New oenological technology for adaptation to climate change: reduction of alcohol content during wine fermentation through stripping, with fermentative CO₂

Abstract

The capture and valorization of fermentative co2 have been developed for several years by the company w platform for internal uses, notably in the cellars: inerting, cooling, reduction of water consumption, extraction, with aroma valorization. in a context of climatic warming during the vegetative cycle, grapes are currently harvested with a significant sugar concentration, a phenomenon that is expected to intensify in the coming decades. the high alcohol content of the resulting wines goes against the demand of customers who are seeking high-quality wines with less alcohol. technologies for correcting alcohol levels, according to oiv oeno resolution 394b-2012, are currently authorized for three techniques: partial vacuum evaporation, membrane techniques, and distillation with restrictions. during the fermentation process, sugars transform into alcohols, generating carbon dioxide which typically escapes through the chimneys of tanks, and into the cellar if the tanks are indoors. one can perceive the aromas associated with the release of co2, but generally, it is not realized that this often accompanies a high alcohol content. when co2 is cooled in an exchanger, it turns into a hydroalcoholic solution, which can reach ethanol concentrations exceeding 50%. stripping consists of recycling “dry” co2 in the form of fine bubbles at the bottom of the fermentation tank to absorb alcohol and water to reduce the alcohol content in fermenting wines. based on this observation, the company w platform has developed a solution for recycling fermentative co2 in the tank, through stripping with the lessalco process, to enhance the alcohol evaporation phenomenon, which involves: + capturing co2 at the top of the tank + condensing water, alcohol, and aromas + recycling dry co2 at the bottom of the tank this technique allows the fraction of evaporation linked to co2 to absorb alcohol and consequently reduce the alcohol content in the wine at the end of fermentation, while limiting, compared to other techniques, the impact on wine quality. this physical process, which integrates a circular economy vision, operates without the consumption of chemical inputs and with low energy impact. since co2 is produced simultaneously with the fermentation process, there is no need to store it for reuse. furthermore, the implementation of co2 capture contributes to the comfort and safety of personnel. initial stripping trials in the laboratory and on-site during fermentation have shown a potential alcohol reduction of 20%, in accordance with current regulations, with no major impact on the characteristics and quality of wines. new trials supervised by the dgccrf (direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes) are planned in several french cellars in 2024, with different production processes. the objective of the communication is to present this new dealcoholization approach, with the initial results from the experimental phase, and to put its application into perspective, according to the objectives sought.

Nouvelle technologie œnologique d’adaptation aux changements climatiques : réduction du degré alcoolique au cours de la fermentation des vins par stripping, avec le CO2 fermentaire

La captation et la valorisation du co2 fermentaire sont développées depuis plusieurs années par la société w platform pour des usages internes notamment aux chais : inertage, froid, réduction des consommations d’eau, extraction, avec valorisation d’arômes.  Dans un contexte de réchauffement climatique au cours du cycle végétatif, les raisins sont aujourd’hui récoltés avec une concentration en sucre importante, phénomène qui devrait s’accentuer au cours des prochaines décennies. Le degré alcoolique élevé des vins qui en résultent va à l’encontre de la demande des clients qui sont à la recherche de vins de qualités avec moins d’alcool.  Les technologies de corrections des teneurs en alcool, selon la résolution oiv oeno 394b-2012, sont actuellement autorisées pour trois techniques: évaporation partielle sous vide, techniques membranaires, distillation avec des restrictions.  Pendant les processus de fermentation, les sucres se transforment en alcools, générant du dioxyde de carbone qui s’échappe généralement par les cheminées des cuves, et dans le chai si les cuves sont à l’intérieur. On peut alors percevoir les arômes associés au dégagement de co2, mais en général, on ne réalise pas que cela s’accompagne souvent d’une forte teneur en alcool. Lorsque le co2 est refroidi dans un échangeur, il se transforme en une solution hydroalcoolique, pouvant atteindre des concentrations en éthanol dépassant les 50%. Le stripping consiste à recycler du co2 « sec » sous forme de fines bulles en pied de cuve de fermentation afin de se charger en alcool et en eau pour réduire le taux d’alcool dans les vins en fermentation.  Fort de ce constat, la société w platform a développé une solution de recyclage du co2 fermentaire dans la cuve, par stripping avec le procédé lessalco, pour augmenter le phénomène d’évaporation d’alcool, qui consiste à :  + capter le co2 en tête de cuve + condenser eau, alcool et aromes + recycler le co2 sec en pied de cuve cette technique permet à la fraction d’évaporation liée au co2 de se charger en alcool et par conséquent de réduire le taux d’alcool dans le vin en fin de fermentation, tout en limitant, comparativement à d’autres techniques, l’impact sur la qualité des vins. Ce processus physique, qui associe une vision d’économie circulaire, intervient sans consommations d’intrants chimiques et avec un faible impact énergétique. Le co2 étant produit en même temps que le processus de fermentation, il n’est pas nécessaire de le stocker pour le réutiliser. Par ailleurs la mise en place d’une captation du co2 contribue au confort et la sécurité du personnel. Les premiers essais de stripping en laboratoire et sur site en cours de fermentation ont montré un potentiel de réduction alcoolique de 20%, conformément à la réglementation actuelle, sans impact majeur sur les caractéristiques et qualité des vins. De nouveaux essais encadrés par la dgccrf(  direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes) sont prévus dans plusieurs caves françaises en 2024, avec des processus d’élaboration différents. L’objectif de la communication est de présenter cette nouvelle approche de désalcoolisation, avec les premiers résultats issus de la phase expérimentale, et de mettre en perspective son application, en fonction des objectifs recherchés.

Nueva tecnología enológica para la adaptación al cambio climático: reducción del grado alcohólico durante la fermentación del vino mediante stripping con CO2 fermentativo

W platform lleva varios años desarrollando la captura y recuperación del co2 de la fermentación para uso interno, sobre todo en bodegas: inertización, refrigeración, reducción del consumo de agua, extracción, con recuperación de aromas.  En un contexto de calentamiento global durante la temporada de crecimiento, las uvas se cosechan ahora con una alta concentración de azúcar, un fenómeno que va a aumentar en las próximas décadas. La elevada graduación alcohólica de los vinos resultantes va en contra de la demanda de los consumidores de vinos de calidad con menos alcohol.  Según la resolución oeno 394b-2012 de la oiv, las tecnologías de corrección del grado alcohólico están autorizadas actualmente para tres técnicas: la evaporación parcial al vacío, las técnicas de membrana y la destilación con restricciones.  Durante el proceso de fermentación, los azúcares se transforman en alcoholes, generando anhídrido carbónico que generalmente se escapa por las chimeneas de las cubas, y a la bodega si las cubas están en el interior. Se pueden oler los aromas asociados a la liberación de co2, pero normalmente no nos damos cuenta de que suele ir acompañada de un alto contenido de alcohol. Cuando el co2 se enfría en un intercambiador, se transforma en una solución hidroalcohólica, que puede alcanzar concentraciones de etanol superiores al 50%. El stripping consiste en reciclar el co2 “seco” en forma de finas burbujas hacia el fondo de la cuba de fermentación, donde se carga con alcohol y agua para reducir el grado alcohólico de los vinos en fermentación.  Para ello, w platform ha desarrollado una solución de reciclaje del co2 fermentativo en la cuba, mediante stripping con el proceso lessalco, para aumentar el fenómeno de evaporación del alcohol, que consiste en :  + capturar el co2 en la cabeza de la cuba + condensar el agua, el alcohol y los aromas + reciclar el co2 seco en el fondo de la cuba esta técnica permite cargar de alcohol la fracción de evaporación ligada al co2, reduciendo así el grado alcohólico del vino al final de la fermentación, al tiempo que limita el impacto sobre la calidad del vino en comparación con otras técnicas. Este proceso físico, que combina una visión de la economía circular, se lleva a cabo sin utilizar insumos químicos y con un bajo impacto energético. Como el co2 se produce al mismo tiempo que el proceso de fermentación, no es necesario almacenarlo para su reutilización. Además, la instalación de captura de co2 contribuye a la comodidad y seguridad del personal. Las primeras pruebas de stripping en laboratorio e in situ durante la fermentación han demostrado una reducción alcohólica potencial del 20%, en línea con la normativa vigente, sin mayor impacto en las características y calidad de los vinos. Están previstos nuevos ensayos supervisados por la dgccrf (direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes) en varias bodegas francesas en 2024, utilizando diferentes procesos de producción. El objetivo de esta comunicación es presentar este nuevo enfoque para hacer frente a la desalcoholización, con los primeros resultados de la fase experimental, y poner en perspectiva su aplicación en función de los objetivos perseguidos.