Caso práctico | ¿Cómo medir grados BRIX? Proceso de fermentación del vino

Cómo mejorar la calidad del vino con control y monitoreo automatizado.

El proceso de fermentación en la elaboración del vino convierte el jugo de las uvas en el vino que disfrutamos. Durante este proceso, las levaduras convierten los azúcares del jugo en etanol, lo que reduce la cantidad de azúcares disueltos y también la densidad del medio. Los grados Brix son la medida más utilizada en la elaboración del vino, y es una medida del contenido de azúcar disuelto en una solución acuosa.

Visualizar valores Brix	Información fiable en tiempo real	Aumento de la eficiencia

Resultados

• Mayor calidad del vino gracias al cálculo preciso del valor Brix y al control de temperatura.

• Reducción del riesgo de mediciones imprecisas debidas al uso de densitómetros, refractómetro o hidrómetro.

• Redistribución de horas laborales gracias a no necesitar comprobaciones manuales, permitiendo aprovechar mejor el personal.

• Visualización del progreso de fermentación dentro de los tanques desde moneo, el software industrial.

• Fácil instalación de componentes sobre la linea de tanques de "remontado" para vinos tintos.

Desafío

Muchas bodegas empiezan con pequeñas instalaciones, en las que los procesos manuales parecen ser rentables y faciles de implementar, pero que, a medida que una bodega crece, puede encontrarse con retos en los que esas ineficiencias operativas dificultan la ampliación de la producción de vino. Puede parecer que los componentes que se usan en un tanque son más caros, cuando en realidad ahorran costos en mano de obra y aumentan la calidad del producto de un lote al otro. La fermentación del vino es una parte increíblemente importante del proceso del vino, en la cual la levadura convierte los azucares del jugo de la uva en alcohol. A medida que la levadura convierte la sacarosa, la densidad específica del jugo disminuye siguiendo un patrón predecible que se correlaciona con el contenido de alcohol del producto final. Los grados Brix son la unidad de medida más utilizada en la elaboración del vino, y reflejan el contenido de azúcar disuelto que queda en una solución acuosa.

Los valores Brix suelen calcularse por un empleado de la bodega manualmente, el cual comprueba la progresión de la fermentación extrayendo una muestra del depósito para medirla con un instrumento manual, como un refractómetro portátil. Estos instrumentos miden el contenido actual de azúcar que queda en el vino, lo que cambia la densidad del líquido. Luego, las lecturas de brix se introducen en una computadora y se traza una curva de fermentación en un gráfico para seguir la conversión de azúcar en alcohol en el líquido en momentos concretos de tiempo.

Las desventajas de la medición manual de grados Brix son:

• Riesgo de introducir valores Brix imprecisos.
• Falta de visibilidad del progreso de la fermentación entre los puntos de medición.
• Valores Brix imprecisos debido a la variación del contenido de azúcar del jugo en las distintas zonas del tanque.

Solución - Por qué usar ifm?

ifm ofrece soluciones de automatización que se adaptan a medida que crece la producción de vino. Para automatizar la monitorización de grados Brix, las bodegas pueden añadir dos sensores de presión de la serie PI17 de ifm a una altura fija separados entre sí en el tanque de proceso de fermentación primaria. Mediante el uso de dos mediciones de sensores de presión fijos, se puede monitorear continuamente la densidad para calcular la gravedad específica (γ) o los grados Brix (Bx) utilizando las ecuaciones siguientes:

En lugar de realizar estos cálculos manualmente, los maestros IO-Link de ifm permiten enviar los datos de presión a cualquier sistema de software de nivel superior. Para proporcionar una solución completa, ifm ofrece ahora un PLC+HMI preprogramado que puede recibir los datos de temperatura y presión diferencial de los sensores y calcular automáticamente la medición Brix en tiempo real. Esto reduce la necesidad de recurrir a conocimientos especializados de programación. Basta con introducir la altura del depósito y el controlador rellenará la curva Brix en la pantalla.

Monitoreo automatizado y a distancia de grados Brix

Los sensores de presión con IO-Link de ifm, los maestros IIOT y el software moneo, ofrecen una solución escalable y con visualización en tiempo real. Esto permite la monitorización a distancia, la resolución proactiva de problemas, la optimización de la mano de obra y la mejora de la calidad del vino, o sea hacen más eficiente el proceso, proporcionando información valiosa para operaciones de cualquier tamaño. Si desea escalar su solución al máximo puede agregar nuestros gateway para conectarse a la nube y escalar al máximo la seguridad de la información de su planta gracias a su hardware dividido en 2. Ya sea en la bodega o fuera de ella, los vinicultores pueden supervisar el progreso de la fermentación en vivo y en directo, tomar decisiones basadas en datos y abordar los problemas antes de que afecten a la calidad del producto.

La supervisión continua de los cambios en los grados Brix durante la fermentación proporciona valiosos datos del proceso para garantizar que la fermentación progrese con normalidad. Proporciona un sistema de detección temprano para identificar problemas durante la fermentación. Esto permite al vinicultor realizar ajustes en el lote cuando sea posible. La automatización del acceso a los datos Brix en tiempo real proporciona:

• Mejora de calidad de los procesos y los productos.
• Aumento de la precisión gracias a los datos adicionales de los depositos.
• Sencilla recolección y visualización de datos.

Otra ventaja significativa de utilizar dos sensores de presión para calcular los grados Brix es que garantiza una representación más precisa de cómo progresa la fermentación en todo el tanque. Esto se debe a que la densidad sobre una columna de fluido mayor proporciona una medición más integral. Reduce la posibilidad de un error de muestreo que podría producirse si las mediciones se realizan manualmente desde la parte superior del tanque. La solución de ifm ofrece otra ventaja, ya que los sensores de presión pueden instalarse en la línea de bombeo de un depósito de fermentación de vino tinto. Esto permite a la bodega evitar nuevas penetraciones en el depósito y, al mismo tiempo, recibir datos Brix precisos y en tiempo real.

Tecnología utilizada

Vea la tecnología detras de esta solución.

IO-Link: Esta tecnología es la base de las soluciones de automatización escalables, y está integrada en los sensores de ifm. Esta tecnología permite a los sensores comunicar los datos de fermentación del vino a través de ethernet. La señal totalmente digital proporciona una mayor resolución gracias a la eliminación de las conversiones analógicas.

 

Sensores de presión: Los sensores de presión de la serie PI17 de ifm tienen la resolución necesaria para controlar los pequeños cambios en el contenido de azúcar para medir con precisión los grados Brix. Instale dos a una altura fija separados entre sí en el tanque de proceso de fermentación primaria.

 

PLC-HMI: Tras instalar los sensores de presión ifm PI, este controlador CR1142 con pantalla incluida, proyecta fácilmente la curva Brix en tiempo real. La serie CR puede utilizarse para el control de máquinas o para la simple visualización y supervisión.

 

Controlador edgeGateway: Para una conexión con la nube segura y sencilla. Funciona como pasarela para conectar sensores y actuadores locales con plataformas en la nube o servidores locales. Soporta protocolos estándar cómo AWS, Azure, MQTT y muchos más... Además es robusto, confiable y fácil de montar.

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Apto para redes AS-i

En Argentina suele ser muy común encontrar plantas con sistemas de comunicación AS-i; para ifm esto no es problema, contamos con los productos necesarios para estas redes. No pierdas la ventaja de utilizar un único cable y, además, sumá los beneficios de IO-Link. Con nuestros maestros AS-i, podés gestionar e implementar hasta dos segmentos de red AS-i. Controlar cada detalle nunca fue tan fácil.

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Beneficios del monitoreo Brix

La fermentación automatizada del vino contribuye a la obtención de un producto más estable y de mayor calidad. Las bodegas de cualquier tamaño se benefician de la mayor precisión a la hora de controlar el proceso de fermentación y registrar los datos históricos para su uso futuro. Tanto si se trata de pequeñas bodegas que controlan de cerca cada lote para detectar ligeras variaciones en el sabor como de bodegas comerciales que controlan cientos de depósitos de fermentación simultáneamente, el control automatizado de brix puede beneficiar a operaciones de todos los tamaños. Todo comienza con un maestro IO-Link, que permite soluciones flexibles rentables y fáciles de implementar. Los datos generados a partir de los procesos de automatización ofrecen información valiosa para introducir nuevas mejoras. Los vinicultores pueden aprovechar estos datos para ajustar sus operaciones, aumentar la eficiencia, reducir costes y mejorar continuamente la calidad del vino.