Prove sperimentali su di un apparato atto all’ossigenazione del vino

La società Wine Design di Verona ha recentemente brevettato a livello internazionale un progetto “sistema microsfere” che prevede una linea innovativa di accessori per la degustazione e la celebrazione del vino. Caratteristica fondante del brevetto è l’utilizzo di microsfere in vetro nel momento della mescita del vino con l’intento di avere un prodotto pronto alla degustazione in tempi più rapidi.

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Figura 1: Fasi di riempimento del “Decanterino” con le microsfere in vetro. Immagine concessa da WINE DESIGN.

Il legale rappresentante dell’azienda, Arch. Carlo Benati, ha sottoscritto con il Dipartimento di Ingegneria Civile, dell’Ambiente, del Territorio e Architettura dell’Università degli Studi di Parma (DICATeA), una convenzione di ricerca per la “determinazione sperimentale dei parametri idraulici del mezzo poroso e dei principi di funzionamento di un apparato atto all’ossigenazione del vino”. Gli apparati oggetto di studio sono costituiti da un involucro in vetro a forma di calice contenente un mezzo poroso che è appunto composto da microsfere in vetro.

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Figura 2: Il “Decanterino” in fase di utilizzo (sinistra) e all’interno della propria confezione (destra). Immagine concessa da WINE DESIGN.

Le prove hanno avuto lo scopo di determinare, per via sperimentale, i principali parametri idraulici del mezzo poroso artificiale e di ricostruire le caratteristiche del moto all’interno dell’ammasso stesso insieme alle corrispondenti dinamiche di riempimento e ai tempi di svuotamento. Al fine di valutare il funzionamento del sistema e la relativa efficacia, ove possibile, si è stabilita una correlazione tra le dinamiche idrauliche proprie dell’apparato sperimentale e i contestuali fenomeni che possono favorire l’evoluzione del fluido in esame.
In particolare, si è analizzato il comportamento delle microsfere in vetro, di differente diametro, valutando sperimentalmente la porosità e la permeabilità del mezzo poroso, dando indicazioni circa la filtrazione meccanica a cui è sottoposto il fluido e determinando con un opportuno apparato sperimentale realizzato presso il DICATeA le curve di ritenzione idrica dell’ammasso filtrante. Queste ultime hanno permesso di stabilire, tra l’altro, il contenuto idrico irriducibile all’interno dell’ammasso poroso e cioè la quantità di fluido inevitabilmente intrappolata nella matrice e il regime pressorio a cui è sottoposto il fluido durante tutte le fasi della filtrazione attraverso la matrice di microsfere in vetro.

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Figura 3: Apparato sperimentale per la misura delle curve di ritenzione (cella Tempe).

Si sono poi condotte analisi circa le dinamiche di riempimento e i tempi di svuotamento del calice. La presenza della matrice solida nel mezzo poroso determina un percorso tortuoso più o meno complesso delle particelle liquide in movimento. Si può ritenere che la presenza delle microsfere in vetro provochi un continuo frazionamento e ricongiungimento delle linee di flusso che come conseguenza genera una dispersione trasversale del liquido. In seguito a questo fenomeno, il liquido subisce un rimescolamento lungo il percorso che può risultare in una distribuzione più uniforme delle proprietà del fluido stesso (concentrazioni e/o temperatura). Nonostante i fenomeni di mescolamento, il regime di moto medio risulta di tipo laminare essendo le velocità sufficientemente basse e tali da non innescare turbolenze. In fase di imbibizione, i fenomeni dispersivi aumentano notevolmente la superficie di contatto tra le molecole del liquido e la matrice solida favorendo quindi l’interazione con la fase gassosa inizialmente presente ad occupare i pori.

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