practica n° 3 visita a la planta piloto de cerveza unprg

1VISITA A PLANTA PILOTO DE CERVEZA-UNPRG

PRACTICA Nº 03

VISITA TÉCNICA “PLANTA CERVECERA” DE LA FIQIA

I. OBJETIVOS

Conocer el proceso de elaboración de cerveza de la FIQIA.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

La cerveza es una bebida resultante de la fermentación alcohólica, mediante la levadura seleccionada, de un mosto procedente de la malta (germinación, secado y tostado de los granos de cebada), al que se han agregado lúpulos y sometido a un proceso de cocción y se obtiene anhidro carbónico.

CEBADA Y TRIGO

Normalmente son los aportan el almidón a la cerveza en Alemania; en muchos otros países se emplean arroz, maíz, mijo, soya (en parte también como productos no germinados)El sabor puede aproximarse añadiendo sustancias aromatizantes.La cebada es tratada previamente por los proveedores los cuales se encargan de limpiar y seleccionar la cebada que luego hacen germinar, la secan y la tuestan para finalmente entregar la mejor malta.

EL LÚPULO

Es una flor femenina que el da aroma y el sabor característico a la cerveza. Estos compuestos tienen importancia tecnológica: precita proteínas, estabilizan la espuma y actúan como conservantes. Los efectos procedentes de los componentes resinosos del aceite de flor lúpulo (humuleno, isohumoleno, taninos, etc.)

AGUA

Aunque la calidad del agua juega un papel importante de la elaboración de la cerveza, hoy en día con las posibilidades de tratamiento del agua ya no existe la

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diferencia entre una región y otra. En al elaboración de la cerveza es indeseable la presencia de carbonatos.

LEVADURA

No es cuantifica d forma clara entre las materia primas, ya que las células se multiplican durante la fermentación se vuelve a emplear como cultivo para la siguiente partida. Toda empresa cervecera importante presume de tener una cepa de levadura propia y exclusiva que se cultiva a partir de una sola célula.

PRODUCCIÓN

El proceso de elaboración de la cerveza cumple tres fases: preparación de la malta, cocción del mosto y fermentación.

PREPARACIÓN DE LA MALTA

En al preparación de la malta se añade agua a la cebada para que esta germine. De esta forma se activan los sistemas enzimáticos en el embrión que degrada el almidón del grano a componentes mas pequeños, las maltosas. Solo una vez producida la degradación, puede la levadura convertir el en alcohol. En función de la temperatura se forma malta tostada de diversos colores y aromas característicos. Con temperaturas hasta 80 ºC se obtiene malta clara para cerveza. A 105 ºC se obtiene malta oscura mediante procesos de caramelizarían, con la que se elabora cerveza negra.

MACERADO

La malta tostada se mezcla con agua para obtener la cebada (mosto de malta), la cual se calienta a una temperatura entre 65 y 74 ºC Los azucares y las proteínas se solubilizan, el resto del almidón se degrada a azúcar y dextrina.

COCCIÓN DEL MOSTO

Después de separar (purificar) los componentes sólidos, el liquido se cuece con lúpulo (250 a 400 g por hectolitro para cerveza tipo Pilsen) durante dos horas para obtener el mosto de la cerveza al cocer se disuelve los componente amargos del lúpulo (isohumuleno)



PROCESO DE FERMENTACIÓN

Al mosto e cerveza se añade la levadura, durante el proceso de fermentación, en función de la levadura empleada si se trata de fermentación baja o alta, se disocia parte del azúcar del mosto de cerveza en los productos principales de fermentación: anhidro carbónico y etanol (alcohol).

III. FUNDAMENTO PRACTICO

MOLIENDA:

En esta parte se tritura la malta de manera leve para permitir la mayor extracción de azúcares y enzimas presentes en la malta. En la Planta se utiliza una molienda “Seca”. En la producción realizada en la Planta cervecera se trituran 9 Kg. de malta para 55 L de cerveza final.

MACERACIÓN:

Es la parte más importante en la producción del mosto cervecero. Su objetivo es solubilizar la mayor cantidad de materias hidrosolubles de la malta y granos crudos (adjuntos); a esto se le denomina “extracto”. En la maceración se somete a la malta a sucesivos tratamientos a diferentes temperaturas para la preparación del mosto a ser fermentado (lo que persigue la maceración es la sacarificación del almidón presente en la malta, o sea, la degradación de ésta a maltosa y dextrinas), a este procedimiento se le conoce como “maceración por infusión”. Se realiza el sgte proceso:

CALENTAMIENTO (54º/30 MIN.):

En la olla de cocimiento se agrega 25 L de agua (previamente la olla maceradora debe tener el sistema filtrante interno o filtro macerador), se enciende el equipo de gas propano y se controla que la temperatura hasta que llegue a 54º C. Al llegar a esa temperatura se apaga el equipo de gas propano y se agrega la malta triturada. Con una cuchara de palo se da movimiento a la malta cada 3 a 5 min. y esto por 30 min.



2º CALENTAMIENTO (62º/20 MIN.):

Pasado el tiempo de reposo, se enciende el equipo de gas propano nuevamente y se controla que la temperatura llegue esta vez hasta 62º C (en ese lapso se debe continuar la agitación de la mezcla). Al llegar a la temperatura deseada se apaga el equipo de gas y se le deja reposar por 20 min. (mover la malta cada 3 a 5 min.).


Al igual que las anteriores, al llegar a los 72º C se apaga el equipo de gas propano y se deja reposar por 35 min. En movimiento constante (cada 3 a 5 min.).


Al igual que las anteriores. Al llegar a 77º C se apaga el equipo de gas propano y se deja en reposo. Esta vez no se realiza movimiento al mosto, a esta temperatura se le llama temperatura de desactivación del mosto.

AL FINAL DE LA MACERACIÓN,

Se extrae aprox. 75 – 80% del peso de la malta puesta a macerar, los residuos insolubles se separarán con los granos agotados. La mayor parte de los extractos producidos en la maceración consisten en azúcares (maltosa, maltotriosa, glucosa). Estos azúcares fermentables constituyen el 61 – 62% del extracto total.

Por separado en otra olla de cocimiento se ponen a calentar aprox. 60 L de agua. Se controla que su temperatura no sobrepase los 80º C. Al llegar a ésta temperatura se apaga el equipo de gas. Ésta agua será utilizada para lavar el afrecho obtenido del cocimiento realizado a la malta.

FILTRACIÓN DEL MOSTO:

Terminado el proceso de maceración se procede a la recirculación – filtración del mosto y al lavado del afrecho obtenido, todos estos procesos comprendidos dentro la “Filtración del mosto”. Lo que se busca es obtener un mosto compuesto por el primer escurrido y las aguas del lavado, con el máximo extracto y obtener un mosto con débil turbidez. Para la filtración del mosto se siguen los sgtes. pasos:

- Recirculación – filtración del mosto: Para esto se utiliza la bomba centrífuga de recirculación de mosto y una tapa de filtración extra, la cual es colocada en la parte superior de la olla maceradora. La bomba centrífuga se conecta a la parte baja de la



olla de cocimiento y se procede a la extracción de mosto (en la misma olla, de abajo hacia arriba). La recirculación del mosto se realiza por aprox. 5 min. Después de la recirculación del mosto se la pasa a otra olla de cocimiento con ayuda de la bomba extractora.

- Lavado del afrecho: Para esto se utiliza el agua calentada a 80º C de laotra olla de cocimiento. Para esto se usa también la bomba de extracción.

Se le agrega agua suficiente hasta tapar el afrecho (hasta la altura de la 2º tapa filtradora), se le deja reposar por 5 min. y se la pasa a la olla de cocimiento donde fue pasado el primer mosto. Se repite este proceso hasta completar el volumen de esa olla de cocimiento. El agua a 80º C libera las sustancias hidrosolubles contenidas en el afrecho de malta.

COCCIÓN DEL MOSTO:

Terminado el proceso anterior, se pasa al cocimiento del mosto, aquí se le agrega el lúpulo y los aditivos químicos necesarios. El lúpulo es el que dará el aroma, olor, amargor y cuerpo característico a la cerveza final. Los lúpulos que se agregan durante el cocimiento son de tres tipos: el lúpulo N (es el que da el amargor característico a la cerveza), el lúpuloP (es el que da el aroma característico) y el lúpulo T (es el llamado “lúpulo mixto”).Los aditivos químicos cerveceros, son sustancias que van a dar una mejor calidad al mosto a ser fermentado. Los aditivos usados en la Planta de cerveza son:

- Azúcar: Se le agrega para alcanzar los grados Brix necesarios para poder realizar el proceso de fermentación posterior.- Sulfato de zinc: Se le agrega para enriquecer el mosto y mejor elcrecimiento y fermentación por parte de la levadura.- Cloruro de calcio: Se le agrega para dar “cuerpo” a la cerveza.- Ácido láctico: Se le agrega para bajar el pH del mosto.- Deltafloc: Se le agrega para ayudar a la precipitación de proteínas y demás sustancias que enturbian el mosto. El proceso de cocimiento del mosto se realiza de la sgte. manera:- Cuando el mosto empieza a hervir se le agrega el 1º lúpulo (Amargor – N) y se espera 45 min. (no se agita el mosto).- Pasados los 45 min. se le agrega el 2º lúpulo (Aroma – P) y se espera por 30min.- Pasado ese tiempo se agrega el 3º lúpulo (Mixto – T) y se espera 10 min.- Pasado este tiempo se agregan los “aditivos”; éstos, en la práctica, se los agregó antes de que la olla alcanzara la ebullición para el 1º lúpulo.



- Luego de agregar los aditivos esperar 5 min., y luego se debe apagar el equipo de gas de la olla de cocimiento (En general, después de agregado el 3º lúpulo se espera 15 min. y luego se apaga el equipo de gas).

Entre los objetivos de la cocción del mosto tenemos la estabilización del mosto (mediante la inactivación de enzimas, esterilización del mosto y lacoagulación de compuestos proteicos), la concentración del mosto y la modificación del sabor y desarrollo del color (mediante la destilación de productos volátiles, extracción e isomerización de las sustancias amargas del lúpulo y producción de color po caramelización de azúcares, formación de melanoidinas y oxidación de taninos).

ENFRIAMIENTO DEL MOSTO:

Terminado el proceso anterior se procede al enfriamiento del mosto y luego a la separación del lúpulo antes cocinado y los turbios presentes en el mosto (a estos se los conoce como “Trub”). Luego de esto se procederá a pasar el mosto a las ollas de fermentación.Para realizar el enfriamiento se realiza el sgte. procedimiento:- Reposo por 20 min.- Enfriamiento a temperatura ambiente por 15 min.- Enfriamiento con agua por 45 min. (aquí se hace uso del serpentín de enfriamiento, el cual se coloca dentro de la olla de cocimiento, luego el equipo de refrigeración (Chiller) bombea agua helada hacia el serpentín, agua que va circulando y a su paso va enfriando el mosto).- Luego se retira el equipo de enfriamiento se deja reposar el mosto por10 min. antes de pasarlo a las ollas de fermentación.El mosto se lleva rápidamente a la temperatura de siembra de las levaduras; esto se logra a través del equipo de enfriamiento. A medida que la temperatura desciende por debajo de 60º C el mosto previamente clarificado comienza a enturbiarse debido a la formación del turbio frío. A causa del pequeño tamaño de las partículas, el turbio precipita con gran dificultad. Tiene la propiedad de adherirse a otras partículas, como burbujas de aire o células de levaduras, lo que disminuye el contacto de la superficie de las células y reduce el ratio de fermentación. Es importante separar todo el precipitado potencial, porque el turbio continúa formándose durante la fermentación y subsiguiente enfriamiento de la cerveza.

FERMENTACIÓN: Terminado el proceso anterior, se llevará a cabo el proceso bioquímico de la fermentación, el cual transformará al mosto antes obtenido en la cerveza que deseamos producir. Esto se logra a través de la inoculación al mosto de la levadura cervecera Saccharomyces cerevisiae, previamente propagada, la cual, gracias a sus



enzimas, transformará los azúcares presentes en el mosto, en alcohol (etanol – CH3CH2OH) y dióxido de carbono (CO2), compuestos esenciales en la cerveza final.El mosto antes enfriado será pasado a un tanque de fermentación, el cual tiene la particularidad de preservar el mosto herméticamente cerrado (en anaerobiosis) y a una temperatura controlada, apta para la fermentación.La levadura a ser inoculada debe ser previamente propagada. En la Planta de cerveza se utiliza una levadura cervecera de fermentación baja, la cual es cosecha después de cada proceso de fermentación y mantenido en un medio cervecero y en refrigeración hasta el momento de ser propagado y utilizado. La dosis de levadura a inocular está en relación de 20 millones de células/mL, aprox. = 0.6 a 0.7 L de lavadura pastosa/hL de mosto.

Las levaduras de fermentación baja se caracterizan por depositarse en el fondo del tanque de fermentación al terminarse éste proceso, característica que es aprovechada para su cosecha por la parte baja de éste tanque. Otra característica de este tipo de levadura es su capacidad de formar flóculos (las células floculantes se agrupan enseguida formando grandes agregados celulares que se depositan en el fondo rápidamente produciendo una cerveza más clara) y tener una temperatura óptima de fermentación que va de 4 a 12º C.

En el proceso de “fermentación baja”, el mosto previamente clarificado y oxigenado se siembra (inocula) a la salida del refrigerador (enfriamiento), a una temperatura entre 7 a 11º C con la levadura. Durante la fermentación principal la cerveza atraviesa diferentes etapas que pueden ser identificadas por su apariencia:- Bajo kräusen: La cerveza verde empieza a cubrirse por una fina cubierta de burbujas blancas que indican que la fermentación ha comenzado.- Medio kräusen: La fina espuma se hace más espesa y tiene remates marrones. La cubierta se hace uniforme y de color crema.- Alto kräusen: La fermentación está en su etapa más intensa. Las crestas de la espuma se hacen más altas y las burbujas más grandes.- Caída del kräusen: La fermentación ha entrado en una etapa menos vigorosa y las altas crestas van colapsando lentamente ya que no se forma tanto CO2. La espuma se oscurece.- Enfriamiento y sedimentación: Finalmente, se reduce la espuma más dejando una cubierta delgada y parda de naturaleza pegajosa y sabor amargo, compuesta por materias tánicas, resinas del lúpulo y proteínas.La levadura crece y fermenta el mosto tras un periodo de latencia lo más corto posible. El inóculo se multiplica por un factor de 4 a 5, que equivale a que cada una de las células se divide 2 a 3 veces por gemación. Los tanques de fermentación son cerrados y herméticos para permitir la anaerobiosis. La temperatura de fermentación



progresa hasta un máximo de 10 – 15º C, entonces se comienza a refrigerar la cerveza mediante el uso de la camisa de refrigeración, lentamente para evitar la floculación brusca de las levaduras. La densidad disminuye a medida que avanza la fermentación, esta se mide a través de los grados Brix. El traslado de la cerveza “verde” a los tanques de maduración se efectúa cuando ésta contiene todavía entre 0.5 a 1% de extracto fermentescible. Todo este proceso de fermentación dura una semana aprox., al finalizar se obtendrá una cerveza con un 5% de alcohol.

MADURACIÓN O FERMENTACIÓN SECUNDARIA:

Terminado el proceso de fermentación se procede a sacar la cerveza verde (llamada así por ser ésta una cerveza que no tiene todas las características organolépticas de la cerveza final o madura) hacia los tanques de maduración, los cuales son puestos a bajas temperaturas (0º C) en la congeladora por el lapso de una semana.

El término “maduración” proviene del alemán “lagern” que significa almacenar, envejecer, reposar. El término cerveza “Lager” proviene de los tiempos en que la maduración se hacia sin existir todavía la refrigeración industrial. Se entiende por maduración a las transformaciones que tienen lugar entre el final de la fermentación y la ulterior filtración de la cerveza final previamente a su envasado. Históricamente la maduración era necesaria debido a la ausencia de refrigeración industrial, la necesidad de eliminar la levadura y la necesidad de controlar el nivel de CO2 de la cerveza. Como consecuencia de ello, las cervezas “Lager” se producían durante el invierno y se almacenaban en bodegas heladas durante largos periodos de tiempo antes de la llegada de la refrigeración industrial. Tras la fermentación principal, a temperaturas inferiores a 10º C, la cerveza conteniendo todavía 1% de extracto fermentable, se transfería a una bodega de almacenamiento fría junto con cierta cantidad de levadura en suspensión. Esta levadura se encargaba de eliminar cualquier posible incremento de oxígeno como consecuencia de los trasiegos, eliminando la posibilidad de flavores oxidados. La maduración secundaria del extracto fermentable que queda se iba haciendo más lenta a medida que la temperatura de la cerveza se iba disminuyendo con el paso de los días. Dado que el CO2 es más soluble en frío, con ello se conseguían elevados niveles de carbonatación. El tiempo total de maduración llegaba hasta 50 a 70 días a 0º C (hoy, gracias a la refrigeración industrial, este lapso de tiempo se ha reducido a 7 días, como es el tiempo utilizado en la Planta de cerveza).

Los objetivos de la maduración o segunda fermentación son:- Clarificación: O sea, dejar decantar las materias en suspensión, partículas amorfas, complejos tanino-proteína (turbio frío), levaduras muertas.- Carbonatación: Saturar la cerveza con anhídrido carbónico.



MADURACIÓN ORGANOLÉPTICA:

O sea, permitir que desarrollen las características apropias de la cerveza madura como sabor, color, olor y cuerpo.

FILTRACIÓN DE LA CERVEZA:

Terminado el proceso de maduración se tendrá lista la cerveza, esta cuenta ahora con casi todas las características organolépticas propias de la misma, aunque presenta una ligera turbidez propia de la presencia en suspensión de algunas partículas coloides y levaduras en suspensión. Para dar la “brillantes” característica de la cerveza industrial, se procede a la filtración de la misma. Ésta permitirá la eliminación de todos los microorganismos y partículas coloides en suspensión que se encuentran en la cerveza al finalizar la maduración. Para esto se utiliza un filtro a base de “tierra de diatomeas” que se caracteriza por ser un filtro bastante fino y que permitirá la obtención de una cerveza con una muy buena brillantez. La filtración debe llevarse a cabo a bajas temperaturas, si es posible a -1º C con una tasa de oxígeno disuelto < 0.1mg/L.

ENVASADO:

Terminado todo el proceso anterior se tiene una cerveza lista para consumo, ésta ya cuenta con las características organolépticas y de brillantes propias de una cerveza de calidad. Ahora es ya una cerveza apta para consumo, lo único que falta es ponerla en un envase apropiado para la venta al público. En la Planta de cerveza, la cerveza final obtenida es envasada en botellas de plástico transparentes. La cerveza final es bombeada a unos tanques de acero inoxidable, donde se mantendrá a temperaturas entre 0 – 1º C y carbonatada a 2.5% Vol. CO2 (óptima para envases tipo botella).

El ajuste de CO2 entre la salida del filtro y la entrada en el tanque de cerveza filtrada se realiza mediante un inyector de CO2. La pureza del CO2 añadido debe ser superior al 99.95%. Todas las transferencias deberán efectuarse al abrigo del aire y en un flujo laminar. El tenor de oxígeno disuelto debe ser < 0.1 mg/L.La presentación final de la cerveza producida por el Centro de Producción de Cerveza Industrial es: cerveza “La Otra”, con 5% de alcohol y en envase de500 ml, botella plástica transparente.



IV. RESULTADO

- Se produjo 55 L de cerveza “Rubia” tipo “Lager” a base de 9 Kg de Malta.- La cerveza final producida fue envasada en botellas de 500 mL de capacidad y empaquetada en formato de six pack, (6 unidades), previo etiquetado con la marca dela cerveza producida.

V. CONCLUSIONES

Se logro conocer y entender el proceso de producción de cerveza en la mini planta de la UNPRG.


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