico 3 comprende un sensore di temperatura 37 disposto a leggere la temperatura in una porzione di fondo del serbatoio 2 ed interfacciato con la centralina di comando/controllo 6, ed una camicia di condizionamento termico 29 disposta attorno ad una porzione inferiore della parete laterale 7 del serbatoio 2 ed atta a ricevere l’acqua calda proveniente dalla caldaia 25 attraverso la tubatura 28 e l’acqua fredda del circuito chiuso di acqua glicolata 24.

Sulla tubatura 28 e sul circuito chiuso di acqua glicolata 24 agiscono rispettive valvole 28a e 24a comandate dalla centralina di comando/controllo 6 e che determinano l’ingresso rispettivamente di acqua calda e di acqua fredda nella camicia di condizionamento termico 29.

Alternativamente, nella camicia di condizionamento termico 29 l’acqua fredda può provenire dalla tubatura 26 anziché dal circuito chiuso di acqua glicolata 24. Tale alternativa dipende dalle condizioni di temperatura ambiente.

La presenza del circuito chiuso di acqua glicolata 24 consente di utilizzare acqua a temperature notevolmente più basse per il raffreddamento del serbatoio 2 di quelle che si possono ottenere dall’uso dell’acqua della rete idrica.

Secondo una preferita forma di realizzazione, il dispositivo trattamento acqua 27a comprende una filtrazione di sicurezza a 50 µm ed un trattamento a due stadi mediante una miscela di elementi granulari rame-zinco e di carbone attivo. La miscela di rame-zinco oltre a ridurre del 98-99% la presenza di metalli pesanti solubili in acqua e di altri possibili contaminanti attraverso reazioni di ossido/riduzione, provoca danni cellulari ad organismi microbiologici patogeni o comunque non desiderati che se presenti nel processo tecnologico possono inibire o alterare la crescita dei prodotti biotecnologici da processare.

Per una corretta valutazione dell’importanza della presenza del dispositivo di trattamento acqua 27a e del sensore di conducibilità 27b va specificato che

- una concentrazione troppo elevata di sali nell’acqua di processo diminuirebbe l’efficacia del trattamento chimico (ad asempio minore rigonfiamento di bentonite) o la stabilità futura dei vini con, ad esempio, delle potenziali precipitazioni di tartrato di calcio in bottiglia.

- elevate concentrazioni di cloro nell’acqua di processo (come spesso accade nelle normali reti idriche) possono pregiudicare alcune applicazioni quali ad esempio la re-idratazione di batteri o lieviti, fino ad arrivare alla inibizione di tali microrganismi. In particolare, nel caso specifico dei batteri lattici, le schede tecniche dei produttori specificano in maniera netta la assoluta assenza di cloro nell’acqua di idratazione. Si ha, quindi, il rischio della possibile perdita del prodotto attivo, con conseguente estrema latenza del processo fermentativo, che a sua volta rende il vino soggetto a fenomeni microbiologici indigeni con potenziale formazione di molecole indesiderate quali ad esempio fenoli volatili (4-etilfenolo, 4-etilguaiacolo) e ammine biogene (principalmente istamina).

Il gruppo di dosaggio 5 comprende una bilancia 30 interfacciata alla centralina di comando/controllo 6 ed atta ad assicurare l’esatta quantità di materiale da immettere nel serbatoio 2 come impostato dal protocollo e verificato dalla centralina di comando/controllo 6 stesso.

Il gruppo di dosaggio 5 comprende, inoltre, uno o più serbatoi 31 atti ad alloggiare i additivi da inserire nel serbatoio 2 per la specifica lavorazione e una linea di immissione prodotti 32 atta ad immettere i prodotti presenti nei serbatoi 31 direttamente nel serbatoio 2 attraversando la parete laterale 7. La linea di immissione prodotti 32 comprende una pompa di dosaggio a membrana 33 interfacciata con la centralina di comando/controllo 6 ed atta a garantire l’esatto dosaggio dei prodotti destinati ad essere immessi nel serbatoio 2.

Il gruppo di dosaggio 5 comprende una linea immissione solventi 34, quali ad esempio acqua o vino, all’interno del serbatoio 2 attraversando la parete laterale 7, e dispostivi conta-litri 35 disposti ad agire direttamente sulla linea di immissione solventi 34 ed interfacciati con la centralina comando/controllo 6. In particolare, la linea di immissione soventi 34 comprende una conduttura di acqua fredda 34a connessa alla tubatura 26 e una conduttura di acqua calda 34b connessa alla tubatura 28. Le condutture 34a e 34b convergono in un miscelatore termostatico 34c interfacciato con la centralina comando/controllo 6 e da cui si estende una conduttura terminale di immissione 34d su cui agisce il dispositivo conta-litri 35.

La soluzione sopra riportata permette di utilizzare come solvente acqua purificata grazie al dispositivo di trattamento acqua 27a e al sensore di conducibilità 27b ed allo stesso tempo di regolarne la temperatura in funzione del processo da realizzare grazie alla presenza del miscelatore termico 34c.

La possibilità di immettere nel serbatoio acqua già alla temperatura desiderata offre un grande vantaggio in termini di tempo di processo e, quindi, di produttività. Infatti, in alcune macchine dell’arte nota l’acqua viene immessa nel serbatoio a temperatura ambiente e successivamente scaldata all’interno del serbatoio.

La linea di immissione solventi 34 comprende una conduttura vino 38 connessa alla conduttura terminale di immissione 34d. La presenza della conduttura vino 38 permette di immettere all’interno del serbatoio di lavorazione 2 vino come solvente necessario per particolari lavorazioni.

La macchina 1, infine, comprende una linea di alimentazione di gas inerte 36 disposta ad affacciarsi direttamente all’interno del serbatoio 2 per garantire l’atmosfera inerte all’interno del serbatoio 2 stesso come richiesto per alcuni particolari processi. Il gas inerte può essere scelto nel gruppo composto da azoto, argon, anidride carbonica e loro miscele.

La possibilità di disporre nel serbatoio di una atmosfera inerte permette di proteggere dalle ossidazioni il vino o l'acqua utilizzati come solvente durante la fase preparatoria di alcuni protocolli sensibili all’ossigeno. In particolare, la macchina 1 può utilizzare la rete di azoto delle cantina oppure può disporre di una bombola utilizzabile a bordo della macchina stessa.

La macchina come sopra descritta à ̈ in grado di realizzare processi su substrati secchi, in granuli, liquidi o in pasta, quali ad esempio la reidratazione, la rivitalizzazione e la lisi cellulare dei lieviti, oppure l’idratazione dei chiarificanti o la dissoluzione degli stabilizzanti, dei condizionanti e degli integratori.

La macchina oggetto della presente invenzione nel settore enologico costituisce l’introduzione di una modalità evoluta di operare nei processi in cantina, che privilegi l’appropriato e limitato uso dei prodotti chimici nel vino. In sostanza, con la macchina oggetto della presente invenzione si riesce a ottimizzare l’effetto delle specialità chimiche e biotecnologiche (additivi e coadiuvanti) di trattamento nel vino, massimizzando l’efficienza e l’efficacia del preparato da inserire in quel processo alimentare destinato al consumo umano.

La macchina oggetto della presente invenzione assicura al produttore la certezza, l’omogeneità e la qualità del dosaggio dei prodotti chimici, la standardizzazione e la tracciabilità del processo sul lotto di produzione; protocolli e programmi appositamente studiati altamente performanti con potenziale riduzione dei quantitativi additivati e con conseguente migliore gestione dei costi.

La macchina oggetto della presente invenzione permette il controllo dei parametri di processo eliminando la componente empirica della manualità dell’operatore. In particolare, la macchina oggetto della presente invenzione realizza una combinazione dell’azione idraulica/meccanica/termica allo scopo di ridurre e standardizzare i cicli di preparazione del principio attivo con conseguente massimizzazione dell’efficacia.

Le procedure impostate e guidate dalla centralina di comando/controllo sono in grado di guidare l’operatore in ogni protocollo delle rispettive specialità enologiche utilizzate nei processi quali la fermentazione, la chiarificazione e la stabilizzazione. La centralina di comando/controllo attraverso il programma impostato comanda e gestisce tutti gli apparati nonché la strumentazione a bordo macchina, regolandone le condizioni di funzionamento, la modalità di unione degli ingredienti, i rapporti di diluizione, la combinazione dell’azione idraulica/meccanica/termica, i tempi di riposo e azione. In altre parole, si ha la possibilità di poter avere sotto controllo il ciclo di preparazione dal punto di vista quantitativo e qualitativo, al fine di poter tracciare il dosaggio e garantire la qualità del trattamento stesso nel processo. La strumentazione della macchina controlla tutti i parametri necessari per minimizzare ogni possibilità di errore o dosaggio inefficiente: dalla pesatura dell’additivo/coadiuvante, dal controllo della conducibilità dell’acqua di base solvente, alla quantità presente nel serbatoio indipendentemente dalla presenza di schiume o di agitazione della massa in dissoluzione, alla possibilità di controllare la densità della soluzione e monitorarne l’evoluzione.

In ultima analisi va sottolineata l’importanza di poter tracciare tutti i parametri di processo permettendo la relativa storicizzazione e catena di riferibilità sul batch di produzione. In questo modo si ha il grande vantaggio di poter risalire ai relativi step procedurali permettendo al tecnico/enologo una visione critica del rapporto causa-effetto.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Macchina polivalente (1) per processi relativi alla produzione del vino, caratterizzato dal fatto di comprendere un serbatoio di lavorazione (2), un gruppo di condizionamento termico (3), una linea di ricircolo (4) della materia in lavorazione nel serbatoio (2), un gruppo di dosaggio (5) atto ad assicurare il corretto quantitativo di materia solida e liquida da inserire nel serbatoio di lavorazione (2) ed una centralina di comando/controllo (6) atta a verificare le singole condizioni e a comandare le azioni della macchina in funzione di protocolli precedentemente impostati; detta linea di ricircolo (4) comprendendo un ramo di prelievo (13) comprendente una pompa di ricircolo (20) e un misuratore di portata massico (21) interfacciato con la detta centralina di comando/controllo (6), un primo ramo di immissione (17a) avente una estremità di scarico estendentesi all’interno del serbatoio di lavorazione (2) e un secondo ramo di immissione (17b) avente una estremità di scarico che si affaccia all’interno del serbatoio di lavorazione (2) in posizione a filo con una parete laterale (7) del serbatoio di lavorazione (2) e conformata in maniera tale da realizzare un flusso laminare tangenziale alla parete laterale (7) stessa; detto ramo di prelievo (13) e detti rami di immissione (17a, 17b) essendo tra loro connessi mediante valvole comandate dalla detta centralina di comando/controllo (6); il gruppo di condizionamento termico (3) comprendendo un circuito chiuso di acqua glicolata (24), una linea di acqua di servizio (26, 28) comprendente dei mezzi di riscaldamento (25), un sensore di temperatura (37) alloggiato all’interno del serbatoio di lavorazione (2) ed interfacciato con la detta centralina di comando/controllo (6) ed una camicia di condizionamento termico (29) disposta attorno ad una porzione inferiore della parete laterale (7) del serbatoio di lavorazione (2) ed atta a ricevere acqua calda dalla detta linea di acqua di servizio (26, 28) e acqua fredda dal circuito chiuso di acqua glicolata (24) mediante rispettive valvole di immissione (28a, 24a) comandate dalla detta centralina di comando/controllo (6); detto gruppo di dosaggio (5) comprendendo uno o più serbatoi per additivi (31) atti ad alloggiare i prodotti da inserire nel serbatoio di lavorazione (2) per la specifica lavorazione, una linea di immissione prodotti (32) atta ad immettere i prodotti dai serbatoi per additivi (31) al serbatoio di lavorazione (2) e comprendente una pompa di dosaggio a membrana (33) interfacciata con la centralina di comando/controllo (6) e una linea di immissione solventi (34) all’interno del serbatoio di lavorazione (2); detta linea di immissione solventi (34) comprendendo una conduttura di acqua fredda (34a), una conduttura di acqua calda (34b), mezzi di riscaldamento (25) da cui si estende conduttura di acqua calda (34b), un miscelatore termostatico (34c) interfacciato con la centralina comando/controllo (6) ed in cui convergono le condutture di acqua fredda (34a) e di acqua calda (34b), una conduttura terminale di immissione (34d) estendentesi da detto miscelatore termostatico (34c) e su cui agisce un dispositivo conta-litri (35) interfacciato con la centralina comando/controllo (6) e una conduttura vino (38) connessa alla conduttura terminale di immissione (34d) ed atta all’immissione di vino come solvente nel serbatoio di lavorazione (2).
2. 2. Macchina polivalente (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta linea di ricircolo (4) comprende una conduttura di scarico (19) connessa al detto ramo di prelievo (13) mediante una valvola comandata da detta centralina di comando/controllo (6).
3. 3. Macchina polivalente (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto di comprendere un miscelatore (12) per realizzare la miscelazione della materia contenuta nel serbatoio di lavorazione (2).
4. 4. Macchina polivalente (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il gruppo di dosaggio (5) comprende una bilancia (30) interfacciata alla centralina di comando/controllo (6) ed atta ad assicurare l’esatta quantità di materiale da immettere nel serbatoio di lavorazione (2).
5. 5. Macchina polivalente (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il dispositivo trattamento acqua (27) comprende una filtrazione di sicurezza a 50 µm ed un trattamento a due stadi mediante una miscela di polvere rame-zinco e polvere di carbone attivo.
6. 6. Macchina polivalente (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una linea di alimentazione di gas inerte (36) disposta ad affacciarsi direttamente all’interno del serbatoio di lavorazione (2) per garantire l’atmosfera inerte all’interno del serbatoio di lavorazione (2) stesso come richiesto per alcuni particolari processi.
7. 7. Macchina polivalente (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di ruote disposte a supportare il resto della macchina (1) per una sua semplice movimentazione.
8. 8. Macchina polivalente (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detti mezzi di riscaldamento comprendono una caldaia (25) a gas disposta a riscaldare l’acqua della linea di acqua di servizio (26, 28) nel circuito chiuso di condizionamento termico della camicia e l’acqua della linea di immissione solventi (34) a circuito aperto.