Las possibilidades de tecnicas de membrana en oenologia frente el cambio climatico Michel MOUTOUNET
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- Angèline Larivière
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1 Las possibilidades de tecnicas de membrana en oenologia frente el cambio climatico Michel MOUTOUNET Unité Expérimentale de Pech Rouge Gruissan, France moutounet@supagro.inra.fr
2 Le réchauffement observé au cours du XXème siècle s est accentué ces quinze dernières années Avancée de la date des vendanges
3 Le réchauffement de la planète Elévation température de la vendange à l arrivée au chais de vinification modification de la composition quantitative des raisins teneur en sucres ph
4 Evolution des vins produits Teneurs en éthanol % vol. et + ph 3,8 4,0
5 Techniques membranaires Réduction de la teneur en éthanol des vins Abaissement du ph
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7 LES APPLICATIONS OENOLOGIQUES Les transferts de technologies ULTRAFILTRATION ELECTRODIALYSE OSMOSE INVERSE Stabilisation tartrique Acidificatin Concentration des moûts Clarification Stabilisation microbiologique MICROFILTRATION TANGENTIELLE PERVAPORATION NANOFILTRATION MEMBRANES CONTACTEURS
8 Les points communs La couche active est très fine : MEMBRANES RETENTAT Ecoulement tangentiel PERMEAT Matériau régénérable haute durée de vie
9 Les différences La force motrice appliquée La configuration des MEMBRANES et des modules Le mode de mise en œuvre et les conditions opératoires La composition physico-chimique, la dimension des pores (diamètre moyen des pores)
10 Procédés Force motrice appliquée MICROFILTRATION TANGENTIELLE Gradient de pression (1< P < 3 bars) ULTRAFILTRATION Gradient de pression (3< P < 10 bars) NANOFILTRATION OSMOSE INVERSE Gradient de pression (10< P < 40 bars) Gradient de pression (30< P < 80 bars) ELECTRODIALYSE MEMBRANES CONTACTEURS Gradient de potentiel électrique Gradient de concentration
11 membranes denses membranes poreuses osmose inverse ultrafiltration microfiltration électrodialyse tangentielle nanofiltration contacteurs à membranes taille des «pores» 2 nm 0,1 µm constituants séparés ions macromolécules: particules: sucres - protéines - micro-organismes, acides organiques - polysaccharides... - agrégats - cristaux - débris divers... contacteurs à membranes
12 Les technologies de réduction de la teneur en sucres des moûts Ultrafitration (UF) Nanofiltration (NF)
13 Les technologies de réduction de la teneur en sucres des moûts Procédé en 2 étapes UF+NF R NF Concentré de sucres MOÛT NF UF P UF R UF P NF MOÛT traité Procédé «Rédux» Vaslin Bucher
14 Les technologies de réduction de la teneur en sucres des moûts MOÛT 1000 L à 250 g.l -1 15%v/v UF 200 L à 245 g.l -1 P UF R NF NF Concentré de sucres 92 L à 500 g.l -1 R UF P NF MOÛT traité 13,5%v/v 908 L à 224 g.l L à 251 g.l L à 26 g.l -1 Procédé «Rédux» Vaslin Bucher
15 Réduction de la teneur en sucre des moûts - Vinification en blanc et rosé : Sur moût débourbé Utilisation possible de tout le volume - Vinification traditionnelle en rouge: Travail sur saignée débourbée Elimination du sucre pour l ensemble du volume de vin final - Limite : Moût très coloré (jus issu de thermo-traitement), ne permet pas une concentration importante en sucre en 2 ième étape (NF) - La NF/OI permet d avoir de meilleurs débits - Concentration 400 g/l sucre (environ) pour 80 bars de pression - Enrichissement global pour les composés retenus par l UF (moins de sucre mais extrait sec en final supérieur) COTTEREAU ITV France
16 Les technologies de réduction de la teneur en sucres des moûts Procédé en 1 étape NF MOÛT EAU de procédé Nanofiltration VIN à teneur réduite en éthanol MOÛT CONCENTRE
17 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Osmose inverse (OI) Nanofiltration (NF) Contracteur à membrane (CM)
18 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Osmose inverse Pression osmotique Pression > Pression osmotique Osmose Équilibre osmotique Osmose inverse Concentre les solutés Sélectivité des membranes eau/éthanol < 1 Nécessité de réintroduire l eau éliminée
19 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Osmose inverse (OI) / Nanofiltration (NF) Débit (OI) < (NF) Pertes en composés d arômes (OI) < (NF) Cristallisation tartrique (OI) > (NF)
20 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Contacteur membranaire eau (enrichie en éthanol) eau (sans éthanol) Vin à désalcooliser Vin désalcoolisé Membrane micro-poreuse P aq P s Immobilisation de deux interfaces Phase 3 Phase 1 (phase gaz) (phase aqueuse) Phase 2 (phase aqueuse) Module de fibres creuses de type «CrossFlow» (LiquiCel Celgard/Membrana)
21 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Contacteur membranaire (une étape) Bilan «Arômes» Calcul de perte en % : Ecart relatif (vin initial - vin final) / vin initial (ATHES et SOUCHON INRA Paris Grignon) Isoamyl acétate Hexanoate d éthyle Octanoate d éthyle Décanoate d éthyle 2 phényl éthyl acétate 15% 14% 62% 79% -4% 23% 13% 66% 80% -0,2% Flux fort Flux faible Couplage de technologies membranaires
22 Les technologies de réduction de la teneur en éthanol des vins Couplage de technologies - (OI + OI) - OI + distillation - OI ou NF + contacteur membranaire
23 Couplage de technologies : - OI + distillation ETOH Osmose Inverse 90% vol. VIN à désalcooliser R OI OI P OI distillation VIN à teneur réduite en éthanol
24 Couplage de technologies : - OI + contacteur membranaire Membrane d OI ou NF Membrane contacteur 3 à 6% vol H 2 O 7 à 13% vol 5 à 9% vol Procédé «Memstar»
25 Autres possibilités des contacteurs membranaires Ajustement du CO 2 des vins Désoxygénation simultanément CO 2 Vin Vin désoxygéné teneur fixée en CO2
26 CHOIX DES TECHNOLOGIES Préservation des qualités organoleptiques Réglementation : destination de l éthanol définition UF, NF
27 L acidification des moûts et des vins PROCEDE ELECTROMEMBRANAIRE A MEMBRANES BIPOLAIRES
28 Procédés électromembranaires Extraction des ions en solution Membranes à perméabilité sélective aux ions Membranes cationiques Membranes anioniques Membranes bipolaires Application d un champ électrique
29 Principe de fonctionnement ph abaissé BP MC BP Abaissement du ph d un Vin par association BiPolaires (BP) et + OH - K + - H + Membranes Cationiques (MC) Cathode Anode WASTE SPACER SPACER Vin ph élevé WINE TRAITED CATHODE CATIONIC MEMBRANE WINE s K+ CA++ BIPOLAR MEMBRANE ANODE WASTE CATIONIC MEMBRANE BRINE BRUT WINE
30 TYPE d APPAREIL «EURODIA» EM/BP avec stack permettant de traiter 8hl/h 1,2 m
31 Pilotage de l'intensité du courant (A) par le ph ph Débit constant EMPILEMENT Cathode BAC de CONCENTRE Vin acidifié Vin entrant 5µ Anode Rejet : solution alcaline µs ph AUTOMATISME DU PROCEDE
32 MODIFICATIONS ANALYTIQUES DES VINS ABAISSEMENT du ph Diminution de : K + Augmentation de l acidité totale
33 ACIDIFICATION DES MOÛTS ET DES VINS PAR ELECTRODIALYSE A MEMBRANE BIPOLAIRE LES AVANTAGES - Obtention du ph souhaité Méthode soustractive Une seule étape Procédé entièrement automatisable Traçabilité intrinsèque Contrôle par une mesure de ph en ligne Diminution de l amertume
34 Capacité de production 45 hl/h STABILISATION TARTRIQUE ACIDIFICATION
35 Procédé électromembranaire pour la STABILISATION TARTRIQUE OIV 1995 CE Liste des pratiques œnologiques 01/08/2001
36 Principe de l électrodialyse TH - + Cathode Vin stabilisé MA MC MA MC K + - Anode WASTE WINE TRAITED CATHODE CATIONIC MEMBRANE Electrodialyse MC/MA/MC à 2 compartiments WINE SPACER s K+ CA++ ANIONIC MEMBRANE SPACER ANODE WASTE CATIONIC MEMBRANE BRINE BRUT WINE Vin instable
37 L ELECTRODIALYSE appliquée à la stabilisation tartrique des vins Sélection de membrane adaptés Système de contrôle-commande -Test prédictif : modélisation de la cinétique de conductivité - Pilotage : consigne de conductivité µsi 0 C= f(t) temps
38 Pilotage de l'intensité du courant par la conductivité N2 SORTIE du Vin Stabilisé µs Cathode BAC de CONCENTRE 5µ µs ENTREE du Vin à Stabiliser Anode AUTOMATISME DU PROCEDE Rejet de concentré Apport d' Eau
39 Points forts de la stabilisation tartrique membranaire Traitement en fonction de l'instabilité de chaque cuvée de vin Fiabilité, assurance qualité, traçabilité, Point faible de la stabilisation tartrique membranaire Dépense en eau de procédé (10% à 3%)
40 COUPLAGE de techniques à MEMBRANES LIMPIDITE Electrodialyse à 2 compartiments STABILISATION MICROBIOLOGIQUE Microfiltration tangentielle STABILISATION TARTRIQUE
41 Filtre Terres Microfiltration tangentielle Stabilisation au froid Filtre Terres ou Centrifugation Pré filtre Membrane Electrodialyse Filtre Membranes Procédés continus certifiés
42 CONCLUSION Les techniques à membranes ont capacité à réduire - la teneur en sucres des moûts - en éthanol des vins - le ph des moûts et des vins Procédés efficaces et contrôlés
43 CONCLUSION Techniques soustractives Nouvelle ligne de traitement des vins Accès à une parfaite stabilité Outils d adaptabilité aux marchés
44 Remerciements
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