Lidé

22. srpna 2018

Lisování hroznů pomocí elektrického výboje? Proděkan FEKT umí propojit elektrotechniku a lásku k vinařství

Jaroslav Koton zkoumá způsoby, jak využít své znalosti z analogové techniky při analyzování vína | Autor: Igor Šefr
Jaroslav Koton je vystudovaný elektrotechnik. A taky vystudovaný vinař. Již jako docent na FEKT se rozhodl svou vášeň k vinařství prohloubit studiem bakalářského oboru Vinařství a vinohradnictví na MENDELU. Nyní zkoumá možnosti propojení obou svých odborných zaměření. Vyvíjí přístroj, díky kterému by se réva mohla lisovat jen za pomoci silného elektrického výboje a zpracovává metodu určování chemického složení vína pomocí elektrických sond a fraktálních počtů.

Pane docente, jste vystudovaným elektrotechnikem. Jak jste se dostal k vínu?
To bude exkurz do rodinné historie. Já su z jižní Moravy, z Hustopečí. Děda měl vinohrad a my jsme tam chodili pracovat. Dělaly se zemědělské práce a dělalo se víno, třebaže takovým spíše selským způsobem. Víno se prolisovalo, zasířily se sudy sirným knotem, nechalo se to samovolně kvasit a v průběhu se to koštovalo. Pak se to prokvasilo, sedimentací to samo kleslo, vyčistilo se to a hotovo. Nic víc se s tím nedělalo. Zůstalo to v demižonu a konec. S vinařstvím v rodině se pak přestalo, nicméně vztah k vínu mi zůstal, kořenů se člověk asi nezbaví.

Jste také absolventem bakalářského studia oboru Vinařství a vinohradnictví na Mendelově univerzitě v Brně. Proč?
To byla vlastně náhoda. Byli jsme s přáteli na horách a v rámci debaty jsme se dostali k vínu a k tomu, že na Mendelově univerzitě existuje obor vinohradnictví a vinařství, ale nelze ho studovat kombinovaně. Shodou okolností tam tehdy byl i někdo z MENDELU a ten mi řekl, že už to není pravda, že se právě v tom roce otevřel nultý ročník kombinovaného studia. 

Proděkan FEKT si postavil vlastní aparaturu se sondami na měření impedance vína | Autor: Igor Šefr

Jste proděkanem FEKT, věnujete se analogové technice. Jakým způsobem tuto odbornost propojujete s láskou k vinařství?
Je to ve dvou rovinách. Ve spolupráci s paní doktorkou Vespalcovou z Fakulty chemické vznikla myšlenka vyzkoušet technologii elektroporace pro zpracování vína. Elektroporace spočívá v tom, že silným elektrickým polem rozbijeme membrány jednotlivých buněk a uvolníme tak tekutinu uvnitř. Tím bychom ze vstupní suroviny, v tomto případě z hroznů, mohli získat větší výlisnost, než kdybychom je zpracovávali mechanicky. 

Mám si tedy představit lisování vína bez použití mechanické síly?
Ano. Pokud rmut vystavíme silnému elektrickému nebo elektromagnetickému poli, okamžitě dojde k nevratnému poškození membrány buněk a k jejich vytečení. Tato metoda není chemická, ani mechanická. K vytečení navíc dochází ihned. Metoda elektroporace není nic nového. Později jsem zjistil, že i kolegové z Ústavu výkonové elektrotechniky a elektroniky s takovým zařízením pracují. Využívají ho ve spolupráci s Lékařskou fakultou Masarykovy univerzity pro destruktivní ničení nádorů. Potravinářství a medicína jsou odlišné oblasti, které ale spojuje princip stroje, který se využívá.

A ta druhá rovina propojení elektrotechniky a vinařství?
V mezičase, kdy jsem pokračoval s prací v oblasti elektrotechniky, jsem se dostal k tzv. fraktálním obvodům. Za nimi je taková složitější matematika, ale já jako elektrikář využívám jen ten konečný matematický popis. Takové rovnice se využívají k popisu kde čeho: šíření látek v těle, růstu rakoviny, řízení strojů nebo k popisu průběhu impedance. 

Měřením impedance je možné získat nejvíce pravděpodobný obraz chemických parametrů vína | Autor: Igor Šefr

Co je impedance?
Je to vlastně odpor, který systém klade průchodu signálu. Izolanty mají vysokou impedanci, protože zkrátka nechtějí žádný signál přenášet. Vodiče mají naopak impedanci nízkou. Kolega z univerzity v Alabamě ji využívá k neinvazivní analýze svalstva. Tím, jak se svaly zatěžují, se totiž mění jejich impedance. Na základě povrchového měření impedance těla je schopen odhalovat svalová zranění, sledovat průběh regenerace, zjistit, zda už je sval plně zahojený a určit přesné tréninkové dávky pro sportovce tak, aby své svaly nepřetěžoval. To vše pouze na základě povrchového měření bez jakéhokoliv ozařování.

Takže je možné na základě matematických výpočtů vytvořit obraz chemických i mechanických vlastností svalstva?
Ano. A dá se to aplikovat i na víno. Elektrické měření impedance je obrazem chemických parametrů.

Opravdu umíte vypočítat chemické složení vína?
Změřením impedance a určením absolutních hodnot koeficientů a vztahu mezi nimi můžu vytvořit nejvíce pravděpodobný obraz chemických parametrů, které mě zajímají. Chemická analýza bude ale samozřejmě vždy přesnější. 

I bez chemické analýzy je možné zjistit obsah alkoholu ve víně, jeho cukernatost nebo množství kyselin | Autor: Igor Šefr
 
Tak jaké jsou výhody takového měření?
V Japonsku vynalezli elektrický nos na víno, který umístili nad sklenici, ten „přičichl“ a určil, o jaké víno se jedná. Bez náhledu na etiketu nebo analýzu chemického složení. Toto je stejný princip, ale my jsme o krok dál. Může to být dobrý nástroj třeba pro inspektory České obchodní inspekce, kteří kontrolují kvalitu vína nebo burčáku. Než aby převáželi zkumavky se vzorky do laboratoře a až tam je analyzovali, mohli by mít jednoduchý přístroj, kterým by změřili impedanci vzorků přímo na ulici a s 90% pravděpodobností určili, zda vlastnosti deklarované prodejcem nebo na etiketě, odpovídají skutečnosti. Pak je otázka, jestli mi těch 90 % jistoty bude stačit. Když ne, můžu jít následně cestou chemické analýzy.

 Jak by takový přístroj mohl vypadat?

Třeba jako mobilní telefon, který bude mít jen vystrčenou sondu. Podobně, jak se připojují k mobilu sluchátka, připojovala by se sonda. Ponořila by se do vína a na displeji by se zobrazilo to, co by mě zajímalo. V tomto případě nejspíš obsah alkoholu, cukernatost, kolik to má kyselin, jaký je bezcukerný extrakt. Pak bych se podíval na láhev a porovnal výsledky měření s údaji na etiketě.

V jaké fázi výzkumu nebo vývoje jste?
Postavil jsem si aparaturu se sondami, koupil jsem si měřící válec, kádinky. Problém je, že se do toho lije půllitr vína. Musím koupit takové, u kterého jsou parametry uvedené na etiketě kompletní a správné, abych svá měření měl s čím porovnat. Bohužel nemám přístroje k tomu, abych mohl sám provést komplexní chemickou analýzu. Navíc aby byly výsledky věrohodné, musím změřit velké množství vzorků.

To je kolik lahví vína?
Alespoň sto.

To je spousta vína… Vidíte se v budoucnu jako elektrikář, nebo jako vinař?
Pořád mě šimrá myšlenka, že bych měl vlastní sklípek. Je to věc, která mě baví. Toho se člověk asi nezbaví, když s tím vyrůstal. Problém se spíš v tom, že teď na to nemám prostor. Můžu si s tou myšlenkou pohrávat, ale nepůjdu zítra kupovat vinohrad a zařizovat sklep.

(sob)

TémataFakulta elektrotechniky a komunikačních technologií zaměstnanci věda a výzkum

Související články:
Zařízení, které jedním stiskem změří jas, nemá zatím ve světě obdoby
Vědci vyvinuli systém, který pohlídá potrubí i hranice
Na elektrofakultě pracují na metodě, která odhalí vady solárních panelů
Laboratoř v chytrém telefonu umožní analýzy na počkání a za zlomek ceny
Na elektrofakultě vyvíjejí aplikace pro vesmír