tesis cerveza 2012
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preparación artesanal de cerveza..TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
“EVALUACIÓN, PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA COCIMIENTO - FERMENTACIÓN DE UNA PLANTA PILOTO DE ELABORACIÓN DE
CERVEZA”
TESIS
PRESENTADO POR:
Bach. Alexander Barry CALLA ZEVALLOS
Bach. Raul Elisban PILCO CORTEZ
Bach. Moises ALVAREZ APAZA
Bach. Lourdes Agueda RAMOS TORRES
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:INGENIERO QUÍMICO
PUNO - PERU
2012
Universidad Nacional del Altiplano
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍMICA
“EVALUACIÓN, PUESTA EN MARCHA DEL SISTEMA COCIMIENTO - FERMENTACIÓN DE UNA PLANTA PILOTO DE ELABORACIÓN DE CERVEZA”
TESISPRESENTADO A LA DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN DE LA FACULTAD DE
INGENIERIA QUÍMICA DE LA U.N.A. – PUNO PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO QUÍMICO
APROBADO POR EL JURADO REVISOR CONFORMADO POR:
PRESIDENTE : ......................................................................... Ing. M. Sc. Higinio A. ZUÑIGA SANCHEZ
PRIMER MIEMBRO : .......................................................................... Ing. M. Sc. Jorge ARIZACA OBLITAS
SEGUNDO MIEMBRO : ............................................................................ Ing. M. Sc. Salomón TITO LEON
DIRECTOR DE TESIS : ........................................................................... Ing. M. Sc. Teófilo DONAIRES FLORES
Dedicatoria
A Dios,
A la memoria de mi padre
A mi madre, hermanos y hermanas
Familiares, maestros, amigos y compañeros
Quienes supieron inculcar en mi el sentimiento de amor
Responsabilidad, trabajo para que pueda lograr con éxito lo
propuesto en mi vida.
RAUL
Dedicatoria
A DIOS, por ser el que me dio la vida y me cuida en todo
momento.
A mi Madre HONORATA, quien me apoya y me da las
fuerzas para seguir luchando en esta vida tan dura.
A mis hermanos JUAN y DANIELA por el apoyo incondicional
que me han dado durante todo este tiempo, igualmente a
toda mi familia que siempre están apoyándome
incondicionalmente en todo.
A mi Hija LUANITA, quien es la razón para seguir
superándome y lograr todas mis metas trazadas, a
MARITZA quien me comprende y me apoya en todo.
A mis amigos MOISES Y CESAR por brindarme su amistad
más sincera y darme buenos consejos.
Y no puedo irme sin antes decirles, que sin ustedes a mi
lado no lo hubiera logrado, tantas desveladas sirvieron de
algo y aquí está el fruto. Les agradezco a todos ustedes con
toda mi alma el haber llegado a mi vida y el compartir
momentos agradables y momentos tristes, pero esos
momentos son los que nos hacen creer y valorar a las
personas que nos rodean. Los quiero mucho y nunca los
olvidaré.
Alexander Barry
Dedicatoria
A ti DIOS que me diste la oportunidad de vivir y de
brindarme una familia maravillosa
Con mucho cariño principalmente a mis Padres, FERNANDO
ALVAREZ PILCO Y EUGENIA APAZA SUCARI por darme una
carrera para mi futuro y creer en mi, apoyándome y
brindándome todo su amor, por todo esto les agradezco de
todo corazón el que estén conmigo a mi lado.
A mis hermanos LUCIO, NELSON, ANA CECILIA Y MARY
gracias por estar conmigo y apoyarme siempre, los quiero
mucho
A mi hijo MATIAS que es el motor de mi vida para seguir
Adelante.
A mi esposa ANALY por su apoyo incondicional
Moisés Alvarez
Dedicatoria
A DIOS por ser nuestro creador, amparo y fortaleza.
A la memoria de mis padres ASUNTA y ALBERTO gracias
por haberme dado la vida, por sus enseñanzas y sabios
consejos.
A los docentes de la Facultad quienes en todo momento se
esforzaron para brindarme sus conocimientos que me
sirvieron para la culminación de mi carrera.
A mis hermanos: FLORENTINO, ANDREA, SABINA, CESAR,
EDGAR, ROBERTO, ZAIDA, TERESA y JOSE RAUL, quienes en
todo momento me brindan su apoyo incondicional.
A mis sobrinos e hijos que Dios me dio, que son parte
importante de mi vida.
A mis amigos y amigas que en todo momento me dan las
fuerzas necesarias para seguir adelante y no desmayar, y
por último.
A mis estudiantes que son mi inspiración para seguir
superándome día a día y lograr mis metas trazadas.
LOURDES
AGRADECIMIENTOS
A nuestra Alma Mater “Universidad Nacional del Altiplano”, a la Prestigiosa
Facultad de Ingeniería Química, Pilar fundamental del desarrollo intelectual,
moral y ético donde nos vio formar como hombres del bien y habernos brindado la
formación profesional.
- Al Ing. M.Sc. HIGINIO ZUÑIGA SANCHEZ, por su accesibilidad y apoyo
incondicional quien nos ha incentivado y fortalecido en la ejecución y
desarrollo del presente proyecto.
- Al Ing. M.Sc. JORGE ARISACA OBLITAS, Ing. M.Sc. SALOMÓN TITO
LEÓN por su apoyo y consejos durante la realización del proyecto.
- A nuestro director de tesis; Ing. M.Sc. TEÓFILO DONAIRES FLORES, por
su observación y contribuciones realizadas en las cuales enriquecieron el
presente proyecto.
- A todos nuestros catedráticos, familiares, amigos y demás personas que de
una u otra manera brindaron su apoyo para la finalización de este proyecto.
INDICE
CAPÍTULO I....................................................................................................................................1
CONSIDERACIONES GENERALES..........................................................................................1
1.1 LA CERVEZA EN EL PERU...........................................................................................1
1.2 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA............................................21.2.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA............................................................................21.2.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................................3
1.3 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES...................................................................41.3.1 Variable Independiente (Vi) Causa:.........................................................................41.3.2 Variable Dependiente (Vd) Efecto:..........................................................................41.3.3 Variable Interviniente (Vinter):................................................................................4
1.4. OBJETIVOS................................................................................................................... 61.4.1. OBJETIVOS GENERALES........................................................................................61.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS......................................................................................6
1.5. JUSTIFICACIÓN.............................................................................................................61.5.1. EN LO ACADÉMICO..................................................................................................61.5.2. EN LO TECNOLÓGICO.............................................................................................7
1.4. ALCANCES.................................................................................................................... 8
1.5. BENEFICIARIOS............................................................................................................8
1.6. FINES............................................................................................................................. 8
1.7. PROPÓSITO...................................................................................................................81.7.1. ANTECEDENTES.......................................................................................................8
1.8. UBICACIÓN DEL PROYECTO....................................................................................10
CAPÍTULO II.................................................................................................................................11
MARCO CONCEPTUAL...........................................................................................................11
2.1. CERVEZA.....................................................................................................................112.1.1. Definición.................................................................................................................112.1.2. Historia de la cerveza.............................................................................................112.1.3. TIPOS DE CERVEZA...............................................................................................14
2.1.3.1. CERVEZAS SEGÚN EL TIPO DE FERMENTACIÓN......................................152.1.3.2. BAJA FERMENTACIÓN..................................................................................152.1.3.3. ALTA FERMENTACIÓN...................................................................................152.1.3.4. FERMENTACIÓN ESPONTÁNEA...................................................................162.1.3.5. OTROS TIPOS DE CERVEZA.........................................................................17
2.2. MATERIA PRIMA E INSUMOS EMPLEADOS EN LA CERVEZA...............................172.2.1. LA MALTA................................................................................................................17
2.2.1.1. LA CEBADA.....................................................................................................182.2.1.2. MALTEADO DE LA CEBADA.........................................................................202.2.1.3. ANÁLISIS Y CALIDAD DE LA MALTA............................................................22
2.2.2. ADJUNTOS CERVECEROS....................................................................................232.2.3. LÚPULO................................................................................................................... 232.2.4. LEVADURA CERVECERA.......................................................................................25
2.2.4.1. Ciclo Vital de la Levadura...............................................................................272.2.4.1.1. El período del retraso...............................................................................272.2.4.1.2. La fase del crecimiento............................................................................282.2.4.1.3. La fase de la fermentación.......................................................................282.2.4.1.4. La fase de la sedimentación....................................................................29
2.2.5. AGUA CERVECERA................................................................................................29
2.3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO..................................................................................322.3.1. RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA.........................................................................32
2.3.1.1. MOLIENDA.......................................................................................................322.3.1.2. PRODUCCIÓN DEL MOSTO...........................................................................32
2.3.2. INTERCAMBIADOR DE CALOR.............................................................................352.3.3. FERMENTACIÓN DE LA CERVEZA.......................................................................372.3.4. MADURACIÓN.........................................................................................................392.3.5. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO................................................................................412.3.6. FILTRACIÓN............................................................................................................ 41
2.3.6.1. CLASES DE FILTROS.....................................................................................422.3.6.1.1. FILTROS DE SEPARACIÓN GRAVITACIONAL.........................................422.3.6.1.2. FILTROS MECÁNICOS...............................................................................422.3.6.1.3. FILTROS QUÍMICOS...................................................................................43
2.3.7. TURBIDEZ................................................................................................................462.3.8. CLARIFICACION......................................................................................................462.3.9. CARBONATACIÓN..................................................................................................47
2.3.9.1. DIOXIDO DE CARBONO EN LA CERVEZA....................................................482.3.9.2. PRESIÓN..........................................................................................................492.3.9.3. TEMPERATURA Y BALANCE DE CO2.........................................................502.3.9.4. PROBLEMAS DE DERRAME DEL LÍQUIDO Y CO2.....................................52
2.3.10. LLENADOR Y ENCHAPADOR............................................................................542.3.10.1. TIPOS DE LLENADO.......................................................................................54
2.3.10.1.1. LLENADO POR GRAVEDAD....................................................................542.3.10.1.2. LLENADO POR GAS CARBÓNICO (CO2)................................................552.3.10.1.3. Llenado por vacío.....................................................................................552.3.10.1.4. Llenado volumétrico.................................................................................55
2.3.10.2. PROCESO DE LLENADO Y CORONADO DE LA CERVEZA........................552.3.10.3. SALÓN DE ENVASE........................................................................................57
2.3.11. PASTEURIZACIÓN..............................................................................................582.3.11.1. Proceso VAT....................................................................................................582.3.11.2. Proceso HTST..................................................................................................582.3.11.3. Organismos reguladores del estándar..........................................................60
2.3.12. FACTORES QUE AFECTAN AL PROCESO.......................................................612.3.12.1. La acidez del alimento....................................................................................612.3.12.2. Organismos resistentes.................................................................................612.3.12.3. Forma del alimento.........................................................................................622.3.12.4. Propiedades térmicas del alimento...............................................................622.3.12.5. Esterilización con rayos uv............................................................................62
LA TECNOLOGÍA ULTRAVIOLETA........................................................................................64
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO:.....................................................................................64
PASTEURIZACIÓN Y ESTERILIZACIÓN................................................................................66
CAPÍTULO III................................................................................................................................68
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE COCCIÓN INTERCAMBIADOR DE CALOR Y FERMENTADOR DE CERVEZA..............................................................................................68
3.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE COCCIÓN..............................................................683.1.1. PAILA DE ADJUNTOS............................................................................................683.1.2. PAILA DE AGUA CALIENTE...................................................................................713.1.3. PAILA DE MACERACION........................................................................................733.1.4. PAILA DE COCCIÓN...............................................................................................75
3.2. INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO...................................................77
3.3. FERMENTADOR – MADURADOR CILINDRO CÓNICO.............................................783.3.1. Cálculos en el Proceso de Fermentación.............................................................80
3.3.2. Cálculos en el Enchaquetado................................................................................82
CAPÍTULO IV............................................................................................................................... 86
METODOLOGÍA Y EVALUACIÓN DE LOS EQUIPOS...........................................................86
4.1. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN............................................................................86
4.2. MATERIALES Y EQUIPOS..........................................................................................864.2.1. EQUIPOS Y MATERIALES EXPERIMENTALES....................................................86
4.2.1.1. EQUIPOS..........................................................................................................864.2.1.2. INSTRUMENTOS.............................................................................................874.2.1.3. MATERIALES...................................................................................................87
4.2.1.3.1. INSUMOS.....................................................................................................874.2.1.3.2. REACTIVOS.................................................................................................87
4.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS............................................................................................884.3.1. Determinación de pH..............................................................................................884.3.2. Determinación de la Densidad...............................................................................894.3.3. Determinación del Grado Alcohólico....................................................................894.3.4. Determinación de los oBrix....................................................................................904.3.5. Determinación de la Humedad...............................................................................91
CAPÍTULO V................................................................................................................................ 92
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.......................................................................................92
5.1. METODOLOGÍA EXPERIMENTA................................................................................925.1.1. DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO...................................................................925.1.2. DIAGRAMA DE FLUJO CUANTITATIVO................................................................935.1.3. COCCIÓN DE LA MALTA (Cerveza Lager)............................................................94
5.1.3.1. MOLIENDA.......................................................................................................945.1.3.2. MACERACIÓN.................................................................................................94
PROPORCIONES EN MATERIAS PRIMAS PARA EL MACERADO.........................95- Preparación de adjuntos por separado: (primera paila)..............................96- Agua de Enjuague: (segunda paila)..............................................................96- Maceración de la Malta: (tercera paila).........................................................96
5.1.3.3. FILTRACIÓN....................................................................................................965.1.3.4. EBULLICIÓN Y LUPULADO. (Cuarta Paila)...................................................97
5.1.4. ENFRIAMIENTO Y AIREACIÓN: (Intercambiador de calor).................................975.1.5. FERMENTACIÓN.....................................................................................................985.1.6. MADURACIÓN O REPOSO.....................................................................................98
CAPÍTULO VI............................................................................................................................. 100
CÁLCULOS DE INGENIERIA................................................................................................100
6.1. BALANCE DE MATERIA...............................................................................................100a) Balance de Materia en la Paila de Adjuntos. .........................................................100b) Balance de Materia en la Paila de Agua de Lavado...............................................101c) Balance de Materia en la Paila de Maceración.......................................................102d) Balance de Materia en la Paila de Cocción.............................................................103e) Balance de Materia en el Intercambiador de Calor...............................................103f) Balance de Materia en el fermentador.....................................................................104
6.2. BALANCE DE ENERGIA...........................................................................................105a) Cálculo de Energía Necesaria para la Paila de Adjuntos......................................105b) Balance de Energía en la Paila de Agua de Lavado...............................................106c) Cálculo de la Energía Necesaria para la Paila de Maceración..............................107d) Cálculo de la Energía Necesaria para la Paila de Cocción....................................109e) Cálculo de la Energía Necesaria para el intercambiador de calor........................110f) Cálculo de la Energía para el Fermentador............................................................111
6.3. CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA PARA TRANSPORTAR EL MOSTO DESDE EL INTERCAMBIADOR DE CALOR HASTA EL FERMENTADOR........................113
6.3.1. Datos Operativos..................................................................................................1136.3.2. Datos del Circuito de Flujo...................................................................................1136.3.3. Accesorios en Línea.............................................................................................1146.3.4. Cálculos de la Velocidad Media de Flujo (v).......................................................1146.3.5. Cálculo del Número de Reynolds (NRe)................................................................1156.3.6. Cálculo de la Rugosidad Relativa (/D)..............................................................1156.3.8. Cálculo De La Pérdida De Carga En Las Tuberías (ht).......................................1156.3.9. Cálculo de la Pérdida de Carga en Accesorios (ha)...........................................1166.3.10. Cálculo de la Pérdida de la Carga Estática (he)..................................................1166.3.11. Cálculo de la Pérdida de la Carga Total del Sistema (hL)..................................1166.3.12. Potencia De La Bomba.........................................................................................117
6.4. COSTOS DE PRODUCCIÓN.....................................................................................1176.4.1. COSTOS DE EVALUACIÓN DEL EQUIPO...........................................................117
CAPÍTULO VII ........................................................................................................................... 122
EXPOSICIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.....................................................................122
7.1. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN..........................................................................1227.1.1. Estudio de los parámetros que influyen en la etapa de Cocción.....................1227.1.2. Estudio de los parámetros que influyen en la etapa de Fermentación............124
VIII. CONCLUSIONES...........................................................................................................129
IX. SUGERENCIAS..............................................................................................................131
X. BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................. 132
XI. ANEXOS
INDICE DE CUADROS
CUADRO N° 1: OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES........................................................................5
CUADRO N° 2: CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA DE LA CEBADA.............................................................18
CUADRO N° 3 : COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA CEBADA..........................................................19
CUADRO N° 4: ANÁLISIS DE ADJUNTOS CERVECEROS.....................................................................23
CUADRO N° 5: COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL LÚPULO........................................................................25
CUADRO N° 6: ENZIMAS INVOLUCRADAS DURANTE LA MACERACIÓN..........................................35
CUADRO N° 7: TIPOS DE RADIACION UV...............................................................................................65
CUADRO N° 8: COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE UV-C A 254 NM PARA.........................................66
CUADRO N° 9: DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS EN EL PROCESO DE COCCIÓN Y........................84
CUADRO N° 10 BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE ADJUNTOS............................................101
CUADRO N° 11: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE AGUA DE LAVADO.............................101
CUADRO N° 12: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE MACERACIÓN......................................102
CUADRO N° 13: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE COCCIÓN..............................................103
CUADRO N° 14: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DEL FERMENTADOR.................................104
CUADRO N° 15: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA PARA LA PAILA DE.....................................105
CUADRO N° 16: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE AGUA DE LAVADO........106
CUADRO N° 17: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE MACERACIÓN................107
CUADRO N° 18: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE COCCIÓN........................109
CUADRO N° 19: RECURSOS MATERIALES.........................................................................................117
CUADRO N° 20: COSTO DE ACCESORIOS...........................................................................................119
CUADRO N° 21: OTROS COSTOS..........................................................................................................120
CUADRO N° 22: COSTO TOTAL.............................................................................................................121
CUADRO N° 23: RESULTADOS OBTENIDOS........................................................................................123
CUADRO N° 24: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA DENSIDAD EN....................................124
CUADRO N° 25: VARIACIÓN DEL PH CON EL TIEMPO.......................................................................125
CUADRO N° 26: VARIACIÓN DE °BRIX CON EL TIEMPO....................................................................126
CUADRO N° 27: CONCENTRACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO EN LA..........................................127
INDICE DE FIGURAS
FIGURA N° 1: Bebiendo cerveza en la época de la civilización babilónica ........................................12
FIGURA N° 2: Estatuilla de una mujer fabricando cerveza....................................................................12
FIGURA N° 3: Planta de Cebada...............................................................................................................18
FIGURA N° 4: Grano de cebada................................................................................................................19
FIGURA N° 5 : Tipos de malta...................................................................................................................22
FIGURA N° 6: Hoja de Lúpulo...................................................................................................................24
FIGURA N° 7: Lúpulo en Pellets...............................................................................................................25
FIGURA N° 8: Levadura de cerveza.........................................................................................................26
FIGURA N° 9: Ciclo Vital de la Levadura.................................................................................................27
FIGURA N° 10: Contenedores de Cartucho.............................................................................................45
FIGURA N° 11: Filtro de Placas................................................................................................................45
FIGURA N° 12: Sistema de Refrigeración...............................................................................................49
FIGURA N° 13: Presión de CO2en Equilibrio....................................................................................50
FIGURA N° 14: Poca presión de CO2....................................................................................................51
FIGURA N° 15: Demasiada Presión de CO2..........................................................................................51
FIGURA N° 16: Cerveza con Poca carbonatación..................................................................................52
FIGURA N° 17: Cerveza sobre carbonatada............................................................................................53
FIGURA N° 18: Radiación ultravioleta o Radiación UV..........................................................................64
FIGURA N° 19: Radiación UV -C...............................................................................................................65
FIGURA N° 20: Paila De Adjuntos............................................................................................................69
FIGURA N° 21: Paila De Agua Hervida.....................................................................................................71
FIGURA N° 22: Paila De Maceración........................................................................................................73
FIGURA N° 23: Paila De Cocción..............................................................................................................75
FIGURA N° 24: Intercambiador de Calor.................................................................................................77
FIGURA N° 25: Configuración en Contra flujo........................................................................................78
FIGURA N° 26: Fermentador.....................................................................................................................79
FIGURA N° 27: Esquema experimental cualitativo de la elaboración de la cerveza..........................92
FIGURA N° 28: Esquema experimental cuantitativo de la elaboración de la cerveza.......................93
FIGURA N° 29: Maceración Con Adjuntos Por Separado......................................................................95
FIGURA N° 30: Diagrama de Hidrolisis Enzimática del Almidón........................................................123
FIGURA N° 31: Formación de los azúcares fermentables en el proceso de hidrólisis del.............124
FIGURA N° 32: Comportamiento de la densidad respecto al tiempo.................................................125
FIGURA N° 33: Comportamiento de pH en el proceso de la fermentación........................................126
FIGURA N° 34: Comportamiento de los °Brix respecto al tiempo en la fermentación del mosto.. .127
FIGURA N° 35: Evolución de la concentración de alcohol en la fermentación del mosto...............128
RESUMEN
La Cerveza se define como una bebida resultante de fermentar mediante levaduras
seleccionadas, el mosto procedente de malta de cebada sólo o mezclado con otros productos
amiláceos transformables en azúcares por digestión enzimática, cocción y aromatizado con
flores de lúpulo.
En esta tesis, se utilizó materia prima como la malta de cebada, agua, lúpulo, levadura, azúcar,
adjunto como gritz de maíz y arrocillo, en la que se determinó el comportamiento de las
variables: densidad, pH, grado alcohólico, tiempo, °Brix Tanto en la cocción como en la
fermentación.
En la cocción: la variable que se midió fue los °Brix con el refractómetro, aquí se observa
que a la temperatura inicial de 14oC se tiene 2.06 °Brix y la máxima se alcanza a la
temperatura de 86.5°C corresponde a 10.3 °Brix. Esta concentración de azúcar máxima,
indica que en el proceso de fermentación se alcanza un % de alcohol de entre 4.5 y 5.5 %
de grado alcohólico, también se midió el pH el cual tuvo un pH inicial de 6.5 y un pH final
de 6.0.
En la fermentación: el proceso duró entre 8-9 días dependiendo de las materias primas
utilizadas, y sobre todo afecta el tipo de levadura; en nuestra caso se utilizó levadura
Saaz, dicho esto se midió la densidad inicial de 1.050 kg/L. y una densidad final de 1.010
kg/L. El cual se mantuvo constante, indicando de esta manera que el proceso de
fermentación ha terminado y da paso al siguiente proceso que es la maduración. También
se obtuvo a partir del segundo día un grado alcohólico inicial de 0.26% de alcohol y uno
final de 5.25% al cabo de 9 días. A partir de aquí tanto la densidad como él % de alcohol
se mantiene constante.
En el proceso de maduración, solo se consideró una temperatura de 2ºC y se mantuvo constante
por 1 semana, es aquí donde el mosto de cerveza adquiere el cuerpo, olor, sabor, luego de esto
pasa a ser filtrado, carbonatado, enchapado y pasteurizado.
La fase experimental de este trabajo se realizó en la Planta Piloto de Alimentos de la Facultad de
Ingeniería Química UNA-PUNO (salcedo).
INTRODUCCIÓN
La cerveza es una bebida, desarrollada por pueblos de los imperios mesopotámicos y egipcios,
es el producto obtenido de la fermentación de cereales germinados en agua en presencia de
levaduras.
Para lograr una cerveza con buenas características es ideal que las materias primas cuenten con
controles de proceso en sus tecnologías. En el tiempo se ha comprobado experimentalmente
que el manejo adecuado de la malta y el lúpulo determinan las cualidades finales de la cerveza.
Uno de los insumos más importantes del proceso es la cebada malteada, procedimiento que está
rodeado de muchos secretos. No obstante, en teoría sólo se adiciona agua a la cebada y se deja
que el grano germine, condición que genera azúcares solubles que van a servir de base para la
generación de etanol. Una vez conseguido este proceso se seca y tuesta, según se quiera
obtener una cerveza pálida, dorada o negra.
Por otra parte, para conseguir el sabor amargo característico de la cerveza se agrega lúpulo,
esta es una flor de pétalos dorados que contiene resinas y aceites aromáticos.
La elaboración de la cerveza es un proceso fabril que compete enormemente a la Ingeniería
Química. El agua cervecera tiene que ser adecuadamente tratada para que sus iones y demás
componentes químicos se ajusten a las condiciones necesarias para la elaboración de una
buena cerveza. La materia prima recepcionada como el arroz, el maíz o la malta deben ser pasar
por un proceso de preparación física como es la molienda de la misma. Esta materia prima
después de molida es tratada en pailas con el agua cervecera en donde mediante tiempos y
temperatura se busca la conversión de los almidones en azúcares fermentesíbles, para luego
separar el líquido así obtenido de los sólidos mediante una filtración, este líquido llamado
Maische es hervido y mezclado con lúpulo para convertirse en un mosto cervecero, el cual
después de enfriado le será inoculado levadura para llevarlo a una fermentación que produzca la
conversión de los azúcares fermentesibles en alcohol y gas carbónico. Una vez llevada a cabo la
conversión, se produce la separación de la cerveza y de la levadura, para ser llevada esta
cerveza aún verde a un segundo reposo en donde podrá adquirir las características necesarias
que la lleven a transformarse en una cerveza estable y agradable al paladar. Ya al final se le
volverá a filtrar con la finalidad de eliminar todos los rastros de levadura y pueda recién ser
entregada a embotellado. Durante cada una de las etapas citadas se producen cambios
bioquímicos que son importantes controlar en base a parámetros determinados de temperatura,
tiempo y en función de múltiples actividades enzimáticas que se encuentran íntimamente
relacionadas con los parámetros fijados de temperatura y tiempo. Debido a la variedad de
reacciones químicas y bioquímicas aquí presentes es imperioso un control químico y biológico en
forma constante y detallada en cada una de las etapas de la elaboración como son las de
cocinas, fermentación y reposo. El control químico y biológico debe ir de la mano con la
producción no debiendo existir en ningún momento un divorcio entre ambas partes.
El Perú es un país que consume cerveza en grandes cantidades. En el mercado peruano
actualmente existe mucha competencia entre las cuales tenemos a la Unión Cervecera Backus
&Johnston S.A. y Grupo Ambev Perú.
CAPÍTULO I
CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 LA CERVEZA EN EL PERU
Desde tiempos remotos los incas tenían una visión vana de lo que ellos bebían en ese
entonces la chicha de jora era sólo una bebida que se utilizaba para acallar la sed en las
labores cotidianas que ejercían.
Cuando Darwin llegó al Perú a mediados del siglo XIX, se sorprendió del alcoholismo
imperante, que predominaban en el consumo popular de las chichas y cañazos, ambos
elaborados al margen de normas técnicas e higiénicas y por último con un alto grado
alcohólico. No es posible medir estadísticamente su impacto como barrera
antialcohólica, por ser una bebida con el aliciente y relajante del alcohol, pero en dosis
mínima: 3.5%, frente al 8% a 12% de los vinos de mesa hasta 22% de vinos generosos
y más del 30% de los licores. M. Jellinek, famoso especialista el alcohol, afirmó que a
mayor consumo de cerveza es menor el alcoholismo en un país y a menos consumo de
cerveza, consiguientemente, existe mayor consumo de vino y licores, entonces, es
mayor el alcoholismo. (Jellinek, 1960)
La industria cervecera peruana, es tecnológicamente autónoma, descentralizada a lo
largo y ancho de todo el país, con las más modernas instalaciones y técnicas, con
accionariado ampliamente difundido, con un severo control de calidad y con un prestigio
que coloca sus marcas al nivel de las mejores cervezas del mundo.
.
El problema alcohólico en el Perú, en la proporción en que existan o se debe ciertamente
a la cerveza o a los vinos o licores elaborados noblemente, sino a las chichas y
cañazos y a la serie de los llamados “preparados”, bebidas criminales que se elaboran al
margen de toda norma sanitaria y técnica y que resultan venenos sumamente baratos
por elaborarse y venderse al margen de cualquier impuesto. Hace pocos años los Drs.
Caravedo y Almeida afirmaron que el Perú es el primer país alcohólico del mundo en el
consumo de bebidas tóxicas, de chichas, cañazos y bebidas combinadas. La solución a
este problema es promover el consumo de bebidas elaboradas noblemente, como la
cerveza, que es nutritiva, sana y de mínimo grado alcohólico. (Jellinek, 1960)
1.2 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.
1.2.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.
La carrera profesional de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Altiplano
tiene como objetivo académico, formar ingenieros competitivos en sus diferentes
ramas, pero para lograr este objetivo no cuenta con todos los implementos
necesarios, además, en el laboratorio de alimentos existe la necesidad de instalar
plantas piloto para la producción de diferentes tecnologías, es por esta razón que la
instalación de la planta piloto de elaboración de cerveza, favorecerá enormemente
en la formación de estudiantes especialistas en la elaboración de bebidas
alcohólicas, los que deben ser demostrados y experimentados en laboratorios de
tecnología de alimentos de la Facultad de Ingeniería Química.
Con esta implementación se está contribuyendo al desarrollo académico en las
asignaturas de: tecnología de alimento (cerveza) y así mismo con la implementación
de la planta piloto de alimentos de la Facultad de Ingeniería Química de la
Universidad Nacional del Altiplano – Puno.
El desarrollo del presente proyecto será implementado con equipos y maquinarias
básicas y prioritarias, para la elaboración de cerveza a nivel de producción de planta
piloto y así mismo busca desarrollar simultáneamente trabajos para la elaboración de
cerveza en sus distintas variedades.
Así mismo con esta implementación se busca contribuir en el desarrollo curricular
académico y ser competentes en el mercado profesional como egresado de la
Facultad de Ingeniería Química.
1.2.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La carencia de equipos y maquinarias para el desarrollo de las asignaturas de
tecnologías de alimentos, en forma particular en tecnología de bebidas, nos permiten
realizar las prácticas de laboratorio, y de trabajos de investigación de acuerdo a los
contenidos considerados en la programación curricular de la carrera profesional de
Ingeniería Química de la UNA – PUNO. Esta fundamentación crea la necesidad de
plantear el problema en la siguiente interrogante:
¿En qué medida la instalación, puesta en marcha y evaluación del sistema
de cocimiento, fermentación de la planta piloto de elaboración de cerveza,
contribuirá a la producción de cerveza?
Por lo cual este trabajo tiene las siguientes interrogantes secundarias:
¿Qué variables y parámetros de operación influirán en el cocimiento, maceración,
fermentación de la cerveza?
¿Cuáles son los costos de operación del proceso para obtener un alto
rendimiento en la producción de cerveza?
1.3 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES.
1.3.1 Variable Independiente (Vi) Causa:
Evaluación de los parámetros de operación de los equipos del proceso de cocción –
fermentación de la cerveza.
Temperatura. [ °C ]
Tiempo. [ min ]
1.3.2 Variable Dependiente (Vd) Efecto:
Concentración de alcohol [ mg/L ]
Concentración de azúcar [ ºBrix ]
1.3.3 Variable Interviniente (Vinter):
Determinación de los factores de operación.
pH. [ mg/L ]
Granulometría. [ Micras ]
Presión atmosférica [ mm Hg ]
CUADRO N° 1: OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES.
Variables Dimensiones Indicadores Índices valoración
Variable Independiente V(i)
Evaluación de los
parámetros de
operación de los
equipos de
cocción,
1. Sistema de
cocción.
Parámetros de
operación.
Temperatura.
Tiempo.
º C.
min.
2. Sistema
intercambiador
Parámetros de
operación.
Temperatura.
‘
º C.
Intercambiador
de calor y
fermentador.
de calor
3. Sistema de
fermentación.
Parámetros de
operación.
Temperatura.
Tiempo
Concentración
º C.
min.
%
Variable Dependiente V (d)
Evaluación de
La calidad del
producto
fermentado
1. Tiempo de
fermentaciónParámetro de medida
Concentración
de azúcar
Tiempo
º Brix
s
2. Tiempo fuera
de
fermentación.
Parámetro de medida
Grado
alcohólico
Temperatura
(ºG.L) 1
°C
Variables Intervinientes V (inter)
Determinación de
los factores de
operación.
Sistema de cocciónFactores de
operación. pH. g-mol/L
FUENTE: Elaboración Propia.
1.4. OBJETIVOS.
1.4.1. OBJETIVOS GENERALES.
Evaluar y poner en marcha del sistema cocimiento – fermentación de la
planta piloto de elaboración de cerveza en la planta piloto de alimentos de
la Facultad de Ingeniería Química de la UNA-PUNO.
1.4.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Determinar los ingredientes en el proceso de elaboración de la cerveza
tipo lager.
1 grados Gay Lussac
Determinar los parámetros de operación en los equipos de cocimiento y
fermentación.
Obtener y determinar la concentración de grado alcohólico del producto
derivado de la fermentación a escala piloto.
1.5. JUSTIFICACIÓN.
1.5.1. EN LO ACADÉMICO
La evaluación y puesta en marcha del sistema cocimiento – fermentación (pailas de
cocimiento, maceración; fermentador) de la planta piloto de producción de cerveza,
en el laboratorio de procesos y operaciones unitarias de la Facultad de Ingeniería
Química puede ser de suma importancia, pues con ellos se podrán realizar
diferentes tipos de prácticas de laboratorio para las futuras generaciones.
En el área de balance de materia se podrán practicar y obtener las cantidades de
materia ingreso-salida según al tiempo de operación, y de esa manera podemos
calcular la cantidad de producto generado en unidades de volumen/tiempo, como
también se podrán realizar mediciones de caudal entrada-salida.
En el área de transferencia de calor, se podrán hacer prácticas en tiempo real, pues
el equipo requiere de energía (energía eléctrica) para su operación, y también
cuenta con un sistema de tubos y chiller donde se realizará en ella intercambio de
calor, se puede aprovechar para realizar un balance de energía y obtener
resultados donde podremos conocer la cantidad de energía requerida por el equipo
para producir una determinada cantidad (volumen de producto).
Sobre todo en el área de cinética y catálisis de reacciones, en el equipo
fermentador se pueden hacer pruebas en tiempo real, para poder obtener un mejor
rendimiento y calidad del producto, que a su vez cuenta con un sensor que nos
permitirá optimizar este proceso.
Coadyuvar en el desarrollo académico e industrial en el campo de procesamiento
de alimentos de la carrera.
Incentivar el aprendizaje en los estudiantes sobre la investigación, diseño,
instalación, puesta en marcha y evaluación de parámetros sobre los diferentes
equipos, y así lograr un mejor desenvolvimiento profesional en el manejo de
equipos.
1.5.2. EN LO TECNOLÓGICO
La escuela profesional de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del
Altiplano - Puno, no cuenta con un presupuesto destinado para la implementación
del laboratorio de alimentos o de plantas pilotos referidos al área de alimentos, es
por eso uno de los motivos de instalación y evaluación del sistema cocimiento –
fermentación, de la planta piloto para la elaboración de cerveza.
Con la instalación del sistema: cocimiento - fermentación y refrigeración se
complementa al sistema filtración - reposo; para así la planta piloto este completa,
para la producción de cerveza.
En estos equipos se podrán realizar investigaciones en las diferentes áreas y
materias primas propias de nuestra región, así también innovar nuevos productos y
mejoras relacionadas con esta planta piloto.
Es un objetivo de la carrera en el perfil del egresado, innovar la tecnología como
producir diversos productos acordes con su comunidad, lo cual ha hecho que este
trabajo, sea indispensable, porque así los estudiantes podrán tener visiones
empresariales y aplicar la tecnología cervecera en nuestra región.
1.4. ALCANCES.
Con la instalación de los equipos de cocimiento, intercambiador de calor y fermentador
se podrán obtener diversos tipos de cervezas.
1.5. BENEFICIARIOS.
Docentes, estudiantes, egresados y/o profesionales de la Escuela Profesional de
Ingeniería Química y carreras afines a la tecnología de alimentos de la Universidad
Nacional del Altiplano y de la Región.
1.6. FINES.
De investigación: Para desarrollar trabajos de investigación en la tecnología de
alimentos y bebidas alcohólicas (cerveza).
De desarrollo: Instalar, desarrollar, perfeccionar la tecnología de elaboración de
bebidas alcohólicas (cerveza) en nuestra Región de Puno.
1.7. PROPÓSITO.
Motivar a los estudiantes de Pre-grado a tener mentalidad empresarial y ser
emprendedores para el desarrollo industrial.
1.7.1. ANTECEDENTES
La Facultad de Ingeniería Química no cuenta con una planta piloto de elaboración
de cerveza, es por eso que para el desarrollo del presente proyecto tomamos como
referencia a muchas empresas que son reconocidas en este campo como la
compañía The Backus & Johnston, Ambev Perú, Grupo Aje.
La fabricación de la cerveza se remonta a épocas tan remotas como la de los
asirios y los egipcios, aunque hace solo unos 100 años que se empezó a estudiar
de forma rigurosa. La fabricación de cerveza se considera una industria agrícola,
dentro de ellas está situada entre las industrias de fermentación porque la
transformación principal, conversión de azúcar en alcohol, se produce como
resultado de una fermentación alcohólica, la producción mundial de cerveza es de
unos 1000 millones de hectolitros, 3 a 4 millones de toneladas de cereales y 100
millones de kilos de lúpulo. (López, 2010)
Los estadounidenses Jacobo Backus y Howard Johnston, dedicados anteriormente
a fabricar hielo, incursionaron en la industria cervecera al fundar en el Rímac la
compañía “The Backus & Johnston Brewery Ltd.”, en 1879 y después de que en
1890 traspasaron la firma a una sociedad en Londres, en 1954 es adquirida por
peruanos y se convierte en Cervecería Backus & Johnston S.A.
Después de casi cinco años sin competencia en el mercado cervecero peruano, el
país es participe de una mega guerra regional la construcción de la planta de
Compañía Cervecera Ambev Perú, con capacidad para producir un millón de
hectolitros al año, la cervecera belga Interbrew, tercera compañía productora a nivel
mundial, adquirió el 57% de la compañía Brasileña Ambev, formando el mayor
holding cervecero del mundo, Ambev rompe el monopolio que la unión de
cervecerías peruanas Backus & Johnston controlaba. (Semana Económica, 2004)
La cerveza cuzqueña se empezó a escribir el 1 de octubre de 1908, cuando Ernesto
Gunther y un grupo de hombres emprendedores fundo en la ciudad del Cuzco, en
el año de 1939, cervecería alemana cambio su nombre a Compañía Cervecera del
Sur (CERVESUR) ahora BACKUS, incremento su producción la planta de cerveza
cuzqueña está ubicada en la ciudad de Cusco, cuenta con una capacidad de
producción de 600 mil hectolitros al año. (Comercio, 2009)
Estudios de mercado para la organización de una PYME para la industria
cervecera en la tesis: Estudio de mercado para la organización de una PYME de
bases biotecnológicas: cerveza de elaboración artesanal. (Alejo, 2006)
Siendo la cebada la materia prima necesaria para la elaboración de cerveza, hizo
Investigaciones sobre las variedades de cebada cervecera en su tesis: Elaboración
de cuatro variedades de cebada cervecera (Isia Larico,2000)
1.8. UBICACIÓN DEL PROYECTO.
La instalación, puesta en funcionamiento y desarrollo del trabajo de investigación y
evaluación de los equipos de cocimiento, intercambiador de calor y fermentación se
efectuaran en las instalaciones de la escuela profesional de Ingeniería Química,
ubicado en:
Región : Puno
Provincia : Puno
Distrito : Salcedo
Institución : Universidad Nacional del Altiplano Puno.
Lugar : Laboratorio de tecnología de alimentos de la Escuela
Profesional de Ingeniería Química
CAPÍTULO II
MARCO CONCEPTUAL
2.1. CERVEZA.
2.1.1. Definición
Se define como “una bebida resultante de fermentar mediante levaduras seleccionadas,
el mosto procedente de malta de cebada sólo o mezclado con otros productos
amiláceos transformables en azúcares por digestión enzimática, cocción y aromatizado
con flores de lúpulo” (AETCM, 2002)
2.1.2. Historia de la cerveza
La cerveza es una de las bebidas más antiguas del mundo, junto con el vino. Desde
hace miles de años el ser humano viene disfrutando de cervezas de todo tipo, sabores y
colores.
La cerveza es uno de los productos más antiguos de la civilización. Los historiadores
creen que ya existía en Mesopotamia y Sumeria en el año 10.000 a.C. En 1981 se
encontró una tablilla de piedra que describe un tipo de cerveza elaborada en Babilonia
en el 6.000 a.C. En la antigüedad, los chinos también elaboraban cerveza, del mismo
modo que las civilizaciones precolombinas de América, que utilizaban maíz en lugar de
cebada. De manera similar, en la antigua Britania se elaboraba cerveza a base de trigo
malteado antes de que los romanos introdujeran la cebada. (Garcia, 2002)
FIGURA N° 1: Bebiendo cerveza en la época de la civilización babilónica (2.400 antes de Cristo). Tomado de 100 Jahre Fakultátfür Brauwesen Weihenstephan 1865-1965, Verlag Hans Cari: Núremberg.
No existen datos sobre quienes inventaron la cerveza, pero los registros más antiguos
sobre este sabroso producto, nos remontan a 6.000 años atrás, en la zona de la
Mesopotamia, específicamente en Sudan, los Sumerios ya hacían cerveza e incluso
dejaron registros escritos sobre la elaboración de este producto.
Los Sumerios preparaban cerveza de la siguiente manera, tomaban pan hecho con
harina de trigo, lo cortaban en pedazos y metían esos pedazos en vasijas a las cuales
les agregaban agua, dejando esas vasijas al sol durante varios días. El calor del sol
hacia fermentar la harina de trigo y gracias a este proceso obtenían una bebida
alcohólica que luego filtraban y bebían. (Garcia, 2002)
Ellos llamaron a esa cerveza Siraku según el antiguo Egipto que remonta a 4.000 años
A. C.
FIGURA N° 2: Estatuilla de una mujer fabricando cerveza. En Egipto los arqueólogos que estudian las pirámides, durante años han sabido que la
cantidad de obreros utilizados en la construcción de las mismas sobrepasaba las 20.000
personas, pero la gran duda que tenían era, en donde vivían esas personas, dónde
descansaban, dónde se alimentaban. Se suponía que para construir semejantes
monumentos debía existir cerca de las pirámides un campamento que pudiera albergar
a tanta gente para darles dicho descanso y comida.
Durante años buscaron ese campamento hasta que finalmente lo hallaron y grande fue
su sorpresa al descubrir que en éste lugar, además de albergues, había panaderías y
fábricas de cerveza. Así los egipcios daban a sus obreros pan y cerveza, para
alimentarlos y que tuvieran la energía suficiente para poder mover los enormes bloques
de piedra que conforman las pirámides.
Este era un buen alimento para los obreros ya que el pan que por un lado era
económico, aportaba carbohidratos y la cerveza, nutrientes para generar energía.
La cerveza era considerada como el pan líquido, por lo que se podría afirmar que las
majestuosas pirámides de Egipto fueron construidas gracias a este maravilloso elixir que
los egipcios llamaron Zythum. (Alva, 1999)
En la antigüedad era común que existieran pueblos que traspasaban sus fronteras e
invadían a otros pueblos y los conquistaban, llevando consigo su cultura, sus
costumbres, religión y gastronomía ocasionando de esta manera la difusión de la
fabricación y consumo de cerveza de un país o de una región a otra.
De esta manera, por medio de las conquistas existen vestigios de fábricas de cervezas
de 4.000 años de antigüedad en España. Sin embargo fueron los alemanes los que le
dieron mayor impulso a la fabricación de esta bebida, sobre todo los monjes monacales
quienes mejoraron el aspecto, el sabor y el aroma de la cerveza
Ya por la edad media, existían en Alemania, gran cantidad de fábricas de cerveza, e
incluso ya se comenzaba a realizar mezcla de cereales para obtener productos
diferentes. A finales del siglo XV se promulga la primera cerveza alemana, la cual indica
que la cerveza 100% pura, debe elaborarse exclusivamente con tres ingredientes: agua,
malta de cebada y lúpulo, de esta manera los alemanes protegieron la pureza del
producto, según el Duque de Raviera Guillermo IV.
La ley no menciona la levadura, la cual fue descubierta en 1880 por Luis Pasteur.
“Tecnología de Fermentación”.
Antes de conocer el mecanismo de la fermentación, los cerveceros usualmente tomaban
el sedimento de una fermentación previa y lo agregaban a una nueva.
Actualmente se siguen elaborando cervezas que cumplen con esta ley, las cuales son
una garantía de calidad y no tiene aditivos químicos añadidos, aunque, la mayoría de las
cervezas que se industriales que lamentablemente están muy lejos de parecerse a una
legítima cerveza hecha exclusivamente con malta de Cebada. (Garcia, 2002)
2.1.3. TIPOS DE CERVEZA
Se diferencian en dos grandes tipos, de acuerdo a su levadura de fermentación Ale y
Lager, algunos de nosotros conocemos las características generales de cada estilo.
Nosotros reconocemos cerveza Lager tan típicamente suave y más elegante que la
cerveza Ale; nosotros conocemos la cerveza Ale como una cordial, robusta e infusión
frecuentemente sabrosa. Aunque la cerveza Lager sea todavía mucho más popular en el
mundo, Todas las cervezas, desde la Porter a la Weizen, pueden definirse como una
cerveza Ale o una cerveza Lager, A veces sorprendentemente. Quien habría pensado
una rica Malta bock clasificaría como una cerveza Lager, o esa Like Lambic como una
cerveza Ale. Las diferencias comienzan con el tiempo de infusión. Si la cerveza es Ale o
Lager es definida por la temperatura usada en la infusión y la temperatura de la
fermentación y la levadura empleada. La fermentación alta propia de levadura,
Saccharomyces cerevisiae produce cervezas Ale; La fermentación baja propia de
levadura, Saccharomyces carlsbergensis, produce cervezas Lager. Las cervezas Ale
fermentan rápidamente y a temperaturas más cálidas, Cerveza Lager más lentamente y
a temperaturas más frías. (Hughes, 2003)
2.1.3.1. CERVEZAS SEGÚN EL TIPO DE FERMENTACIÓN
Existen muchísimos tipos de cerveza. Teniendo en cuenta el modo de fermentación,
podemos distinguir tres categorías: fermentación baja, fermentación alta y
fermentación espontánea. Existen también unos tipos especiales de cerveza.
(Sanchez, 2011)
2.1.3.2. BAJA FERMENTACIÓN
Son cervezas generalmente claras, (rubias) con algunos matices dorados oscuros,
marcado sabor a lúpulo y refrescantes. Elaboradas con malta clara por el método
de cocción. Para estas cervezas se utiliza levadura que actúa a baja temperatura
(de 6 a 10ºC) y pasando de 8 a 10 días se depositan en el fondo de la cuba.
Viene a ser la cerveza corriente de consumo más extendido, también en España.
Las llamadas cervezas "especiales" se refieren a un mayor contenido de lúpulo o de
alcohol, aunque sin dejar de ser tipo "Pils". El 75% de las cervezas belgas son de
fermentación baja.
Se le denomina cerveza de baja fermentación a casi todas las rubias: Pils, Bock,
Export, Especial. (Sanchez, 2011)
2.1.3.3. ALTA FERMENTACIÓN
Generalmente elaborada con malta más oscura por el método de infusión. En este
caso la levadura empieza a actuar (entre 14 a 20ºC) fermentando un máximo de 5
días.
Reconocibles en general por su tono oscuro, son ejemplos típicos las cervezas de
Abadía, Trapenses, Ales, Reserva, Weizenbier
Se puede decir que hay tantos tipos como marcas, albergando la Región Valona de
Bélgica algunas de las más prestigiosas. (Beltran F. & Wise, 1965)
Trapenses: Elaboradas a partir de recetas muy antiguas por los monjes
trapenses o del cister. Solamente seis abadías cerveceras tiene derecho
a esta denominación de origen, pues se elaboran en el mismo
monasterio. Cinco de ellas están en Bélgica y tres de ellas en Valonia,
como son Chimay, Orval y Rochefort.
De abadía: Se usa para las cervezas cuyo origen, a menudo aunque no
siempre, tiene que ver con una abadía, aunque no se elaboren en un
monasterio sino industrialmente. En Valonia destacan Abadía Val Dieu;
Saint Benoit y Triple Moine; Abadía Floreffe y Abadía des Rocs.
Blancas: Cervezas turbias elaboradas con trigo y muy refrescantes,
como son Blanche de Bruxelles.
Saison: Cervezas de temporada muy extendidas en Bolonia, de color
ambarino, existiendo numerosas cervecerías con estas especialidades.
También se elaboran "Cuvées" especiales de Navidad.
Artesanales: Cuyos colores y aromas excepcionales provienen de la
adición de especias, frutas o ingredientes raros como miel, trigo
sarraceno, o desconocidos. Destacan las cervezas de Blaugies, la
Binchoise, la Brasserie Fantome, Achouffe, la Caracole, etc. (Sanchez,
2011)
2.1.3.4. FERMENTACIÓN ESPONTÁNEA
Se elaboran dentro y en los alrededores de Bruselas únicamente. Esta
denominación cubre las cervezas típicamente belgas, que sólo se elaboran en el
valle del río Senne en Bruselas. Son cervezas de trigo candeal compuestas de un
70% de malta y un 30% de trigo. No se les agrega levadura ya que la recibe por
contacto con el aire ambiente, un micro fauna natural existente en la cervecería da
lugar a una fermentación espontánea, semejante a la del vino. Es la forma de
fermentación arcaica, pero no anacrónica, está en los orígenes de las cervezas de
fuerte personalidad. Comúnmente se llama a esta cerveza "Gueuze". Pueden
encontrarse también cervezas cuya segunda fermentación ocurre después de la
adición de cerezas o frambuesas, obteniéndose la "Kriek". Espontánea o Lambic ,
Gueuze, Kriek, Frambuesa y Melocotón. Hasta 3 años de fermentación. (Sanchez,
2011)
2.1.3.5. OTROS TIPOS DE CERVEZA
La mayor parte de las cervezas se elaboran con cebada malteada a la que se da
sabor con lúpulo. Aunque existen en el mercado cervezas de trigo, mijo y arroz, la
más habitual es la obtenida a partir de la fermentación de la cebada.
En Japón, China y Corea, la cerveza se hace con arroz, y recibe el nombre de sake,
samshu y suk respectivamente. En África se usan mijo, sorgo y otras semillas;
mientras que el kvass ruso se hace con pan de centeno fermentado.
El saque es un tipo especial de cerveza originaria de Japón que normalmente se
bebe caliente o templada. A menudo se hace referencia al saque, que también se
escribe sakí, llamándolo, de forma errónea, vino de arroz, debido a su elevado
contenido alcohólico. En Japón desempeña un importante papel en actos religiosos
y sociales. El proceso de elaboración de cerveza, que tiene muchos siglos de
antigüedad, dura alrededor de seis semanas y comienza con la mezcla y amasado
de arroz al vapor, llamado koji, con un moho cultivado y agua. Esta mezcla se
calienta y posteriormente se hace fermentar en grandes cubas, a veces en
presencia de una levadura. La contaminación del producto se evita añadiéndole
ácido láctico. A continuación se filtra. (Gorostiaga, 2008)
2.2. MATERIA PRIMA E INSUMOS EMPLEADOS EN LA ELABORACIÓN DE CERVEZA.
En la elaboración de cerveza se requiere las siguientes materias primas:
La malta de cebada.
Los adjuntos.
Lúpulo.
La levadura.
El agua cervecera.
2.2.1. LA MALTA.
Se entiende por malta a la cebada seleccionada que se sometió a un proceso de
germinación y secado para activar los procesos enzimáticos del grano que ocurren
durante la germinación, para luego utilizarlo en el proceso de elaboración.
2.2.1.1. LA CEBADA.
FIGURA N° 3: Planta de Cebada
La cebada (Hordeum Vulgare) es una planta monocotidilonea anual
perteneciente a la familia de las poaceas (gramiceas), a su vez, es un cereal
de gran importancia para el consumo humano y animal. Actualmente el cuarto
cereal más cultivado en el mundo después del trigo, arroz y maíz. (AETCM,
2002)
CUADRO N° 2: CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA DE LA CEBADA.
Reino: Plantea
División: Magnoliophyta
Clase: Liliopsida
Orden: Poales
Familia: Poaceae
Subfamilia: Pooideae
Tribu: Triticeae
Género: Hordeum
Especie: H.Vulgare
Nombre binomial: Hordeum vulgare L.
Fuente: Ruiz Camacho, Rubén [1981] Cultivo del Trigo y la Cebada
GRANO DE CEBADA.
Es el cereal más empleado en la elaboración de la cerveza. Esta planta de
espigas formadas por espiguillas uniformes y grano aguzado en los extremos,
tiene un porcentaje de entre un 60 % - 65 % de almidón que le confiere a la
cerveza un sabor suave y dulce. (AETCM, 2002)
NOMBRE CIENTÍFICO : Hordeum vulgare
FAMILIA : L. POACEAE
NOMBRE COMÚN : Cebada
FIGURA N° 4: Grano de cebada
Son dos los tipos de cebada de malteo que se utilizan mayormente: Hexístico (6-hileras)
y dístico (2-hileras). Existen opiniones diversas con relación a los méritos respectivos de
cada tipo. En general, las 2 hileras es la más gruesa y con una cáscara más ajustada y
delgada que la de 6-hileras. Produce malta que tiene una mayor cantidad de extracto,
color más claro y menor contenido de enzimas que la hexística (Gajon sanchez, 1943)
CUADRO N° 3 : COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA CEBADA
COMPONENTES UNIDAD CANTIDAD
Materia seca % 89,00
Energía metabolizable (aves) Mcal/kg 2,55
Energía digestible (cerdos) Mcal/kg 3,10
Proteína % 1,60
Metionina % 0,17
Metionina + cistina % 0,36
Lisina % 0,40
Calcio % 0,03
Fósforo disponible % 0,10
Acido linoleico % 0,65
Grasa % 1,80
Fibra % 5,10
Ceniza % 2,40
Almidón % 5,00
Fuente: Jackson, M. (1999). “El libro de la cerveza”.
2.2.1.2. MALTEADO DE LA CEBADA.
Las principales etapas del malteo comprenden los siguientes:
Limpieza de grano
Remojo.
Germinación.
Secado.
Las etapas secundarias comprenden como:
Tostación.
Limpieza
Molienda o partida.
Almacenamiento.
En todas estas etapas resulta necesario un control completo de la
temperatura, de la humedad y flujo de aire. (Isia Larico, 2000)
Limpieza de Grano
Proceso.- Se realiza para:
- Remover cascaras, polvo, paja palos etc. Proveniente de la
cosecha de grano.
- Remover piedras, trozos metálicos.
- Remover semillas extrañas.
Remojo.- Se hidrata y airea el grano a un 40%, para iniciar la
germinación mediante la activación del embrión.
Germinación.- El grano remojado es trasladado a un envase donde en
condiciones controladas de temperatura, humedad y oxígeno, se produce
el desarrollo de enzimas. Se llaman enzimas a las sustancias de
naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas. En este caso
serán las encargadas de catalizar la conversión de almidón en azucares.
Después del remojo viene la germinación el cual está marcado por cuatro
fases
1.- Absorción del agua por el embrión.
2.- Activación de enzimas.
3.- Desarrollo de tejidos embrionarios.
4.- Ruptura de la pared del embrión por el germen.
Siendo la activación enzimático la clave de la germinación. Para detener
la germinación se recurre al tostado durante el malteo se forman una serie
de enzimas, siendo las principales:
Amilasas.- Desdoblan el almidón son dos la alfa amilasa y la
beta amilasa.
Hemicelulasas.- Desdoblan las hemicelulosas
Proteolíticas.- Están agrupadas en dos grupos, las
proteínasas que desdoblan las proteínas complejas hasta el
estado de poli péptidos y péptidos, y las péptidasas que
desdoblan los péptidos hasta el estado de aminoácidos.
Fitásas.- Que desdobla la fitina es fosfatos e inositol.
Oxidasas.- Son enzimas del grupo respiratorio, se distinguen
tres, las verdaderas oxidasas que activan el oxígeno molecular,
las per oxidasas que activan sólo el oxígeno de los peróxidos y
la catalasa que desdobla el peróxido de hidrógeno. (Sanchez,
2011)
Secado.- La malta verde es secada en una secadora de simple plato,
mediante el flujo controlado de aire caliente proveniente de un
intercambiador de calor de combustión indirecta. El objetivo de la
reducción. Del contenido de humedad del grano es para detener la
germinación y retener enzimas activas. De otro modo la germinación
continuaría y consumiría los azúcares (Vogel, 1994)
Tostado.- El objetivo es desarrollar colores más intensos y sabores que
no son posibles mediante el secado convencional a expensas de la
degradación de la actividad enzimática. En esta etapa se utiliza un
equipo tostador rotativo, que permite el contacto de aire caliente con el
grano. (Vogel, 1994)
Malta Munich Malta Viena Malta Cristal Malta Chocolate
FIGURA N° 5 : Tipos de malta.
2.2.1.3. ANÁLISIS Y CALIDAD DE LA MALTA.
El cervecero juzga la calidad de la malta de acuerdo a la manera en que se
conforma sus especificaciones y por su rendimiento durante el proceso de
fabricación de cerveza. Las especificaciones reflejan la filosofía individual de
la cervecería y por lo tanto difieren entre sí.
Todas las cervecerías especifican malta bien modificada y esto se controla
fijando límites a la diferencia de fino-grueso, a los grados de desarrollo y a los
rangos de proteínas soluble.
También especifican la retención de grano en la malta 7/64 pulgadas y a la
cantidad de granos que retine y deja pasar la malla de laboratorio de 5/64
pulgadas con el objeto de controlar el proceso de su molienda. Normalmente
se especifican niveles de enzimas fijando mínimos o rangos de alfa y beta-
amilasa. Se fijan límites para el color y para la humedad. (Hough, 2002)
2.2.2. ADJUNTOS CERVECEROS.
Son cereales de alto contenido de almidón, que no necesita tener poder enzimático,
utilizando para su conversión el poder enzimático de la malta. EL uso de adjuntos
produce cervezas de un color más claro, con un sabor menos saciado, más
vigorizante, con mayor luminosidad, mejor estabilidad física y superiores cualidades
de aceptación de enfriamiento. Aparte de la malta, los materiales cerveceros que
actualmente que más se utilizan son los que derivan de los cereales de maíz y del
arroz aunque se usan a veces granos de sorgo, trigo y cebada. (Isia Larico, 2000).
CUADRO N° 4: ANÁLISIS DE ADJUNTOS CERVECEROS.
ANÁLISIS Maíz % Arroz % Sorgo % Trigo %
Humedad 10.9 12.0 11.7 11.1
Extracto 60.0 70.0 63.0 65.0
Aceite 00.8 00.9 00.7 00.4
Proteínas 10.0 07.7 10.4 00.2
Cenizas 00.2 00.3 00.4 00.4
Mat Nitrogenadas 05.0 00.4 01.7 01.7
Celulosa 03.6 02.0 02.0 02.5Fuente: Ortuño Vian A., Compendio Tecnológico Industrial. (Madrid 1980)
2.2.3. LÚPULO.
El lúpulo es una planta trepadora de la cual se utilizan las flores femeninas para dar
el amargor. El lúpulo se añade en diferentes proporciones de manera que genere el
sabor, amargor y aroma dependiendo de tiempo en que el lúpulo está en contacto
con el mosto en ebullición.
El lúpulo es utilizado en cervecerías por su poder de amargor. El lúpulo se
encuentra en la lupulino (gránulos de color amarillo que se encuentra en la flor)
siendo estos unos ácidos amargos cristalizables que confieren el poder de amargor,
estos fenómenos son acelerados por el oxigeno, temperatura y humedad. Siendo
importante que para su conservación deban ser colocadas en lugares adecuados a
0o C donde el grado hidrométrico no pase de 70 a 75 %. (Carbajal & Insuasti, 2010)
FIGURA N° 6: Hoja de Lúpulo.
El lúpulo cumple varias funciones importantes, como: amargor, sabor aroma y
conservación.
Amargor: La adición de lúpulo en la cerveza logra que tenga un mayor o menor
grado de amargo, según la cantidad de lúpulo que se adicione y el estilo de
cerveza a elaborar.
Sabor: El lúpulo también otorga sabor a la cerveza. Existen variedades de
lúpulo que se utilizan sólo para dar sabor, porque son muy pobres en amargor y
aroma.
Aroma: Se puede intensificar el aroma de la cerveza gracias al agregado de
lúpulo. Existen lúpulos que sólo se utilizan para proporcionar un mejor aroma, ya
que son muy aromáticos y baja concentración de amargor y sabor.
Conservación: El lúpulo es un gran bactericida, por lo que ayuda a la cerveza a
prolongar el tiempo de vida la descomposición a causa de bacterias.
(Gorostiaga, 2008).
El lúpulo se distribuye para su uso en cervecería de tres formas fundamentales.
Cada una tiene sus inconvenientes y sus desventajas.
Lúpulo natural desecado: Si está fresco es la forma que mejor conserva sus
propiedades. Para que no pierda calidad debe ser conservado en recipientes
libres de oxígeno. Por otra parte, es la forma de distribución más voluminosa.
Pellets: Lúpulo desecado, triturado y compactado en bolitas o barritas. Ofrecen
una mejor protección al aire, aunque su alto grado de mecanización y
comprensión afectan negativamente a los componentes naturales del lúpulo.
Esencias (o aceites) de lúpulos aromáticos: Forma de distribución
recientemente introducida que requiere conservarlo a la temperatura más baja
posible y preferiblemente al vacio. (Labanca & otros, 2008)
FIGURA N° 7: Lúpulo en Pellets.
CUADRO N° 5: COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL LÚPULO
COMPONENTES QUÍMICOS PORCENTAJE (%)
Materias Nitrogenadas 17,5
Materias No Nitrogenadas 27,5
Celulosa Bruta 13,3
Aceites Esenciales 0,4
Taninos 3,0
Extracto al Éter (Resinas) 1,3
Agua 1,5
Cenizas 7,5
Fuente: Proceso de elaboración de cerveza, José Alva Salazar, 1999
2.2.4. LEVADURA CERVECERA.
Las levaduras son organismos vivos unicelulares que pertenecen al reino de los
hongos. Se alimenta de los azúcares provenientes de la malta, transformándolos en
alcohol y CO2 (gas) durante un proceso llamado fermentación que se realiza en
ausencia de oxígeno, (Carbajal & Insuasti, 2010)
FIGURA N° 8: Levadura de cerveza
Entre cientos de especies las dos más utilizados son:
Levadura de alta fermentación denominada Saccharomyces cerevisiae.
Esta variedad actúa a temperaturas de entre 12 a 24 o C y se sitúa en la
superficie del mosto. A las cervezas que se consiguen con este tipo de
fermentación se les llama ales.
Levadura de baja fermentación denominada Saccharomyces uvarum
(antes denominado Saccharomyces carlsbergensis). Estos hongos
actúan a temperaturas de entre 9 y 15 o C y se suele situar en el fondo del
fermentador. Las cervezas que se elaboran con esta variedad son
llamados lager. (Sanchez, 2011)
Todos los demás tipos de levaduras (especies de los géneros
schizosaccharomyces, Hansenula, Pichia, Torulopsis, Cándida, Brettanonomyces,
etc. Y otras especies de género saccharomyces) han sido asociadas con el
deterioro de la cerveza y comúnmente se le denominan levaduras “salvajes” o no
cultivadas. Como producen velo y sabores extraños, su presencia en la cervecería
es considerada como una infección peligrosa que plantea una grave amenaza a la
calidad de la cerveza. La aplicación rutinaria de pruebas para detectar levaduras
salvajes debe ser una parte indispensable del programa de control microbiológico
de cualquier cervecería moderna bien administrada. (Turto, Sánchez, Vidal, &
Puigande, 2004)
2.2.4.1. Ciclo Vital de la Levadura
El ciclo vital de la levadura se activa cuando es inoculado al mosto. El
crecimiento de la levadura sigue cuatro fases, las cuales son algo arbitrarias
porque todas las fases pueden trasladarse en su tiempo y estas cuatro fases son
las siguientes. (Kunze, 1996).
FIGURA N° 9: Ciclo Vital de la Levadura.
2.2.4.1.1. El período del retraso.
La reproducción es la primera gran prioridad que tiene nuestro "starter" y
la levadura no empezará a reproducirse y crecer, hasta que no acumulen
sus reservas de alimento. Esta etapa es marcada por una baja en el pH
debido a la utilización del fosfato y una reducción en oxígeno. La
sustancia llamada glicógeno, es una reserva intracelular de carbohidratos,
es esencial como fuente de energía para la actividad de la célula puesto
que los azúcares del mosto no se asimilan temprano en la fase de retraso.
La célula de la levadura trae el glicógeno almacenado, éste se analiza en
la glucosa, el cuál es utilizado por la célula para la reproducción. Los
niveles bajos de glicógeno producen niveles anormales de los diketones
del vecinal (especialmente el diacetyl) y dan lugar a fermentaciones más
largas. (Kunze, 1996).
2.2.4.1.2. La fase del crecimiento.
La fase del crecimiento, designada a menudo como la fase de la
respiración, sigue a la fase de retraso una vez que las suficientes reservas
se acumulen dentro de la levadura. Esta fase es evidente en la cubierta
de la espuma en la superficie del mosto debido al bióxido de carbono
liberado. En esta fase, las células de la levadura utilizan el oxígeno en el
mosto para oxidar una variedad de compuestos ácidos, dando por
resultado una baja significativa en el pH. En esta conexión, algunas cepas
de levadura darán lugar a una caída mucho mayor en el pH que otras
dentro del mismo mosto de la fermentación. (Kunze, 1996)
2.2.4.1.3. La fase de la fermentación.
La fase de fermentación sigue rápidamente a la fase del crecimiento en
que las levaduras han agotado la fuente del oxígeno, es lo que se
denomina, un proceso anaeróbico.
"La sobre oxigenación no puede afectar mucho dado que el oxígeno es
rápidamente consumido por la levadura en los primeros estados de la
fermentación".
De todas formas, otros autores agregan también, que si el nivel de sobre
oxigenación es muy alto se producirá un crecimiento muy vigoroso de la
levadura que podría afectar en contra de la calidad de la cerveza, por el
incremento de la producción de esteres y acetaldehídos. Esta fase es
caracterizada por la reducción de la densidad del mosto y la producción
del dióxido de carbono, etanol, y los sabores de la cerveza. Durante este
período, la levadura está sobre todo en suspensión, permitiéndose que la
dispersión y el contacto máximo con el mosto de la cerveza se conviertan
rápidamente fermentables. En el caso de las levaduras ALE`s la mayoría
de las levaduras permanecerán en suspensión a partir de los 3 a los 7
días, después de lo cual comenzarán la floculación y la sedimentación.
(Kunze, 1996)
2.2.4.1.4. La fase de la sedimentación.
La fase de sedimentación es el proceso con el cual la levadura flocula y
se ubica en el fondo del fermentador después de la fermentación.
La levadura comienza a experimentar un proceso que preserve su vida,
porque se alista para la inactividad, produciendo la sustancia llamada
glicógeno.
El glicógeno es necesario para el mantenimiento de la célula durante
inactividad y, según lo mencionado, es una fuente de energía durante la
fase de retraso de la fermentación. (Kunze, 1996).
2.2.5. AGUA CERVECERA.
La calidad del agua ha sido reconocida durante siglos como un factor importante
para determinar la calidad cervecera. El agua para el proceso de fabricación de
cerveza no solo debe satisfacer los requerimientos específicos para asegurar el
debido pH de la masa, la debida extracción del lúpulo, buena coagulación en la
paila u olla de cocción, sana fermentación y el debido desarrollo del color y sabor
dentro de la cerveza terminada. (Prescott, 1962).
Una cantidad suficiente de calcio resulta esencial dentro del agua cervecera,
particularmente durante la maceración. El calcio protege la alfa amilasa contra la
destrucción térmica y ayuda así a la licuefacción de la masa. El calcio ayuda a
obtener y mantener el debido pH de la masa, ayuda en la floculación del material
proteico dentro de la paila u olla de cocción. (Perry & Green, 1998)
El pH es el de más importancia para las reacciones bioquímicas que se desarrollan
durante el proceso; en todos los pasos de la fabricación hay disminución del pH y
los amortiguadores minerales del agua contrarrestan en parte este cambio.
El Calcio es necesario para la debida floculación de la levadura y eliminación
del oxalato En suma, un nivel apropiado de calcio dentro del agua cervecera
resulta importante para obtener una cerveza estable y de buen sabor.
El Magnesio sirve como una coenzima importante durante la fermentación.
Normalmente, la malta contiene suficiente magnesio como para proveer la
cantidad requerida. Donde se emplea un elevado porcentaje de adjuntos,
resulta aconsejable la adición de pequeñas cantidades de magnesio al agua
cervecera.
La elevada alcalinidad contrarresta los efectos beneficiosos del calcio y del
magnesio. Por lo tanto, debe controlarse. La utilización del agua alcalina para
el lavado del soutuche debe evitarse también, debido al peligro de contraer
del grano polifenoles indeseables.
El Sodio y el Potasio Se hallan en todas las aguas naturales, predominando
el ion sodio. La mayor parte del potasio presente en la cerveza se deriva de la
malta. Estos iones rara vez están presentes en una concentración lo
suficientemente elevada como para tener cualquier efecto sobre el sabor de la
cerveza.
Los cerveceros prefieren restringir la utilización de aguas con un elevado
contenido de hierro únicamente a operaciones de refrigeración. Las aguas
que tienen un elevado contenido de hierro, frecuentemente contiene también
manganeso.
El sulfato contribuye a darle a la cerveza un sabor “más seco” o más
“amargo” durante la fermentación
El cloruro. Se considera generalmente que da a la cerveza un sabor más
“suave” o “lleno” es una práctica bastante común añadir cloruros a las
cervezas oscuras.
El nitrato. En el agua, se considera como una etapa final de oxidación de
materia orgánica que contiene nitrógeno, se considera ahora que una elevada
concentración de nitrato sea perjudicial para la fermentación, salvo que el
nitrato quede reducido a nitrito por acción bacteriana durante la fermentación.
La formación de nitrito puede generar una reducción en el grado de
fermentación y tener efectos dañinos sobre la levadura.
El contenido de sílice en el agua cervecera no tiene mayor importancia, ya
que provienen cantidades muchos mayores de la malta y del grano. No
obstante, deben vigilarse los niveles de sílice porque pueden afectar la
utilidad del agua, debido a que en elevadas niveles, contribuye a la formación
de incrustaciones en la caldera de vapor.
La materia orgánica disuelta causa ocasionalmente desagradables sabores a
pescado o moho de cerveza. La eliminación de materia orgánica es una labor
de especialista, que requiere técnicas tales como la super cloración,
tratamiento con dióxido de cloro, floculación con alúmina y tratamiento de
carbón activado. Está bien documentado que cantidades pequeñísimas de
cloro fenoles presentes en la cerveza pueden tener un efecto desastroso
sobre el sabor.
Ahora se redacta una lista de requerimientos básicos para una buena agua
cervecera:
Debe satisfacer las normas de agua potable.
Debe ser transparente, incolora, inodora y libre de cualquier sabor
objetable.
La alcalinidad en la fuente debe reducirse a 50 ppm. o menos.
Si la alcalinidad es de 50 ppm. o menos el pH no es importante y
resulta aceptables valores que van desde un pH 4 hasta un pH 9.
El nivel de cloruros como (NaCl) puede variar según la preferencia
del sabor.
El agua base del macerado. debe tener aproximadamente 50 ppm.
de calcio. Poco más de la mitad de calcio, ya sea proveniente de la
malta o de adición de sales se pierde durante la maceración.
- Un nivel de calcio de 40 a 70 ppm. Dentro del cocedor y de la
masa principal ayudara a preservar las enzimas y mejorar el
rendimiento del extracto.
- Un nivel de 80 a 100 ppm. De calcio dentro del mosto, ayudará
a controlar el pH, mejorar el rendimiento de la levadura, La
floculación de la levadura, la eliminación del oxalato y a reducir
el color del mosto.
- Resulta deseable un contenido de calcio de aproximadamente
60 – 80 ppm. En la cerveza terminada. (Wheaton Frederick,
1969)
2.3. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.
2.3.1. RECEPCIÓN DE MATERIA PRIMA.
2.3.1.1. MOLIENDA.
Para obtener la harina es necesario moler los granos de cebada malteada. La
cáscara debe quedar lo más entera posible sin que tenga partículas adheridas
de harina. Si las cáscaras fueran molidas la filtración será más difícil y se
extraerán sustancias amargas, volátiles y dañinas (provocara un gusto
desagradable y una menor estabilidad coloidal por una mayor extracción de
taninos). (Carbajal & Insuasti, 2010)
2.3.1.2. PRODUCCIÓN DEL MOSTO.
El objetivo principal del proceso en la sala de cocimientos; es la producción
eficiente de mosto con la formulación y calidad que permita producir la cerveza
deseada. las operaciones que se realizan aquí son:
MACERACIÓN.
La maceración consiste en empastar la malta con agua, con el objetivo de
transformar el almidón que contiene la misma en azúcares fermentables y
dextrinas, además de convertir las proteínas en aminoácidos péptidos,
cuyos nutrientes son necesarios para la levadura durante la etapa de
fermentación. (Prescott, 1962)
La mezcla se calienta gradualmente hasta una temperatura de 48oC por
aproximadamente 20 minutos, en la que se activan principalmente las
proteasas, las β - glucanasas y las β-amilasa. Se continúa el calentamiento
progresivo por etapas a temperaturas de 60ºC por 30 minutos y
posteriormente a 72ºC por 30 minutos más, estas temperaturas
corresponden a las temperaturas de activación de las amilasas (Revista de
Cerveza y Malta, 2002)
Las proteasas hidrolizan las proteínas de la malta, dando como resultado la
formación de péptidos y aminoácidos, que más adelante, durante la
fermentación servirán como nutriente para la levadura. Las β - glucanasas
hidrolizan los glucanos presentes en la cebada; la degradación de estos
polímeros es importante para disminuir la viscosidad del mosto. La β-
amilasa hidroliza la amilasa y la amilopectina originando maltosa y
dextrinas. Las amilasas que se activan entre 60 y 70oC hidrolizan los
enlaces α (1-4) de la amilasa y la amilopectina en diferentes puntos del
polímero sin acercarse a los puntos de ramificación y a los extremos de la
cadena. (Holle, 2003)
Los procesos de malteado y maceración en la fabricación de cerveza se
llevan a cabo de tal manera que solo el 60% del almidón se transforma en
azúcares fermentables .El 40% restantes son dextrinas no fermentables
que convierten a la cerveza en una bebida rica en calorías. Estos son los
responsables también de impartir cuerpo o viscosidad a la cerveza.
(Jagnow & David, 1991)
FILTRACIÓN DEL MOSTO.
El filtrado consiste en separar el líquido que contiene los azúcares disueltos
que se encontraban presentes en las cáscaras y materiales sólidos. La
filtración está fuertemente ligada al tamaño de la molienda, ya que si la
misma es demasiado fina la filtración será imposible.
Los primeros líquidos que se extraen por filtrado se vuelcan de nuevo hacia
la parte no filtrada. Este paso se denomina recirculación y tiene el doble
propósito de armar la “torta de filtración” por un lado y por el otro, que el
filtrado sea lo más claro posible. En general se debe recircular un 10% del
contenido de la aceración para lograr sacar un líquido claro. Una vez
agotada la “torta” se comienza a agregar lentamente agua sobre la
superficie de la misma, a una temperatura de 75 –78oC. Este paso se
denomina rociado y tiene por objeto extraer los azúcares que han quedado
retenidos en la “torta”. El volumen de agua de rociado oscila entre el 70-
90% del volumen del primer mosto. (Gorostiaga, 2008)
EBULLICIÓN DEL MOSTO.
Al llevarse la cocción del mosto se cubren 7 objetivos tecnológicos
Concentración de los sólidos del mosto.
Extracción de los componentes del lúpulo.
Inactivación de las enzimas de la malta.
Esterilización del mosto.
Eliminación de los compuestos volátiles indeseables.
Formación de los compuestos responsables del aroma, sabor y color de
la cerveza.
Coagulación de proteínas y favorecimiento de la reacción entre taninos y
proteínas para la formación de compuestos insolubles que precipitan
clarificando así el producto. (Varman & Sutherland, 1997)
TRATAMIENTO Y ENFRIAMIENTO DEL MOSTO.
El enfriamiento del mosto se realiza en un intercambiador de calor de doble
tubo de acero inoxidable. Viene ser el intercambiador más simple y
consiste de dos tubos concéntricos. Dos tés conectores, un cabezal de
retorno y un codo en U. El fluido circula en el tubo interior y otro en el
espacio anular entre ambas superficies. El fluido puede circular en paralelo
o en contracorriente con el fin de bajar la temperatura a 23 ± 1 oC. Después
de haber realizado el enfriamiento se traspasa hacia los estanques de
fermentación.
Los objetivos del enfriamiento son:
- La reducción de la temperatura del mosto desde aproximadamente
86o C hasta la temperatura de siembra de 9- 10o C.
- Aireación adecuada del mosto para permitir que opere debidamente
la levadura. (Hough, 2002)
CUADRO N° 6: ENZIMAS INVOLUCRADAS DURANTE LA MACERACIÓN.
ENZIMAS
EnzimasActividad
biológica
Productos de
reacción
Temperatura
óptimaInactivación
pH
Óptimo.
Proteasas
Degradación
de las
proteínas
Aminoácidos
oligo péptidos
Y poli péptidos45 - 55oC + 100oC 4.5 - 5.5
Glucanasas
Degradación
de β-glucanos
(reducen la
viscosidad del
mosto)
Β-glucanos de
menor peso
molecular
30 - 45oC 60oC 4.6 - 6.3
Amilasas
α-amilasa
β-amilasa
Degradación
del almidón
(conversión
del almidón)
Azúcares
fermentables y
no fermentables
63 - 65oC
55 - 65oC
80oC
70oC
5.3 - 5.8
5.0 - 5.5
Fuente: Biotecnología de la cerveza y de la malta (Hough, 2002)
2.3.2. INTERCAMBIADOR DE CALOR.
La función básica del intercambiador es la transferencia de energía térmica entre dos
o más fluidos a diferente temperatura. El calor fluye como resultado de gradiente de
temperatura, desde el fluido caliente hacia el frío a través de una pared de
separación, la cual se le denomina superficie o área de transferencia de calor es
decir, no existe fuente de energía térmica en un intercambiador de calor. (Karlekar &
Desmond, 1985)
Por otro lado, si los fluidos son inmiscibles, el área física de transferencia de calor
puede ser eliminada, y la interface formada entre los fluidos puede servir como área
de transferencia de calor. En resumen, las funciones típicas de un intercambiador de
calor en los procesos industriales son las siguientes:
Recuperación de calor: La corriente fría recupera parte del calor contenido en la
corriente caliente, es decir, calentamiento y enfriamiento de las corrientes
involucradas, las cuales fluyen simultáneamente a ambos lados del área de
transferencia de calor.
Evaporación: Una de las corrientes involucradas en el intercambio de calor cambia
de fase líquida a vapor.
Condensación: Una de las corrientes involucradas en el intercambio de calor cambia
de fase vapor a fase líquida. (Perry & Green, 1998)
CLASIFICACIÓN EN BASE A SU FORMA CONSTRUCTIVA.
a) Intercambiador de doble tubo (tubos Concéntricos).
Es el tipo más sencillo de intercambiador de calor, está constituido
por dos tubos concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos
fluye por el tubo de menor diámetro y el otro fluido fluye por el espacio
anular entre los dos tubos. En este tipo de intercambiador son
posibles dos configuraciones en cuanto a la dirección del flujo de los
fluidos: contracorriente y flujo paralelo.
b) Intercambiador de carcasa y tubos.
Están compuestos por tubos cilíndricos, montados dentro de una
carcasa también cilíndrica, con el eje de los tubos paralelos al eje de
la carcasa. Un fluido circula por dentro de los tubos, y el otro por el
exterior (fluido del lado de la carcasa). Son el tipo de
intercambiadores de calor más usado en la industria. (Lorenzo, 2007)
c) Intercambiador de placas.
Es un dispositivo diseñado para intercambiar la máxima cantidad de
calor por unidad de área mediante la generación de tanta turbulencia
como sea posible.
d) Serpentín.
El serpentín también forma parte de los equipos de aire
acondicionado y/o refrigeración. El serpentín es un equipo
intercambiador de calor que al estar en contacto con el aire de retorno
el cual regresa caliente, enfría el aire gracias al refrigerante a baja
temperatura que circula por su interior, y lo envía de nuevo mediante
los ductos transportadores a las instalaciones y mediante este
proceso la temperatura del aire presente en las instalaciones se
mantiene bajo condiciones de confort.
2.3.3. FERMENTACIÓN DE LA CERVEZA.
La fermentación es el proceso más importante de la elaboración de la cerveza y
permite obtener a partir de los azúcares contenidos en el cereal, en este caso la
cebada, la obtención de cerveza auténtica con alcohol y CO2 .
La descripción tradicional cuantitativa de la fermentación cervecera se ha
expresado como el proceso anaeróbico, mediante el cual la levadura convierte la
glucosa en etanol y dióxido de carbono. (Sanchez, 2011)
C6 H12 O6 2 CH3 – CH2OH + 2 CO2 + E
Glucosa Etanol + Dióxido de Carbono.+ Energia
Un proceso de fermentación típico es esencialmente un proceso que se lleva a cabo
en un recipiente llamado fermentador o en general, bioreactor, mediante el cual
determinados sustratos que componen el medio de cultivo son transforma dos por
acción microbiana en metabolitos y biomasa. El microorganismo va aumentando en
su concentración en el transcurso del proceso al mismo tiempo que el medio se va
modificando y se forman productos nuevos como consecuencia de las actividades
catabólicas y anabólicas. Los dos fenómenos crecimiento y formación de producto,
tienen lugar durante el desarrollo del proceso simultáneamente o no según los
casos. (Leventhal, 2008)
- Aquí se generan las principales características organolépticas de la cerveza.
- La composición del mosto y los parámetros del proceso que afectan el desempeño
fermentativo de la levadura, afectan también la calidad de la cerveza.
HISTORIA
La primera explicación bioquímica del proceso por el cual el azúcar en solución
acuosa es descompuesto en alcohol y gas carbónico, en virtud de la acción de
células vivas de levadura, le dió el químico francés Louis Pasteur (1822-1895).
Descubrió, que mientras se descompone el azúcar en ausencia de aire, las células
de levadura viven y se propagan en el líquido de la fermentación y llamó al proceso
de la fermentación alcohólica "vida sin oxigeno".
En el año 1897 la explicación al proceso de fermentación de Pasteur fue modificada
por Eduard Buchner (1860-1917), que en el año 1907 recibió el premio Nobel de
Química por su descubrimiento de la fermentación en ausencia de células vivas.
Sus descubrimientos acerca de la fermentación se encuentran en la obra Die
Zymasegährung (1903), escrita en colaboración con su hermano Hans Buchner.
En dicha obra demuestra, que puede realizarse la fermentación en una solución
acuosa de azúcar por el jugo que se obtiene prensando células muertas de
levadura.
Se observó, entonces, que el jugo filtrado de esas células de levadura de panadería
que habían sido molidas con arena, contenían una sustancia eficaz para
descomponer los azúcares, y a esta sustancia activa o mezcla catalizadora se le dió
el nombre de fermento o enzima. Con este experimento demostró que la
fermentación alcohólica se debe a la acción de unas enzimas llamadas zimasas y
no a la simple acción fisiológica de las células de la levadura. (Labanca & otros,
2008)
De acuerdo con la interpretación bioquímica hecha por Pasteur, la fermentación se
conoce como la desasimilación anaeróbica de compuestos orgánicos por la acción
de microorganismos u otras células o de extractos celulares. Esto es un conjunto de
reacciones bioquímicas a través de las cuales una sustancia orgánica se transforma
en otras por acción de ciertos microorganismos (bacilos, bacterias, células de
levadura) y que en general van acompañadas de un desprendimiento gaseoso y de
un efecto calorífico.
El proceso de fermentación no sólo incluye la desasimilación anaeróbica como la
formación de alcohol, butanol-acetona, ácido láctico, y además otros componentes.
Análogamente, el término fermentador no sólo hace referencia a los recipientes en
los cuales se realiza la fermentación con exclusión de aire, sino también a los
tanques en los cuales se producen oxidaciones microbianas aeróbicas y a los
tanques de propagación de levaduras y otros microorganismos en presencia del
aire.
La diferencia de la fermentación con la putrefacción radica, en que mientras la
putrefacción descompone la materia de origen animal y/o vegetal que contiene
compuestos nitrogenados, la fermentación realiza descomposición únicamente de
material vegetal que no contiene compuestos nitrogenados. (Verhoef, 2004)
2.3.4. MADURACIÓN
Con el nombre de maduración se distingue la etapa siguiente a la fermentación y
comprende todo el tiempo a que dure la cerveza en los tanques a baja temperatura
antes de ser filtrada.
La maduración se puede hacer en dos etapas, reposo y acabado y durante el
reposo hacer una segunda fermentación, en el paso de reposo a acabado la
temperatura es de 2 a 3 ºC. Y en acabado se puede enfriar a -1 ºC.
Fermentar hasta el extracto límite Este sistema es americano y en el paso de
fermentación a reposo se efectúa el enfriamiento y entre reposo y acabado, pre
carbonatación, pre filtración y pre enfriamiento y durante la filtración final se hace
también enfriamiento. (Sanchez, 2011)
Los objetivos de la maduración son acumular o almacenar cerveza, dejar
sedimentar en forma natural la materia amorfa y la levadura que aún tiene la
cerveza, refinación del sabor por eliminación de las sustancias volátiles que causan
el sabor verde, separación por precipitación de los compuestos que se forman al ser
enfriada la cerveza, es muy importante considerar que la cerveza se enturbia al ser
enfriada después de haber sido filtrada, otro de los objetivos es completar la
atenuación límite que no ha sido alcanzada en la fermentación y también se busca
carbonatar la cerveza. Al recibir la cerveza en un tanque de maduración es
necesario contra presionar para evitar la salida de gas y la formación de espuma.
Es un factor que puede contribuir a la deficiencia de espuma. Durante la
maduración la cerveza debe mantenerse bajo presión de 0.3 a 0.5 atmósferas para
evitar la oxidación y facilitar la clarificación (la levadura con presión tiende a
sedimentarse y más con frío) y se evita el exceso de purga. Al recibir la
contrapresión puede ser con aire o con gas carbónico. Después se deja bajar la
presión con el objeto de efectuar purga y eliminar aire en la parte vacía del tanque.
Luego se cierra y se sostiene algo de presión porque si no, hay eliminación de
muchas sustancias volátiles y se afecta el aroma de la cerveza. El tanque no se
llena completamente Si la maduración es muy larga o prolongada el sabor se
suaviza demasiado, pierde cuerpo, pierde amargo y queda muy simple aparte de
que es muy costoso tener maduraciones largas, pues se necesitan muchos
tanques. Generalmente se deja un 2 a 5 % de cámara libre. (Perry & Green, 1998)
Con respecto a la temperatura de cerveza en maduración se especifica entre -2 y 0.
ºC. Si se hace segunda maduración se pasa a la etapa de reposo de 2 a 3 ºC. Y
cuando se pasa al acabado se enfría a -2 ºC. Si es mayor de 0 ºC. puede
presentarse autolisis de la levadura que pasa a maduración afectando el sabor, se
presentan coagulaciones de las sustancias que precipitan en frío (proteasas o
peptonas - taninos) y por tanto se obtienen cervezas químicamente inestables,
también por esta temperatura alta no se obtiene una buena clarificación y por lo
tanto cervezas muy turbias al final de la maduración que causan problemas en la
filtración. Al subir la temperatura se puede aumentar el efecto de la oxidación. En
referencia al tiempo de la maduración cuando se hace en una sola etapa se deja de
2 a 3 semanas. Cuando es en dos etapas el tiempo de la primera etapa dura
comúnmente 2 semanas y el tiempo de acabado o segunda etapa dura
aproximadamente una semana.
La producción debe ser programada de tal manera que la cerveza tenga una
maduración uniforme. Si el tiempo es corto menos de 15 días es posible que se
obtenga un sabor verde, no precipiten las sustancias que causan estabilidad
química deficiente, no se clarifique bien la cerveza originando problemas de
filtración. (Turto, Sánchez, Vidal, & Puigande, 2004)
2.3.5. SISTEMA DE ENFRIAMIENTO
Necesitamos tener un sistema de enfriado rápido. Existen dos formas para realizar
el enfriado: una es comprarse o construirse un enfriador de contracorriente y la otra
es meter el bidón en un envase de plástico más grande lleno de agua con hielo.
El sistema de enfriado en contracorriente se puede comprar en tiendas para
laboratorios, son unos aparatos de vidrio que se utilizan para destilar, pero son
caros. La alternativa es construirse uno, más adelante te enseño como construir
uno utilizando los siguientes materiales: 6 o 7 metros de manguera que no sea de
esas muy finitas (por que va a tener contacto con metal caliente y se puede derretir)
5 o 6 meros de cañería de cobre de ½", la que es finita (tiene que caber con soltura
dentro de la manguera) Conectores plásticos. (Perry & Chilton, 1986)
2.3.6. FILTRACIÓN
La filtración es la operación y/o un proceso de la separación de una mezcla o
solución en sus partes componentes. Los componentes resultantes pueden ser
soluciones o mezclas compuestas de dos o más constituyentes.
La filtración tiene como objetivo separar el mosto de la parte insoluble, el orujo o
afrecho. Esta operación consta de dos etapas: en la primera, se separa el mosto del
soutuche; en la segunda, se lava este soutuche con el agua de lavado que
previamente se había reservado para esta parte, en la cantidad de acuerdo a las
proporciones de agua y malta del proceso: si en la mezcla se añadieron 13 litros de
agua, para el lavado se tienen 12 litros, ya que se prepararon 25 litros de cerveza.
Debido a la molienda realizada obteniendo una harina demasiado fina, la filtración
fue dificultosa ya que los filtros de gasas utilizados se colmataban tras filtrar unos
cuantos mililitros de mosto, siendo además una operación muy lenta. Por ello, se
decidió únicamente 6 litros de mosto filtrado, desechar el resto y no lavar el
soutuche. Sobre estos 6 litros, se continuó el proceso y las respectivas pruebas.
Una vez que se han identificado las diferentes en las propiedades, se debe
encontrar una técnica que diferencia las propiedades. Si se dispone de varias
técnicas, se debe escoger la mejor, basada en el rendimiento (la cantidad de
materia que debe pasar a través del filtro por unidad de tiempo), economía o
algunos otros parámetros importantes. (Martinez Flores, 2003)
2.3.6.1. CLASES DE FILTROS.
2.3.6.1.1. FILTROS DE SEPARACIÓN GRAVITACIONAL
La separación gravitacional utiliza la fuerza de gravedad para extraer
partículas de un fluido. La diferencia de densidad entre las partículas y el
fluido (por ejemplo, las partículas más densas causan que dichas
partículas viajan hacia abajo en una columna de fluido). (Martinez
Flores, 2003)
2.3.6.1.2. FILTROS MECÁNICOS.
Los filtros mecánicos en sistemas de tratamiento de agua se utilizan
principalmente para la separación de líquidos y sólidos. Bajo
circunstancias especiales, así las diferencias en el tamaño de la
partícula de los componentes de una solución (o mezcla) para extraer
una parte de la otra. Por lo general son simples en su operación y se
usan correctamente y son de fácil mantenimiento. Se pueden diseñar
para extraer partículas de un cierto tamaño. No separan un tamaño
específico, mientras que dejan pasar partículas del tamaño especificado.
(Ortuño, 1980)
TIPOS DE FILTROS MECÁNICOS:
CRIBAS.
La forma más simple consiste de una criba fija puesta, cruzando en
ella la trayectoria del flujo de fluidos, de tal forma que el fluido debe
pasar a través de ella. Las partículas más grandes que los orificios
de la criba no pueden pasar a través de ella acumulándose en esta.
Las cribas fijas se utilizan raramente para partículas menores de
1.5 mm. De diámetro en circunstancias de alta concentración de
partículas. Las cribas se tapan muy rápidas si la concentración de
materiales en suspensión es muy alta el limpiado consiste en quitar
la criba de su posición de operación y lavarla (por ejemplo,
forzando agua a través de la malla en dirección inversa) con agua a
presión o limpiándola mecánicamente. (Norton, 1999)
FILTROS DE ARENA.
Los filtros de arena consisten en una capa de arena o cualquier
otro material particulado a través del cual se fuerza el paso de
agua. El filtrado es un proceso mecánico mediante el cual las
partículas muy grandes. El tamaño máximo de partícula que pasará
a través del filtro está determinado por el tamaño del grano de
arena. Mientras más grande sea los granos de arena, permitirán el
paso de partículas más grandes a través del filtro. Comúnmente,
los tamaños de partículas de arena varían desde 2.0 a 0.02 mm.
Sin embargo, si se reemplaza la arena por rocas, grava o cualquier
otro material; se puede utilizar tierras de diatomeas, arcilla o
materiales similares para reducir el tamaño de las partículas hasta
el nivel de micrones. (Norton, 1999)
2.3.6.1.3. FILTROS QUÍMICOS.
Los filtros químicos son principalmente unidades de adsorción. La
adsorción se puede definir como un proceso de acumulación o
concentración de sustancias en una superficie o interface. La interface
puede ser entre dos líquidos, entre un líquido y un gas, entre un líquido y
un sólido y así sucesivamente. En el tratamiento de agua, generalmente
la absorción ocurre en una interface de agua-intercambiadores de iones.
(Martinez Flores, 2003)
TIPOS DE FILTROS
Existen dos tipos. Aunque existen algunos más que conoceremos en el
siguiente dosier Filtrado II. Más caros y profesionales. (Wheaton
Frederick, 1969)
Los contenedores de cartucho. (Económicos y asequibles).
Los filtros de placas. (Más caros y más mantenimiento).
Antes de filtrar hay que procurar que la cerveza este lo más
limpia posible, y siempre usaremos en los hervidos Iris Mosto,
entre 20 o 25 minutos antes de parar la cocción, excepto en las
cervezas de trigo. (Wheaton Frederick, 1969)
Se realizara una fermentación secundaria prolongada.
Siempre filtraremos la cerveza antes de carbonatar, de lo
contrario, las burbujas de CO2 se van a encargar de taponarnos
los filtros y no conseguiremos nuestro propósito.
También es mucho mejor filtrar con la cerveza en frío, yo
recomiendo que sea la misma temperatura a la que se consuma
ese estilo. (Wheaton Frederick, 1969)
Contenedores de Cartucho.
Los más sencillos. Un simple vaso de polipropileno, el cual es
desmontable y se le pueden adaptar diferentes tipos de cartuchos
filtrantes. Además de usarlos para quitar olores desagradables con carbón
activo (Alvaro & Romero, 2005)
FIGURA N° 10: Contenedores de Cartucho.
Filtro de Placas.
Al igual que el anterior tenemos posibilidad de usar diferentes calibres
de filtrado, Pudiendo colocar hasta 12 placas según modelo. Con la
ventaja de que la cerveza pasará más rápidamente y evitaremos que se
obstruya el filtro. (Alvaro & Romero, 2005)
FIGURA N° 11: Filtro de Placas
2.3.7. TURBIDEZ
Hay varios tipos de turbidez:
La permanente es la más complicada de eliminar y es debida a un alto contenido
de almidones. Esto se puede evitar controlando el macerado. Bien prolongándolo o
realizando la prueba de Yodo. (James A., 1984)
Otra seria por presencia de levaduras. Más fácil deshacernos de ella, si usamos el
filtrado en el caso de que estén en suspensión, o por trasiego si se depositan en el
fondo. (James A., 1984)
La del frío. Esta es curiosa, aparece cuando enfriamos la cerveza y desaparece
cuando se calienta.. Es producida por la presencia de taninos, y lo peor es que
aumenta con el tiempo. Parte se puede eliminar con el filtrado, pero hay veces que
tendremos que usar productos filtrantes o coagulantes. (James A., 1984)
2.3.8. CLARIFICACION
En los procesos clásicos la obtención de una cerveza brillante se lograba Mediante
un proceso de sedimentación por gravedad que se efectuaba durante la guarda
prolongada y a temperaturas muy frías. Para lograr un mejor resultado en este
proceso de sedimentación se utilizaban algunos productos “acabadores” (innings).
Entre los más usados se encuentran las bentonitas, el yeso hectorita, el ácido
tánico, unas escamas de ciertos peces (isinglass), unas algas marinas (seaweed),
el “Irishmoss”, los silicatos y el gel de sílice.
En la actualidad y con vistas a los procesos de guarda mucho más cortos se recurre
fundamentalmente al uso de centrífugas girando a velocidades entre 4.000 y 8.000
veces la aceleración de la gravedad. Con ello se consigue una rápida separación de
la levadura y de los sólidos en suspensión de la cerveza ya fermentada. Se reducen
con ello las mermas, los costes son menores al no necesitarse tanques para
conseguir la misma clarificación por gravedad. La cerveza se puede clarificar a un
nivel constante y además se puede eliminar la levadura de los tanques de guarda
fría finalmente, con vistas a obtener las cervezas brillantes que el mercado quiere,
se recurre a la filtración de la cerveza de guarda.
Entre los sistemas de filtración modernos citaremos de pasada los más habituales y
que son: filtración con tierra de diatomeas; filtración con placas de celulosa, tierra
de diatomeas o de otros materiales; filtración con pulpa de algodón o celulosa; y
como último señalar la filtración con cartuchos de diversos materiales.
En este punto cabe también señalar los estudios que se están llevando a cabo en
diversos institutos para aplicar nuevas tecnologías en la filtración con vistas a lograr
una eliminación de las tierras de diatomeas por los problemas ecológicos que
presentan entre los más o menos en fase final de aplicación señalaremos: la
filtración tangencial Con membranas de diferentes materiales, la filtración con
arenas de diferentes tamaños, etc. (James A., 1984)
2.3.9. CARBONATACIÓN
En el proceso clásico ésta se conseguía por medio de cerrar y someter a una
fermentación secundaria, con lo que el CO2 generado se disolvía en el propio
líquido y con ello se llegaba a una saturación del mismo. (Forran L., 1959)
En la actualidad sino hacemos una fermentación secundaria no hay posibilidad de
carbonatar, por lo que la tendencia es a recolectar el CO2 generado durante la
fermentación principal y después de un proceso de secado, purificación con carbón
activo y licuefacción el CO2 se inyecta de nuevo a la cerveza en el momento que el
cervecero desee por medio de diferentes técnicas: Carbonatación en línea: ya sea
en el trasiego de un tanque a otro o bien lo más habitual después de su filtración y
previamente a su envasado; Carbonatación en el tanque: por medio de inyectar
CO2 en la base del mismo con un difusor hasta que se consigue una sobrepresión
en el mismo. (Forran L., 1959)
2.3.9.1. DIOXIDO DE CARBONO EN LA CERVEZA.
Sobre carbonatación es ¡QUÉ ES CARBONATAR! El dióxido de carbono es
un gas que se disuelve fácilmente en agua y cerveza. (Norton, 1999)
La cantidad de gas disuelta en cerveza se mide en volúmenes. Si un litro de
cerveza se carbonata con 2.5 volúmenes, eso significa que hay 2.5 litros de
CO2 disueltos en la cerveza.
El dióxido de carbono en sí no tiene sabor o por lo menos no es detectable,
pero como gas saliendo de la solución (burbujas, espuma), sí incide en la
percepción de aromas y sabores característicos de la cerveza, afectando su
percepción general. (Norton, 1999)
Cuando un home brewer produce cerveza debe tomar control del nivel de
carbonatación de forma de lograr obtener los sabores y aromas, pero de
forma controlada. Usualmente, las cervezas con un fuerte amargor y perfume
no están tan carbonatadas como las cervezas con menos sabor y aroma.
(Norton, 1999)
Por ejemplo, la Bass Ale se carbonata con 2.2 volúmenes de CO2 La Bass
tiene un sabor frutado y una buena cantidad de amargor y aroma a lúpulo. Un
nivel relativamente bajo de 2.2 volúmenes de CO2 la complementa de forma
perfecta. (Norton, 1999)
Esto hace que la cerveza se sienta suave en la boca y despida justo la
cantidad exacta del complejo aroma del lúpulo y la malta.
Por otro lado, la Coors Light tiene 2,8 volúmenes de CO2disuelto. La Coors
Light no es muy lupulada o con mucho gusto a malta, por ese motivo tiene
más dióxido de carbono para ayudar a "sacar" las cualidades que tiene.
FIGURA N° 12: Sistema de Refrigeración.
2.3.9.2. PRESIÓN
La presión, medida en libras por pulgada cuadrado (pounds per squareinch,
PSI) se define como la fuerza a la cual las moléculas de CO2 en la parte
superior del envase presionan a la cerveza (algo así como si se sentaran
arriba). A medida que la presión aumenta, el gas golpea a la cerveza con
mayor fuerza y se disuelve dentro de la cerveza más fácilmente. (Doyle M.,
Beuchat L., & Montville T., 1997)
A medida que la presión disminuye, el gas no se disuelve dentro de la
cerveza tan fácilmente y sale del líquido.
Las altas presiones incrementan los niveles de carbonatación, las presiones
bajas reducen los niveles de carbonatación. La correcta cantidad de presión
en un envase (metálico o botella) mantendrán el correcto nivel de
carbonatación. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
La mayoría de los fabricantes de cerveza o distribuidores pueden darte sus
niveles sugeridos de presión para las cervezas que ellos venden. Si haces tu
propia cerveza utiliza un cuadro de carbonatación para determinar la presión
adecuada. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
2.3.9.3. TEMPERATURA Y BALANCE DE CO2
La temperatura de la cerveza afecta la cantidad de presión necesaria en el
envase para controlar el nivel de carbonatación.
A medida que la temperatura se incrementa, las burbujas de CO2 se
expanden y "salen" de la cerveza. Si la temperatura cae, el gas se disuelve
más fácilmente.
Por ejemplo, a 3.5 ºC la Coros Light necesita 15 psi para mantener su nivel
de CO2. A 4.5 ºC necesita 16 psi. A 2 ºC necesita 14 psi. (Doyle M., Beuchat
L., & Montville T., 1997)
Generalmente, un incremento de 2 grados en la temperatura necesita una
libra de incremento de presión (ojo que esta escala es en Fahrenheit). Un
descenso de dos grados en la temperatura requiere de una pulgada de
menos de presión (misma aclaración que antes). (Doyle M., Beuchat L., &
Montville T., 1997)
FIGURA N° 13: Presión de CO2en Equilibrio
La Fig. 13. representa la presión de CO2 correctamente ajustada para la
temperatura de guarda y nivel de carbonatación de la cerveza. Hay una
cantidad igual de CO2 disuelta y suelta en el tanque. (Doyle M., Beuchat L.,
& Montville T., 1997)
FIGURA N° 14: Poca presión de CO2
La Fig.14. Representa demasiada poca presión. El gas sale de la cerveza y
ocupa la "cabeza" del envase y en las mangueras. "Bolsillos" de gas se
acumularán en las mangueras formando derrames además de una cerveza
de sabor chato. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
FIGURA N° 15: Demasiada Presión de CO2
La Fig. 15. representa demasiada presión de CO2, hay más dióxido de
carbono disolviéndose en la cerveza que el que sale. La carbonatación de la
bebida se incrementa. Problemas de derramamiento y una cerveza de gusto
"chispeante" serán los resultados cuando el envase esté más vacío y sirva la
cerveza sobre carbonatada. La sobre carbonatación por lo general es
percibida como un sabor extra-amargo. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T.,
1997)
2.3.9.4. PROBLEMAS DE DERRAME DEL LÍQUIDO Y CO2
Los problemas de derrame son resultado de una cerveza "chata" que es
expuesta a mucha presión en las mangueras o el envase durante mucho
tiempo. Estos problemas pueden ser resueltos teniendo suficientes
reguladores secundarios para tirar cada cerveza a su presión ideal y
siendo cauteloso al guardar la cerveza a una temperatura adecuada.
(Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
BAJA PRESIÓN
Si tu cerveza se "achata" en las mangueras eso está causado por una
presión ajustada muy baja. Esto será fácilmente perceptible porque la línea
de cerveza (la manguerita, bah!) tendrá bolsillos de gas. (Doyle M., Beuchat
L., & Montville T., 1997)
Estos bolsillos irán siendo peores cuanto más largas sean las pausas en las
que utilices la canilla para servir. También será malo cuando el envase tenga
mucha cerveza dentro, pero a medida que el gas salga del líquido, éste se
tornará eventualmente más "chato" y el problema se detendrá. Vas a notar
este problema por lo general en la primera mitad del Cornelius o barril. (Doyle
M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
FIGURA N° 16: Cerveza con Poca carbonatación.
Los bolsillos o cavidades de gas se forman justo sobre el barril y justo detrás
de la canilla, por lo tanto, cuando la abras vas a tener un disparo de espuma,
seguido por cerveza clara, seguida de otro tiro de espuma, luego de lo cual
la cerveza caerá clara hasta que se tape durante diez minutos o más,
permitiendo que se formen nuevamente bolsillos de gas.
Debe recordarse que a medida que la temperatura de la cerveza se
incrementa, requerirá mayor presión ya que de lo contrario ocurrirán los
mismos síntomas de los que hablábamos si la temperatura del enfriador o la
cerveza están a más de cuatro grados que la presión a la que fueron
ajustados. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
Es por esto que es muy importante mantener la cerveza a una temperatura
constante. No importa si usas una conservadora, una heladera o una
serpentina, es importante mantener las puertas cerradas de lo que uses así
la temperatura no fluctúa. El gas también saldrá de la cerveza detrás de la
canilla si la torre de dispersión no está enfriada correctamente. (Doyle M.,
Beuchat L., & Montville T., 1997)
ALTA PRESIÓN
Si tu envase está expuesto a mucha presión o ha estado en uso por mucho
tiempo, vas a experimentar problemas causados por la sobre carbonatación.
Los síntomas de este problema aparecen cuando el nivel de carbonatación
se incrementa por motivo de un ajuste de presión muy alto. (Doyle M.,
Beuchat L., & Montville T., 1997)
FIGURA N° 17: Cerveza sobre carbonatada.
Los síntomas leves de sobre carbonatación usualmente se parecen bastante
a aquellos causados por el achatamiento en las cañerías. La diferencia es
que aparecerán cuando el tanque esté casi vacío (el último tercio, más o
menos). A medida que la temperatura de la cerveza cae, necesita menos
presión para mantener el apropiado nivel de carbonatación. Por este motivo,
se puede ver estos problemas si tu cerveza está guardada a temperaturas
menores de 2 ºC. El rango ideal de temperatura para guardar tanques o
Cornelius es entre 2ºC y 4. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
La cerveza en contacto directo con el gas, primero levanta el CO2. Toma
mucho tiempo para el gas ser absorbido de forma profunda por la cerveza,
por eso la sobre carbonatación usualmente es lo más evidente cuando se
llega al fondo del barril. Si se cierra un barril nuevo y está muy espumoso,
hay un 99,9% de chances de que el problema no sea sobre carbonatación.
(Doyle M., Beuchat L., & Montville T., 1997)
2.3.10. LLENADOR Y ENCHAPADOR
La forma del llenado depende mucho del tipo de producto que se desea sacar al
mercado, de manera que la forma de llenado se puede dividir en los siguientes
grupos:
2.3.10.1. TIPOS DE LLENADO
2.3.10.1.1. LLENADO POR GRAVEDAD.
Este se produce por la diferencia de presiones entre la tubería que va del
tanque principal del líquido hasta la válvula de llenado, sin que exista
empuje mecánico, ni gaseoso del líquido que escapa. En el presente
trabajo se utilizará este tipo de llenado. (Rosenau M., 1913)
2.3.10.1.2. LLENADO POR GAS CARBÓNICO (CO2).
La utilización de CO2 en los líquidos produce efervescencia en los mismos
y a estas bebidas se las conoce como bebidas carbonatadas. Las válvulas
que operan en éste tipo de llenado son muy elaborarlas pues
generalmente se busca que exista un equilibrio en el tanque de llenado.
Este equilibrio se da entre el líquido y el gas carbónico de modo que
cuando esto ocurre se produce la salida del líquido por la válvula. Este
tipo de válvula son muy especiales el uso del CO2 produce un aumento
en la velocidad de llenado. (Rosenau M., 1913)
2.3.10.1.3. Llenado por vacío.
Para este fin se usa una bomba de vacío la cual crea una diferencia de
presiones entre la válvula de llenado, la botella y el líquido entrante; de
ésta operación se produce un vaciado del líquido al pasar por la válvula.
(Perry & Chilton, 1986)
2.3.10.1.4. Llenado volumétrico.
El llenado volumétrico se da cuando las válvulas de llenado están
compuestas por un actuador neumático, el mismo que a través de una
válvula de retención en una posición absorben la cantidad necesaria de
líquido para llenar al botella y en otra posición del actuador expulsa el
líquido a través de una válvula al envase o recipiente. (Rosenau M.,
1913)
2.3.10.2. PROCESO DE LLENADO Y CORONADO DE LA CERVEZA
a) Para las cervezas de baja fermentación y las de alta fermentación sin
segunda fermentación en botella/lata/barril:
Antes de llevar la cerveza a la máquina de llenado se inyecta CO2 en los
tanques hasta conseguir la saturación deseada, para que la cerveza salga de
su recipiente con una buena capa de espuma. (Alvaro & Romero, 2005)
Para alargar el tiempo de conservación de una cerveza, sin que cambie de
aspecto, se esteriliza la cerveza por medio de la pasteurización después del
envasado (las botellas pasan por un túnel con agua a 70º C), o con una flash-
pasteurización antes de envasar (durante el recorrido del tanque a la cadena
de envasado la cerveza se calienta hasta 65º C). (Alvaro & Romero, 2005)
b) Para las cervezas con segunda fermentación en botella/barril:
Antes de embotellar se puede añadir una pequeña cantidad de azúcar, aunque
la cerveza todavía contiene azúcar sobrante de la primera fermentación. Se
añade también una dosis de levadura y se asegura una buena mezcla de los
nuevos ingredientes con la cerveza. (Alvaro & Romero, 2005)
Una vez llenas, las botellas/barriles son trasladadas a unas cámaras calientes
por las que circula aire a 25 ºC aproximadamente, para asegurarse de que la
segunda fermentación se produzca La segunda fermentación en las cámaras
calientes dura hasta dos semanas y es el mejor seguro de calidad que existe
para la cerveza. El proceso químico es el siguiente: azúcar + levadura + aire se
transforma en más alcohol + CO2 + el residuo de la levadura que se deposita
en el fondo de la botella. Como el poco aire que puede quedar en la botella y
que podría dar lugar a una oxidación en el futuro se ha absorbido durante la
segunda fermentación, no hace falta ni pasteurización, y la cerveza sigue
evolucionando y madurando dentro de la botella, dando lugar al uso justificado
de términos como "Reserve" o "Grand Cru" para definir sus características
parecidas al vino añejo. (Alvaro & Romero, 2005)
Los dos sistemas de envasado descritos muestran que existen suficientes
garantías de calidad para asegurar un plazo hasta su consumo preferente de
mínimamente un año sin que la cerveza se altere, por lo que no es necesario
de ninguna manera añadir conservantes, estabilizante de espuma o
antioxidantes. La pasteurización para las cervezas sin fermentación en botella
las garantiza un año de vida, y las que han sufrido fermentación en botella
tienen una vida que, aunque no siempre es recomendable, se puede extender
hasta los diez años. (Alvaro & Romero, 2005)
El envejecimiento para las cervezas sería más o menos igual que para los
vinos: la cerveza rubia (como el vino blanco) no envejece bien, la cerveza
tostada algo mejor, pero la cerveza negra (como el vino tinto) evoluciona muy
bien, y cuanto mejores sean las circunstancias de conservación, mejor saldrá
la cerveza. (Alvaro & Romero, 2005)
2.3.10.3. SALÓN DE ENVASE
Las Desestibadora y Estibadora tienen por objeto desarmar y armar el arrume
de cajas vacías y llenas, respectivamente, que se encuentran colocadas
sobre estibas o tarimas. La Desempacadora y la Empacadora cumplen
similar función a las anteriores como es la de sacar o meter, según el caso, las
botellas vacías o llenas que están contenidas en las canastas plásticas. La
Lavadora de botellas es una máquina múltiple con varios tanques de acero
ubicados en línea secuencial a través de los cuales van viajando las
botellas. Cada tanque contiene una solución cáustica de distinta concentración
y temperatura ascendentes hasta un tope de 4 % de soda cáustica y 70 ºC de
temperatura y luego, gradualmente, descendentes para el correcto lavado y
esterilización del envase retornable sin que experimenten bruscos cambios de
temperatura obviando así roturas por choque térmico. La Llenadora ,Tapadora
y Rotuladora se explican por su nombre y el Pasteurizador es también un
equipo complejo que maneja varias secciones de agua acondicionada con
diferentes temperaturas con ascensos y descensos graduales para evitar
rotura de envases por choque térmico pero que deben garantizar que todas las
botellas producidas sean sometidas a un estricto régimen de 15 minutos
sostenidos a 60 ºC para garantizar la inactivación de cualquier microorganismo
especialmente levaduras que hubieren podido llegar hasta esta etapa del
proceso productivo. (Wheaton Frederick, 1969)
La soda cáustica de la Lavadora de Botellas es reutilizable y las etiquetas
viejas que son desprendidas durante el proceso de lavado se evacúan a través
de un dispositivo tipo sinfín para luego ser dispuestas adecuadamente de
acuerdo a un Plan Sanitario Ambiental de Manejo de Residuos Sólidos de
acuerdo a las leyes ambientales que regulan la materia en cada país (Wheaton
Frederick, 1969).
2.3.11. PASTEURIZACIÓN.
La pasteurización es un proceso térmico realizado a los alimentos: los procesos
térmicos se pueden realizar con la intención de disminuir las poblaciones patógenas
de microorganismos o para desactivar las enzimas que modifican los sabores de
ciertos alimentos. No obstante, en la pasteurización se emplean generalmente
temperaturas por debajo del punto de ebullición (en cualquier tipo de alimento), ya
que en la mayoría de los casos las temperaturas superiores a este valor afectan
irreversiblemente ciertas características físicas y químicas del producto alimenticio;
así, por ejemplo, si en la leche se sobrepasa el punto de ebullición, las micelas de la
caseína se “coagulan” irreversiblemente (o dicho de otra forma, se "cuajan"). El
proceso de calentamiento de la pasteurización, si se hace a bajas temperaturas,
tiene además la función de detener los procesos enzimáticos. Hoy en día, la
pasteurización realizada a los alimentos es un proceso industrial continuo aplicado
a alimentos viscosos, con la intención de ahorrar energía y costos de producción.
(Hayes P., 1993)
Existen tres tipos de procesos bien diferenciados: pasteurización VAT o lenta,
pasteurización a altas temperaturas durante un breve período (HTST, High
Temperatura/Short Time) y el proceso a altas temperaturas (UHT, Ultra-High
Temperatura). (Hayes P., 1993)
2.3.11.1. Proceso VAT.
Fue el primer método de pasteurización, aunque la industria alimenticia lo ha ido
renovando por otros sistemas más eficaces. El proceso consiste en calentar
grandes volúmenes de leche en un recipiente estanco a 63 °C durante 30 minutos,
para luego dejar enfriar lentamente. Debe pasar mucho tiempo para continuar con
el proceso de envasado del producto, a veces más de 24 horas. (Fraizer w. &
Weshoff, 1993)
2.3.11.2. Proceso HTST.
Este método es el empleado en los líquidos a granel, como la leche, los zumos de
fruta, la cerveza, etc. Por regla general, es el más conveniente, ya que expone al
alimento a altas temperaturas durante un período breve y además se necesita poco
equipamiento industrial para poder realizarlo, reduciendo de esta manera los costos
de mantenimiento de equipos. Entre las desventajas del proceso está la necesidad
de contar con personal altamente cualificado para la realización de este trabajo, que
necesita controles estrictos durante todo el proceso de producción. (Fraizer w. &
Weshoff, 1993)
Existen dos métodos distintos bajo la categoría de pasteurización HTST: en "batch"
(o lotes) y en "flujo continuo". Para ambos métodos la temperatura es la misma
(72 °C durante 15 segundos).
En el proceso "batch" una gran cantidad de leche se calienta en un recipiente
estanco (autoclave industrial). Es un método empleado hoy en día, sobre todo por
los pequeños productores debido a que es un proceso más sencillo.
En el proceso de "flujo continuo", el alimento se mantiene entre dos placas de
metal, también denominadas intercambiador de calor de placas (PHE) o bien un
intercambiador de calor de forma tubular. Este método es el más aplicado por la
industria alimenticia a gran escala, ya que permite realizar la pasteurización de
grandes cantidades de alimento en relativamente poco tiempo. (Fraizer w. &
Weshoff, 1993)
El proceso UHT es de flujo continuo y mantiene la leche a una temperatura superior
más alta que la empleada en el proceso HTST, y puede rondar los 138 °C durante
un período de al menos dos segundos. Debido a este periodo de exposición, muy
breve, se produce una mínima degradación del alimento. La leche cuando se
etiqueta como "pasteurizada" generalmente se ha tratado con el proceso HTST,
mientras que para la leche etiquetada como "ultra pasteurizada" o simplemente
"UHT", se debe entender que ha sido tratada por el método UHT. (Fraizer w. &
Weshoff, 1993)
El reto tecnológico del siglo XXI es poder disminuir lo más posible el período de
exposición a altas temperaturas de los alimentos, haciendo la transición de altas a
bajas temperaturas lo más rápida posible, disminuyendo el impacto en la
degradación de las propiedades organolépticas de los alimentos; por esta razón, se
está investigando la tecnología basada en microondas, que permite este tipo de
efectos (es empleado incluso en carnes). Este método es muy adecuado para los
alimentos líquidos ligeramente ácidos (la acidez se mide con el pH), tal como los
zumos de frutas y los zumos de verduras (como el gazpacho), ya que permite
períodos de conservación de 10 a 45 días si se almacenan refrigerados a 10 °C.
(Fraizer w. & Weshoff, 1993)
2.3.11.3. Organismos reguladores del estándar.
Los métodos de pasteurización corresponden a una serie de métodos
estandarizados por los responsables de alimentación de cada pais y son
controlados por las agencias encargadas de vigilar la calidad de la alimentación
(algunos ejemplos son la USDA en Estados Unidos y la Food Standards Agency en
el Reino Unido) mediante la implementación de un derecho alimentario específico.
Estas agencias requieren y vigilan que, por ejemplo, los lácteos pasteurizados
mediante HTST lleven la etiqueta alimentaria adecuada.12 Por regla general existen
diferentes estándares en función de los lácteos a procesar. El principal factor a
tener en cuenta es el contenido graso del producto. De esta forma, los estándares
de pasteurización de la nata difieren de los estándares empleados para la leche
desnatada, y los estándares para pasteurizar queso se diseñan e implementan de
tal forma que no se destruyan las enzimas que procesan los fosfatos, útiles para
mantener las propiedades de corte y textura de los quesos. (Fraizer w. & Weshoff,
1993)
Los métodos estándares de pasteurización HTST han sido designados para
alcanzar una extensión del periodo de caducidad de cerca de 5 días (es decir
0,00001 veces el período original) reduciendo el número de microorganismos en la
leche y otros alimentos. Este método es considerado adecuado para la reducción
de poblaciones de casi todas las bacterias patógenas, esporas y cualquier otro
microorganismo resistente a las altas temperaturas (incluyendo particularmente
aquellas de las especies Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis, y
Coxiellaburnetii, causante de la fiebre Q. El proceso de pasteurización HTST se
diseña para que los productos sean calentados uniformemente, evitando que sólo
algunas partes sean sometidas a esterilización mientras que otras no. (Fraizer w. &
Weshoff, 1993)
2.3.12. FACTORES QUE AFECTAN AL PROCESO
2.3.12.1. La acidez del alimento
La acidez determina el grado de supervivencia de un organismo bacteriano. []
La principal clave para averiguar este parámetro es el pH; cabe decir que
históricamente los alimentos se han considerado ácidos o poco ácidos. Hay
que considerar que la mayoría de las bacterias tóxicas como las de la especie
Clostridium botulinum ya no están activas por debajo de un valor de 4,5 (es
decir que un simple zumo de limón las desactiva)[. ]Los alimentos se pueden
considerar como bases si están por debajo de este valor de pH (la mayoría de
los glúcidos se encuentran en este rango, sobre todo los monosacáridos. En el
caso de alimentos con un pH superior, es necesario un tratamiento térmico de
121 °C durante 3 minutos (o un proceso equivalente) como procesamiento
mínimo (es decir, la leche, las verduras, las carnes, el pescado, etc.). No
obstante, muchos de estos alimentos se convierten en ácidos cuando se les
añade vinagre, zumo de limón, etc., o simplemente fermentan cambiando su
valor de acidez. La causa de este efecto reside en la desactivación de la
actividad microbiana debida a la simple influencia que posee por el valor de la
acidez, indicada por el pH, sobre la condición de vida de estos
microorganismos. (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
2.3.12.2. Organismos resistentes
Algunos organismos y bacterias cultivados en los alimentos son resistentes a
la pasteurización, como los bacilos de las especies Bacilluscereus (pudiendo
llegar a prosperar cultivos de éstos incluso a bajas temperaturas), y
Bacillusstearo thermophilus. No obstante la resistencia a la eliminación térmica
depende en gran medida del pH, actividad acuosa, o simplemente de la
composición química de los alimentos, la facilidad o probabilidad de volver a
ser contaminados (en lo que se denomina en inglés "postprocessing
contamination", o PPC) (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
2.3.12.3. Forma del alimento
Mencionar la forma como un factor a tener en cuenta en la pasteurización del
alimento es equivalente a decir que lo que influye es la superficie exterior del
alimento. Cabe pensar que el principal objetivo del proceso de pasteurización
es el incremento de la razón entre la capacidad de enfriamiento y la superficie
del mismo. De esta forma, el peor ratio corresponde a los alimentos similares a
una esfera. En el caso de los alimentos líquidos, se procura que tengan formas
óptimas para que la variación de temperatura, tanto en calentamiento como en
enfriamiento, pueda obtener ratios óptimos. (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
2.3.12.4. Propiedades térmicas del alimento
Algunas propiedades térmicas del alimento afectan de forma indirecta al
rendimiento final de la pasteurización sobre el mismo, como la capacidad
calorífica (la cantidad de energía que hay que "inyectar" por unidad de masa
de alimento para que suba de temperatura), la conductividad térmica (garantiza
la homogeneidad del proceso en el alimento), la inercia térmica (los alimentos
con menor inercia térmica son más susceptibles de ser pasteurizados que los
que poseen mayor inercia). (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
2.3.12.5. Esterilización con rayos uv.
Para los productos envasados con riesgo de infección microbiológica como los
productos alimenticios de consumo humano, deben de ser esterilizados con la
finalidad de eliminar todo tipo agentes patógenos que podrían causar
alteraciones en nuestro producto final y lo que más importante en la salud del
consumidor. (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
Además debemos de indicar su importancia para la estimación del tiempo de
conservación, puesto que una mala esterilización promoverá a la formación de
hongos, mohos así como otros tipos de algas, bacterias y agentes
microbiológicos no deseados, que a la larga influirá negativamente en la
conservación de la cerveza.
Los productos cerveceros pueden ser desinfectados utilizando diversos
métodos. La radiación con rayos UV, es un método ecológico y económico en
comparación con otros procesos químicos y térmicos. Además de que se
llegaría a un ahorro del 90% de energía con este método denominado también
pasteurización fría de 3 rayos UV, además éste método se denomina
globalmente como tecnología limpia. (Doyle M., Beuchat L., & Montville T.,
1997)
En consecuencia podemos decir que La desinfección con rayos UV puede ser
usada como un proceso simple, rápido y confiable en operaciones continuas,
por lotes, en equipos de llenado de recipientes así como también en la
pasteurización final del recipiente con contenido. (Doyle M., Beuchat L., &
Montville T., 1997)
En general podemos indicar que La luz ultravioleta (UV) es una alternativa que
provee desinfección efectiva sin producción de subproductos de desinfección
problemáticos. Se presenta información sobre el mecanismo de aplicación de
UV para desinfección de agua potable, bebidas entre otros. Se discuten las
ventajas y desventajas de la técnica con miras a su comparación con la
desinfección química. Se indica información práctica acerca del diseño del
sistema UV, su operación y mantenimiento así como costos de capital,
operación y mantenimiento para un rango de estrategias de desinfección.
(Hayes P., 1993)
¿CÓMO FUNCIONA LA UV CONTRA LOS PATOGENOS?
La luz ultravioleta destruye el ADN de todos los microorganismos: los virus se
inhabilitan en cuestión de segundos y microorganismos tales como bacterias,
levaduras y hongos, son eliminados de una manera ambientalmente amigable,
sin la adición de productos químicos. (Hayes P., 1993)
La luz UV artificial -longitud de onda 254 nm- es más rica en energía que la luz
UV del sol. Para toda una serie de microorganismos, se conoce la dosis letal
de radiación UV con las que las células no pueden mantener su metabolismo
ni multiplicarse. Debido a la diferente estructura celular de los patógenos, la
dosis letal ha de ser alta. Así, las bacterias Salmonella y E. coli, quienes tienen
una pared celular relativamente delgada, y por lo tanto no ofrecen barreras que
bloqueen la radiación de rayos UV, son muy vulnerables y fáciles de eliminar.
(Hayes P., 1993)
Por otro lado, las esporas del moho poseen una gruesa pared celular, que
incluso en muchos casos puede estar pigmentada. Para eliminar estos, es
necesaria una dosis de 10 a 100 veces superior a la exigida para las bacterias.
La cantidad de radiación para que sea efectiva la desinfección depende del
tipo de patógeno. (Hayes P., 1993)
LA TECNOLOGÍA ULTRAVIOLETA.
Se llama Radiación ultravioleta o Radiación UV a la radiación electromagnética
cuya longitud de onda está comprendida aproximadamente entre los 400 nm (4x10-
7 m) y los 15 nm (11.5 x10−8m) Su nombre proviene que su rango de emisión
comienza desde longitudes de onda más cortas a la que los humanos identificamos
como el color violeta. (Hayes P., 1993)
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO:
FIGURA N° 18: Radiación ultravioleta o Radiación UV
CUADRO N° 7: TIPOS DE RADIACION UV.
Nombre Abreviación Longitud de Onda Energía en Fotón (eV)
Onda Larga UV - A 400 - 320 nm 3,10 - 3,87
Onda Media UV - B 320 – 280 3,87 - 4,43
Onda Corta UV- C 280 - 200 nm 4,43 - 6,20Fuente: Radiación UV (2009) http://www.nyfdecolombia.com/uv.html
El rango germicida se encuentra entre 240 y 280 nm (nanómetros) y se obtiene la máxima
eficiencia desinfectante cerca de los 260 nm.
ACCIÓN GERMICIDA DE LA RADIACIÓN UV-C
El poder de desinfección también se observa en el siguiente gráfico:
FIGURA N° 19: Radiación UV -C
De acuerdo al gráfico podemos observar que la luz ultravioleta C (UV-C, en el
rango de longitud de onda de 200–280 nm) es una forma de radiación no ionizada
que no penetra más allá de las superficies y es generalmente conocida como
germicida (particularmente a longitudes de onda cercanas a 250 nm). El mecanismo
de desinfección se basa en un fenómeno físico por el cual las ondas cortas de la
radiación ultravioleta inciden sobre el material genético (ADN) de los
microorganismos y los virus, y los destruye en corto tiempo, sin producir cambios
físicos o químicos notables en el agua tratada. (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
Varios Estudios, han demostrado que la inactivación por luz ultravioleta se produce
mediante la absorción directa de la energía ultravioleta por el microorganismo y una
reacción fotoquímica intracelular resultante que cambia la estructura bioquímica de
las moléculas (probablemente en las nucleoproteínas) que son esenciales para la
supervivencia del microorganismo. Está demostrado que independientemente de la
duración y la intensidad de la dosificación, si se suministra la misma energía total,
se obtiene el mismo grado de desinfección. (Fraizer w. & Weshoff, 1993)
CUADRO N° 8: COEFICIENTE DE ABSORCIÓN DE UV-C A 254 NM PARA ALIMENTOS LÍQUIDOS
ALIMENTO LIQUIDO RANGO DE MEDIDA α(cm-1)
Agua destilada 0.007-0.01
Agua para beber 0.02-0.1
Jarabe clarificado 2-5
Vino blanco 10
Vino tinto 30
Cerveza 10-20
Jarabe oscuro 20-50
Leche 300
Fuente: (mundo alimentario, julio/agosto 2009, [email protected])
PASTEURIZACIÓN Y ESTERILIZACIÓN
Tanto la pasteurización Como la esterilización son técnicas de conservación de los
alimentos por calor. Su fin es la destrucción de patógenos y sus esporas. La
diferencia básicamente radica en el tiempo y temperatura de calentamiento. (Fraizer
w. & Weshoff, 1993)
En la PASTEURIZACIÓN se calienta un alimento a 72 ºC durante unos 15 o 20
segundos y se enfría rápidamente a 4 ºC. Este método se utiliza en muchos
productos, sobre todo en leche y derivados, zumos aromatizados y cervezas, ya
que las bajas temperaturas permiten que los aromas no se volatilicen demasiado.
Estos alimentos se conservan solo unos días, ya que aunque se destruyen los
gérmenes, las modificaciones físicas y químicas siguen produciéndose. (Fraizer w.
& Weshoff, 1993)
La ESTERILIZACIÓN se realiza con alimentos más diversos, como carne, pescado,
verduras, frutas; consiste en colocar el alimento en un recipiente y someterlo a
temperaturas elevadas, superiores a 100 ºC durante bastante tiempo. En este caso,
el valor nutricional del producto final es menor, ya que con las temperaturas,
además de destruirse los microorganismos patógenos, se destruyen también
compuestos termolábiles como vitaminas, proteínas, aromas. (Fraizer w. & Weshoff,
1993)
CAPÍTULO III
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE COCCIÓN INTERCAMBIADOR DE CALOR Y
FERMENTADOR DE CERVEZA.
3.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO DE COCCIÓN.
3.1.1. PAILA DE ADJUNTOS.
Es la primera paila de cocción de adjuntos, (que son las materias primas que
sustituyen parcialmente a la malta, o al extracto de la malta en la elaboración de
cerveza).
El material utilizado para su construcción es acero inoxidable AISI 304 2B espesor
1.8 mm, cilíndrico con fondo plano, con una capacidad de 45 litros, y consta de un
termómetro de acero inoxidable en la parte lateral. Tapa plana de acero inoxidable y
conexión para salida de agua y/o solución de adjuntos, está apoyada en el fondo de
la olla con tres patas de tubo redondo de 1 1/2 pulgada y 0.45 m. de altura, apoyada
sobre una base rectangular de tubo cuadrado de 2 pulgadas.
Función.- Constituye la primera paila en el cocimiento, su función es cocer los
adjuntos y acondicionarlos para la etapa de maceración.
PAILADE
ADJUNTOSG as
P
rop an o
Piso
Termómetro
FIGURA N° 20: Paila De Adjuntos
Características de diseño:
Temperatura : 86.5 ºC
Volumen nominal : 45 L.
Volumen de operación : 35 L.
Características geométricas:
Diámetro Interno :35.7 cm.
Altura : 45 cm.
Salida de adjunto al macerado : ¾ pulg. - 1.905 cm.
Ecuación de Volumen ............................................ (a)
Ecuación de Área ............................... (b)
Donde:
V = Volumen.D = Diámetro.r = Radio.h = Altura.
Cálculo de Volumen en la Paila de Adjuntos
Datos:D= 0.357mr = 0.178 mh = 0.45 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
3.1.2. PAILA DE AGUA CALIENTE.
Depósito de agua cervecera: construido de acero inoxidable AISI 304 2B, pulido
interior sanitario, tapa plana, capacidad de 57 Litros, conexiones de entrada y
salida para trasladar el agua a la olla de maceración impulsado por una bomba de
transvase de alta temperatura.
PAILADE AGUAHERVIDA
Gas Pro
pano
FIGURA N° 21: Paila De Agua Hervida
Características de diseño:
Temperatura : 86.5 o C
Volumen nominal : 57 L
Volumen de operación : 47 L
Características geométricas:
Diámetro Interno : 0.357 m.
Altura : 0.57 m.
Salida de adjunto al marceador : 3/4 pulg - 0.1905 m.
Cálculo de Volumen en la Paila de Agua Hervida
Datos:
D = 0.357 m.r = 0.178 m.h = 0.57 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
3.1.3. PAILA DE MACERACION
Construido de material inoxidable AISI 304 2B espesor 1.8 mm. Con capacidad de
71 Litros, La temperatura de operación se controla en las diferentes etapas de
proceso con un termómetro que se encuentra en la pared lateral e inferior de la
paila. El macerado aloja en su interior al falso fondo que actúa como tamiz de
retención de granos durante el filtrado, es removible está apoyado al fondo de la
olla por platinas de ½ pulg. De acero inoxidable, con conexiones de carga y
descarga en la parte superior e inferior del fondo respectivamente, por medio de
recirculación del mosto se logra el clarificado de mismo.
PAILA DEMACERACiONFILTRACION
Gas Pro
pano
Salida de MostoCaliente
FIGURA N° 22: Paila De Maceración
Falso fondo: AISI 304-2B de 1.8 mm de espesor de 0.34 m. de diámetro se apoya
con platinas al fondo de la paila, tiene una manija encima y en la parte media del
mismo. El perforado del tamiz es malla 4 (4.75 mm de diámetro).
Función: La paila tiene como función degradación de almidón en azúcares por
medio de las enzimas hidrolíticas a temperatura y pH controlado y separar el mosto
del soutuche.
Características de diseño:
Temperatura : 86.5 o C
Volumen nominal : 71 L.
Volumen de operación : 61 L.
Características geométricas:
Diámetro : 0.39 m
Altura : 0.71 m.
Salida de mosto a la paila de cocción : ¾ pulg.
Diámetro de tamiz : 0.34 m.
Diámetro del perforado de tamiz : 4.75 mm.
Cálculo de Volumen en la Paila de MaceraciónDatos:
D= 0.357m.r = 0.178 m.h = 0.57 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
3.1.4. PAILA DE COCCIÓN.
Al igual que los otras pailas es de acero inoxidable 304-2B de 1.8 mm de espesor
de 76 Litros de Capacidad, con una salida esférica de 3/4 pulg. En la parte inferior,
tapa plana de acero inoxidable, termómetro incorporado en la parte lateral del
mismo. Entrada y salida del mosto tangencial para realizar whirpool accionada por
una bomba de alta temperatura.
PAILADE
COCCION
tee de1/2
Gas P
ropano
Salida del MostoMosto
FIGURA N° 23: Paila De Cocción
Función: Cumple las siguientes funciones.
Coagulación de las proteínas.
Esterilización del mosto y destrucción de las enzimas.
Extracción de las sustancias del lúpulo.
Evaporación del agua excedente y alteración general de la composición
del mosto por medio del cocimiento.
Características de diseño:
Temperatura : 86.5 o C
Volumen Nominal : 76 L.
Volumen de operación : 66 L.
Características geométricas:
Diámetro : 0.354 m.
Altura : 0.78 m.
Salida de mosto a la paila de cocción : 3/4 pulg.
Altura del punto tangencial. : 0.24 m.
Cálculo de Volumen en la Paila de Cocción
Datos:
D= 0.354 m. r = 0.177 m.h = 0.78 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
3.2. INTERCAMBIADOR DE CALOR DE DOBLE TUBO
Construido con tubos de acero inoxidable sanitarias para enfriar el mosto durante la
transferencia desde el tanque de cocción al fermentador.
Es el tipo más sencillo de intercambiador de calor, está constituido por dos tubos
concéntricos de diámetros diferentes. Uno de los fluidos fluye por el tubo de menor
diámetro y el otro fluido fluye por el espacio anular entre los dos tubos. En este tipo de
intercambiador son posibles dos configuraciones en cuanto a la dirección del flujo de los
fluidos: contracorriente y flujo paralelo.
En la configuración en contra corriente los fluidos entran el por los extremos opuestos y
fluyen por los sentidos opuestos.
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Salida
de M
osto
Frio
Entrada de MostoEntrada de MostoEntrada de Mosto CalienteSalida de Agua Caliente
Entrada de Agua Fria
FIGURA N° 24: Intercambiador de Calor
FIGURA N° 25: Configuración en Contra flujo
Nota: Es el que se utiliza para el proyecto
3.3. FERMENTADOR – MADURADOR CILINDRO CÓNICO
Tipo cilindro cónico construido de acero inoxidable calidad AISI 304 2B pulido
interior sanitario.
Conexiones para entrada y descarga de mosto/cerveza,
válvulas de acero inoxidable para entrada y salida de mosto/cerveza.
chaqueta de acero inoxidable para flujo de refrigerante.
Chaqueta térmica para el aislamiento térmico.
Cerrado hermético.
Purga de gases en la parte superior.
Estructura de soporte tres ruedas.
FERMENTADOR
Airlock
Salida de Cerveza Verde
Purga
Salida de Refrigerante
Entrada de Refrigerante
CO2
Entrada de Mosto Frio
Programador de Temperatura
Swich de encendido
Termopozo
Entrada de aire
FIGURA N° 26: Fermentador
Características de diseño.
Capacidad máxima : 110 L.
Presión de operación : Atmosférica.
Características geométricas.
Cuerpo cilíndrico
Altura : 97 cm.
Diámetro Interior : 34 cm.
Volumen cuerpo : 0.088 m3.
Fondo Toricónico
Altura del cono. : 35 cm.
Diámetro interior : 34 cm.
Volumen del fondo toricónico : 0.0112 m3
3.3.1. Cálculos en el Proceso de Fermentación.
Cuerpo del Cilindro
Datos:
D= 0.34 m r = 0.170 m h = 0.97 m.
............................................(a)
...............................(b)
Donde:
V= Volumen.D=Diámetro.r= Radio.h= Altura.
Reemplazando en la ecuación (a):
Cálculo de volumen del Fondo Cilindro Cónico
........................................(c)
Donde:
V= Volumen.D=Diámetro.R= Radio mayor.r =Menorh= Altura.
Datos:
D= 0.34 m.R= 0.177 m.r = 0.0095 m.h= 0.35 m.
Reemplazando en la ecuación (c):
Entonces
VT=Vcilindro+ VCuerpo Cilindro cónico
VT=0.088 m3+0.0112 m3
VT= 0.099 m3
3.3.2. Cálculos en el Enchaquetado
a) Calculo del Volumen del Cuerpo Cilíndrico del Fermentador y Enchaquetado hasta la altura del Enchaquetado.
Datos.D= 0.38 m.
R= 0.19 m.h =0.865 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
Reemplazando en la ecuación (b):
b) Calculo del Volumen del Cuerpo Cilíndrico del Fermentador hasta la Altura del Enchaquetado.
Datos.D= 0.34 m.R= 0.17 m.h =0.865 m.
Reemplazando en la ecuación (a):
Reemplazando en la ecuación (b):
Entonces el volumen del cuerpo cilíndrico del Enchaquetado es:
V= 0.0981 m3 - 0 0785 m3
V= 0.0196 m3 ≈ 19.6 L
c) Calculo del Volumen del Fondo Cilindro Cónico del Enchaquetado y
Cilindro Cónico del Fermentador.
Datos
D= 0.38 m.
R= 0.19m.
r = 0.0095 m.
h= 0.375 m.
Reemplazando en la ecuación (c):
Entonces el volumen del cilindro cónico del enchaquetado es;
V =0.0149 m3+0.0119 m3
V = 0.003 m3 ≈ 3 L
d) Volumen total del Enchaquetado.
VT=0.0196 m3+0.003m3
VT= 0.022m3 ≈ 22.6 L
CUADRO N° 9: DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS EN EL PROCESO DE COCCIÓN Y FERMENTACIÓN EN LA ELABORACIÓN DE LA CERVEZA.
NOMBRE DEL EQUIPO ESPECIFICACIONES CARACTERÍSTICAS DE
DISEÑOCARACTERÍSTICAS
GEOMETRICAS
PAILA DE ADJUNTOS
Acero inoxidable AISI 304 2B
Pulido interior sanitario. Tapa plana. Espesor: 1.8 mm Válvulas de acero
inoxidable para salida del mosto.
Volumen nominal: 45 L.
Volumen de operación: 35 L.
Diámetro Interno: 0.357 m.
Altura: 0.45 m.
PAILA DE AGUA DE LAVADO
Acero inoxidable AISI 304 2B
Pulido interior sanitario. Tapa plana. Espesor: 1.8 mm Válvulas de acero
inoxidable para salida del agua.
Volumen nominal: 57 L.
Volumen de operación: 47 L.
Diámetro Interno: 0.357 m.
Altura: 0.57 m.
PAILA DE MACERACIÓN
Acero inoxidable AISI 304 2B
Pulido interior sanitario. Tapa plana. Válvulas de acero
inoxidable para entrada y salida del mosto.
Espesor: 1.8 mm Termómetro Bimetálico
Dial máx.
Volumen nominal: 71 L.
Volumen de operación: 61 L.
Diámetro Interno: 0.357 m.
Altura: 0.57 m. Diámetro del tamiz:
0.34 m. Diámetro del
perforado de tamiz: 4.75 mm
PAILA DE COCCIÓN
Acero inoxidable AISI 304 2B
Pulido interior sanitario. Tapa plana. Espesor: 1.8 mm Termómetro Bimetálico
Dial máx.
Salida y Entrada tangencial para realizar Whirlpool accionada por una bomba de alta temperatura.
Válvulas de acero inoxidable para entrada y salida del mosto.
Volumen nominal: 76 L.
Volumen de operación: 66 L.
Diámetro Interno: 0.357 m.
Altura: 0.78 m. Altura del punto
tangencial: 0.24 m.
INTERCAMBIADOR DE CALOR
Acero inoxidable AISI 304 2B
Tiene 6 horquillas
FERMENTADOR
Acero inoxidable AISI 304 2B
Pulido interior sanitario. Válvulas de acero
inoxidable para entrada y salida del mosto.
Cerrado hermético Chaqueta térmica para
el aislamiento térmico. Conexiones para
entrada y salida del mosto.
Purga de gases en la parte superior.
Estructura de soporte de tres ruedas.
Volumen de operación: 110 L.
Presión de operación: Atmosférica
Cuerpo cilíndrico Altura: 0.97 m. Diámetro interior:
0.34 m. Volumen del
cuerpo: 0.88 m. Fondo toricónico
Altura del cono: 0.35 m.
Radio mayor: 0.34 m.
Radio menor: 0.0095 m.
Volumen del fondo toricónico: 12 L.
Fuente: Elaboración propia.
CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA Y EVALUACIÓN DE LOS EQUIPOS
4.1. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN.
La evaluación se ha realizado en la ciudad de Puno, a condiciones ambientales de 482
mmHg. de presión atmosférica, ubicada a 3820 m.s.n.m. y una temperatura variable entre
10 a 18oC registrados durante la ejecución de las pruebas experimentales. En las
siguientes instalaciones.
planta piloto de alimentos de la Escuela Profesional de Ingeniería Química ubicado en
salcedo donde se ha realizado la instalación y puesta en marcha de la planta piloto de
elaboración de cerveza.
4.2. MATERIALES Y EQUIPOS.
4.2.1. EQUIPOS Y MATERIALES EXPERIMENTALES.
4.2.1.1. EQUIPOS.
Tanque de agua.
Molino de rodillos.
Paila de adjuntos.
Paila de calentamiento de agua.
Paila de maceración.
Paila de cocción-coagulación.
Intercambiador de calor.
Fermentador.
4.2.1.2. INSTRUMENTOS.
Densímetro. (Kessler / Chase-Usa)
Refractómetro. (Modelo RHb - 18)
Probetas graduadas de 100 ml.
Balanza analítica.
Balanza electrónica.(Accents/XLK)
PH-metro digital
Soluciones de calibración. (Solución Tampón pH 4 y pH 7)
Termómetro de Mercurio.
Aireador de mosto ( Air-Look)
Pipeta de 10 ml.
Jarra medidora de 1L.
Balde de 20 L.
4.2.1.3. MATERIALES.
4.2.1.3.1. INSUMOS.
Malta de cebada.
Lúpulo.
Azúcar (Rubia y Blanca)
Levaduras de cerveza.
Agua.
Gritz de maíz.
Arrocillo.
4.2.1.3.2. REACTIVOS.
Alcohol Puro
Hidróxido de sodio.(0.01M)
Yodo.
Agua destilada.
Detergente.
4.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS
Para la determinación de los parámetros de operación; como son
pH
Densidad
Grado Alcohólico
Grados Brix
Determinación de la Humedad
En el proceso de cocción y fermentación se utilizaron los siguientes equipos y
métodos.
4.3.1. Determinación de pH.
Fundamento.
Se determina la concentración de iones hidrógeno con un pH-metro ajustado de
4.0 y 7.0 con soluciones tampón.
Material y Aparatos.
pH-metro con electrodo de vidrio calomelanos.
Vaso de precipitados de 250 ml.
Termómetro.
Reactivos.
Solución tampón pH = 7,0
Solución tampón pH = 4,0
Procedimiento.
Se calibra el pH-metro a pH 7.0 y 4.0 con las correspondientes soluciones
tampón. Se pipetean 50 ml. de mosto de cerveza en el vaso de precipitados y se
introduce el electrodo dentro del mosto, ajustando la temperatura del medidor
de pH a la temperatura de la cerveza. Se procede a medir el pH del mosto.
4.3.2. Determinación de la Densidad.
Fundamento.
El densímetro es un instrumento que sirve para medir la densidad o peso
específico de un líquido.
Su funcionamiento se basa en que un determinado cuerpo, se hunde más,
cuanto menos denso es un líquido y flota más, cuanto más denso es el
mismo. El hidrómetro o Densímetro se usa para medir el progreso de la
fermentación a través de una de sus características, la atenuación es la
conversión del azúcar en alcohol (etanol) a través de las levaduras. Las
cervezas normalmente tienen una densidad entre 1.015 kg/L. y 1.005 kg/L. final.
Materiales y Aparatos.
Densímetro
Probeta de 250 ml.
Procedimiento.
Ponga una muestra de 200cc en una probeta y hunda el Densímetro
cuidadosamente hasta que flote libremente. Remueva por si hubiera burbujas
adheridas en la probeta. Luego procedemos a leer la escala del densímetro.
4.3.3. Determinación del Grado Alcohólico.
Como regla general, el peso del alcohol en nuestra cerveza, se puede calcular
como la disminución de la densidad durante la fermentación, multiplicada por
105. Para calcular el % de alcohol en el volumen, multiplicamos la cantidad
obtenida por 1,25.
%Alcohol = (Df - Di) x 105 x 1.25 Según: Asociación de Cerveceros
Artesanales de la República
Argentina (http://cervezas-
argentinas.com.ar/).
Dónde:
Df : Densidad final en kg/L.
Di : Densidad Inicialen kg/L.
4.3.4. Determinación de los oBrix
El oBrix sirve para determinar el cociente total de sacarosa disuelta en un
líquido. Una solución de 25 oBrix contiene 25 g. de azúcar (sacarosa) por 100
g. de líquido. Dicho de otro modo, en 100 g. de solución hay 25 g. de
sacarosa y 75 g. de agua.
Los oBrix se cuantifican con un sacarímetro que mide la densidad (o
gravedad específica) de líquidos o más fácilmente, con un refractómetro.
Materiales y Aparatos.
Refractómetro. (Modelo RHb - 18)
Gotero
Agua destilada
Paño seco o papel absorbente
Mosto
Procedimiento.
Se utiliza primeramente el agua destilada para limpiar bien el lugar donde va
la muestra, y para calibrar el aparato.
Se colocan dos gotas de agua destilada sobre la superficie de vidrio del
prisma. Tanto el agua destilada como el aparato deben estar a 20 ° C, para
esto el aparato está dotado de canales de circulación de agua y de un
termómetro. Se abre entonces la entrada de luz mirando en la lente superior
se debe situar el cero de la escala coincidiendo con la línea de referencia
utilizando para esto el regulador situado a la derecha del operador. Hecho
esto, en la lente de abajo se debe visualizar una zona clara y otra oscura, la
intersección de ellas debe coincidir con el punto de intersección de la cruz,
el sistema para regular su posición se encuentra en la parte superior del
aparato. Luego se procede a secar el agua y depositar en su lugar el mosto.
Observando en la lente inferior y se debe situar el límite de los campos
nuevamente en el punto de intersección de la cruz. A continuación sólo resta
mirar en la lente de arriba el valor obtenido.
4.3.5. Determinación de la Humedad.
La determinación de la humedad se detalla. Según La A.O.A.C. (1998).
Materiales y Equipos:
Crisol de Porcelana de 20 ml.
Mufla.
Balanza analítica de precisión 0.001 g.
Desecador con sílice gel.
Procedimiento:
Se pesa 5 g de muestra previamente triturada en un crisol de porcelana
bien tarado en la balanza analítica.
La muestra se coloca en una mufla, a una temperatura de 75°C y por
un tiempo de 8 horas.
Se retira de la estufa el crisol, se deja enfriar en un desecador a
temperatura ambiente.
Se pesa el crisol, repetir 3 veces para tener un peso promedio.
Cálculos:
Porcentaje de Humedad =
Donde:
m1 = Masa de la muestra recién extraída.
m2= Masa de la muestra después de estar en la Mufla.
CAPÍTULO V
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
5.1. METODOLOGÍA EXPERIMENTA
5.1.1. DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO
MoliendaTrituración de la malta sin destrucción de la cáscara que servirá como lecho filtrante.
MalteoGerminación de cebada hasta producir enzimas que actuarán en el macerado.
MaceraciónExtracción de azúcares fermentesibles y proteínas que servirán de alimento a las levaduras.
FermentaciónActuación de catalizadores enzimáticos (levaduras) que convertirán los azúcares en alcohol etílico, CO2 y otros.
CocciónHervido de componentes de maceración con adición de lúpulo para dar sabor, olor coagulación y esterilidad.
EnfriamientoCambio brusco de temperatura para evitar contaminaciones con intercambiador de calor.
MaduraciónSegunda fermentación que limpiara los olores y sabores indeseables.
Agua tratada.FiltradaSin cloro.
Adición de enzimas
Lúpulo.
FIGURA N° 27: Esquema experimental cualitativo de la elaboración de la cerveza
Fuente: Elaboración Propia.
5.1.2. DIAGRAMA DE FLUJO CUANTITATIVO
FIGURA N° 28: Esquema experimental cuantitativo de la elaboración de la cerveza
Fuente: Elaboración Propia.
5.1.3. COCCIÓN DE LA MALTA (Cerveza Lager)
Las etapas que comprende la cocción son:
Molienda.
Maceración
Filtración.
Ebullición y lupulado.
5.1.3.1. MOLIENDA.
La molienda tiene por objeto triturar la malta .Es necesario que la cascarilla
permanezca tan entera como sea posible y que en cambio el endospermo se
muela a un tamaño de partícula que permita la fácil liberación de extracto. Si se
desintegra mucho la cascarilla no puede formar un filtro suficientemente eficaz y
permeable durante la recuperación del mosto a partir de la masa. En cuanto a la
trituración del endospermo es necesario que las partículas del mismo se
hidraten bien y liberan fácilmente sus enzimas y otros constituyentes celulares
para que pueda degradarse fácilmente.
5.1.3.2. MACERACIÓN.
En la maceración se realiza las principales transformaciones bioquímicas
llevando al mosto a contener los elementos necesarios para la fermentación. Los
factores que influyen en la maceración son: El tiempo de duración de las
operaciones, la temperatura, el pH y la concentración de la mezcla. Cada
enzima tiene un pH y una temperatura óptima de actividad. Las enzimas que
actúan sobre el almidón durante la maceración son la alfa y beta amilasa.
Las funciones de la maceración son:
Disolver todos los productos que se han formado durante el malteado
Usar las enzimas liberadas en el malteado para transformar el almidón
en azúcares más simples.
Usar las proteasas para continuar con la transformación de las proteínas
en aminoácidos y péptidos.
Aromatizar el mosto con el lúpulo.
PROPORCIONES EN MATERIAS PRIMAS PARA EL MACERADO
Malta = X
Agua de Malta = 4X
Adjunto= 0.25*X
Agua de Adjunto= 1.25*X
Agua de Lavado=6X
30oC 46oC 55oC 63oC 67oC
25oC 86oC 66oC 63oC
Malta
30 min 30 min30 min 30 min
30 min
Para Nuestro proceso utilizaremos 8 Kg. de malta y en base a esta
proporción aremos todos nuestros cálculos.
Malta = 8 kg.
Agua de Malta = (8*4)=32 L.
Adjunto= (0.25*8)= 2 kg. Gritz de Maíz
Agua de Adjunto= (1.25*8)= 10 L.
Agua de Lavado= (6*8)= 48 L.
Procedimiento:
Utilizaremos la Fig. 29. para guiarnos en los diferentes procesos de la cocción.
FIGURA N° 29: Maceración Con Adjuntos Por Separado.
- Preparación de adjuntos por separado: (primera paila).
En la primera paila se agrega 10 litros de agua y se lleva a una temperatura
de 25°C, luego se adiciona 2 kg. De gritz de maíz y se hace hervir hasta que
este forme una pasta viscosa, moviendo constantemente para evitar que se
queme, una vez cocido este adjunto se mantiene la temperatura por unos 30
min. Y se deja enfriar hasta llegar a una temperatura de 66°C. Mantener
Adjunto
esta temperatura hasta que la paila de maceración llegue a una
temperatura de 63°C, para luego unirlo.
- Agua de Enjuague: (segunda paila).
Se agrega 48 litros de agua y se lleva a una temperatura de 63°C, mantener
esta temperatura hasta ser utilizada en la tercera paila.
- Maceración de la Malta: (tercera paila).
Se agrega 32 litros de agua en el cocedor, la que se lleva a una
temperatura de 30 o C en seguida se agrega el grano triturado de cebada
malteada que son 8 kg. Y se hace reposar por 30 min. Luego se eleva la
temperatura a 46°C y se lleva a reposo durante 30 minutos manteniendo la
temperatura de la misma, luego se sube la temperatura a 55oC y se hace
reposar durante 30 minutos manteniendo la temperatura, a continuación se
vuelve a subir la temperatura y la elevamos a 63°C, desde luego cuanto se
llega a 63oC se junta la mezcla de la paila de adjuntos con el mosto
preparado de la tercera paila y se lleva a reposo durante 30 minutos al
término de la última temperatura se debe realizar la prueba de yodo para
poder verificar la sacarificación, (transformación del almidón en azúcar).
Finalmente, se eleva la temperatura a 67oC para producir a inactivación
enzimática.
5.1.3.3. FILTRACIÓN.
Se hace filtrar todo el mosto espeso quedando retenidos en el filtro los taninos,
las proteínas coaguladas, el bagazo de malta (restos de cáscaras). La
operación se realiza en dos fases, primero el flujo del mosto y luego la
operación de lavado del extracto que contiene el soutuche. El mosto y el agua
de lavado deben ser claros pues si se aporta durante la operación demasiadas
sustancias mal disueltas, la clarificación de la cerveza será demasiado difícil.
Procedimiento
Una vez realizada la maceración, se hace un traspaso a la cuarta paila,
previamente filtrado, luego hacer un enjuague a la tercera paila con el agua de
la segunda paila y repetir el paso hasta terminar el agua de enjuague.
5.1.3.4. EBULLICIÓN Y LUPULADO. (Cuarta Paila)
Es un proceso de oxidación, donde se logra esterilizar el mosto, destruir las
enzimas que pudieran haber quedado, mejorar la estabilidad coloidal de
proteínas y taninos. Con el hervido se destruyen las enzimas para evitar una
modificación del azúcar del mosto para la fermentación (el mosto debe ser
estable para asegurar su composición).
Procedimiento. (Cerveza Lager).
En la paila el mosto va a sufrir una ebullición entre 86-87 °C durante 1 hora y
30 minutos. Al inicio del primer hervor se le agrega 17 g. de Lúpulo para darle
el amargor y 5 g. CaSO4 2H20 para ayudar a que nuestra cerveza tenga un
sabor dulce y controlar el pH, también se le agrega 2.5 kg. De azúcar rubia
para enriquecer el mosto y 15 minutos antes de terminar la cocción se le
agrega nuevamente 15 g de lúpulo para darle aroma y sabor.
Una vez terminada la ebullición se hace funcionar el sistema Whirlpool el cual
envía el mosto esterilizado, el que entra en forma tangencial formando un
remolino en su interior para que de este modo puedan precipitar los sólidos.
5.1.4. ENFRIAMIENTO Y AIREACIÓN: (Intercambiador de calor). Luego del proceso de decantación Whirlpool, el mosto se traspasa por el
intercambiador de calor de doble tubo, con el fin de bajar la temperatura a 11-
13°C. Después de haber realizado el enfriado, se traspasa hacia el tanque de
fermentación. Pero antes de esto el mosto enfriado se oxigena con un aireador, de
no ser aireado la tasa de mortalidad de levaduras aumentaría a tal punto de que
ésta no podría ser reutilizada; la oxigenación del mosto antes del inicio de la
fermentación permite a la levadura sintetizar ácidos grasos insaturados (oleicos,
linoleícos y linolénicos), en ausencia de éstos ácidos grasos la pared celular está
sujeta a alteraciones lo cual lo hace más permeable a los esteres correspondientes
a los alcoholes superiores que ella misma forma. Finalmente, el mosto así
preparado y enfriado debe ser sometido a un proceso de aireación fuerte con aire
estéril para su posterior fermentación.
5.1.5. FERMENTACIÓN.
Al mosto frío y oxigenado se le adiciona 33 g. de levadura. El tipo de levadura
utilizada es de fermentación baja (Saccharomyces carlsbergensis) para fermentar
mostos Bock y Lager a temperaturas de 11 – 13°C.
El proceso de fermentación se caracteriza por tener una primera fase aeróbica de
fuerte reproducción de la levadura y de alta generación de calor, que se controla
con refrigeración. La segunda etapa de fermentación es de carácter anaeróbico y
en ésta se consumen los azúcares del mosto, para la formación de alcohol y gas
carbónico.
• Fermentación aeróbica.
Presencia de oxigeno
C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + E
• Fermentación anaeróbica.
C6H12O6 2C 2H5 OH + CO 2 +E
Este proceso de fermentación dura aproximadamente 5-7 días, y en el transcurso
se va purgando para deshacernos de los sólidos que van sedimentando, (levadura,
lúpulo, malta).
Una vez terminada la fermentación, se baja la temperatura entre 0 – 2°C para
empezar con el proceso de la maduración, más conocido como “cerveza verde”.
5.1.6. MADURACIÓN O REPOSO.
La maduración o reposo tiene por finalidad clarificar la cerveza, vía el decanta-
miento de partículas de levadura provenientes de la fermentación, y además lograr
la maduración de la cerveza.
En la maduración se distingue la etapa siguiente a la fermentación y comprende
todo el tiempo a que dure la cerveza en los tanques a baja temperatura (0 - 2ºC)
antes de ser filtrada. En la maduración se buscan y se producen transformaciones
importantes, tales como:
- Resistencia al frío y estabilización (formación y precipitación de lazo
coloidal proteína-tanino).
- Clarificación (disminución del contenido de levaduras en suspensión).
- Maduración o estabilidad del sabor (reducción del contenido de compuestos
indeseables como ácido sulfhídrico, acetaldehído y di acetilo).
Al final de la maduración como se lleva a cabo una filtración y por lo tanto una
eliminación de la levadura se tendrá que proteger la cerveza agregándole
antioxidantes (ácido ascórbico) para que se combine con el oxígeno y evitar que se
mezcle con la cerveza. El proceso de maduración se prolonga por tres o más
semanas y se puede efectuar en los mismos estanques de maduración o reposo.
CAPÍTULO VI .
CÁLCULOS DE INGENIERIA.
6.1. BALANCE DE MATERIA.
El balance de materia se realizó sobre una base de producción de 80 L. De mosto, en los
cálculos de materia se consideran los datos obtenidos a nivel de laboratorio en la planta
piloto de elaboración de cerveza.
El balance de materia es secuencial por cada etapa del sistema.
a) Balance de Materia en la Paila de Adjuntos.
CUADRO N° 10 Balance de Materia en la Paila de Adjuntos.
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.)(% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
A
B
2
9.98
16.69
83.31
C
D
0.53
11.45
4.42
95.58
Total 11.98 11.98 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
b) Balance de Materia en la Paila de Agua de Lavado.
Flujos de Entrada = Flujos de Salida + Flujos Adicional Obtenido
Paila de Adjuntos
B=9.98 kg.
A=2 kg D=11.45 kg.
Gritz de Maíz
Agua Blanda Agua Vaporizada
Masa de Adjuntos
C=0.53kg
Agua de Lavado
F= 0.29 kg.
Agua
Vapor de Agua
Agua
CUADRO N° 11: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE AGUA DE LAVADO
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.) (% en peso)
Entrada
(% en peso)
Salida
E 47.95 100
F 0.29 0.3
G 47.66 49.70
Total 47.95 47.95 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
c) Balance de Materia en la Paila de Maceración.
CUADRO N° 12: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE MACERACIÓN
.
Paila de Maceración
H= 8 kg.
I=31.97kg. G= 47.66 kg.
J= 13.09 kg.
K=85.99 kg.
Masa de adjuntos
Agua
Masa de Crudos
Afrecho
Agua de Lavado
E= 47.95 kg. G= 47.66 kg.
Malta con 5 % de humedad
D= 11.45 kg.
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.)(% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
H 8 8.07
I 31.97 32.27
D 11.45 11.56
G 47.66 48.10
J 13.09 13.22
K 85.99 86.78
Total 99.08 99.08 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
d) Balance de Materia en la Paila de Cocción.
CUADRO N° 13: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DE COCCIÓN
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.) (% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
K 85.99 97.17
L 2.5 2.83
M 3.88 4.38
N 84.61 95.62
Total 88.49 88.49 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
Paila de Cocción
K=85.99 kg. N= 84.61 kg.
M= 3.88 kg.
Masa de Crudos
Agua Vaporizada
Mosto Claro
L=2.5 kg.
Azúcar
e) Balance de Materia en el Intercambiador de Calor
f) Balance de Materia en el fermentador.
CUADRO N° 14: BALANCE DE MATERIA EN LA PAILA DEL FERMENTADOR
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.) (% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
Ñ 84.61 99.96
O 0.033 0.04
P 4.5 5.32
Q 80.143 94.68
Total 84.643 84.643 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
Intercambiador de Calor
Fermentador.
N=84.61 kg/h Ñ =84.61 kg/h
Ñ=84.61 kg.
O=0.033 kg.
P=4.5 kg.
Q=81.023 kg.
Mosto Caliente Mosto Frio
Mosto Frio Cerveza Verde
Levadura
Purga(Levadura+ mosto frío)
6.2. BALANCE DE ENERGIA.
a) Cálculo de Energía Necesaria para la Paila de Adjuntos.
CUADRO N° 15: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA PARA LA PAILA DE ADJUNTOS.
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.) (% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
A
B
2
9.98
16.69
83.31
C
D
0.53
11.45
4.42
95.58
Total 11.98 11.98 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
La ecuación es la siguiente: Q1= (mA+mB) CPH2O (TF –Ti)....................... (1)
Dónde:
Paila de Adjuntos
B=9.98 kg/hC=0.53 kg/h
A=2 kg/h D=11.45 kg/h
Gritz de Maíz
Agua Blanda Agua Vaporizada
Masa de Adjuntos
TF =86.5 oC
Ti = 12 oC
mA= Gritz de Maíz
mB= Agua Blanda
CPH2O = 4.203KJ/kg oC = 1Kcal/kg oC (John Perry Tomo I)
Reemplazando valores a la ecuación (1)
b) Balance de Energía en la Paila de Agua de Lavado.
CUADRO N° 16: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE AGUA DE LAVADO
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.) (% en peso)
Entrada
(% en peso)
Salida
E 47.95 100
F 0.29 0.3
G 47.66 49.70
Total 47.95 47.95 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia.
La ecuación es la siguiente: Q2= (mE) CPH2O (TF –Ti)....................... (2)
Agua de Lavado
E= 47.95 kg. G= 47.66 kg.
F= 0.29 kg.
Agua Vaporizada
Agua de Lavado Agua de Lavado
Dónde:
TF =86.5 oC
Ti = 12 oC
mE= Masa de agua de Lavado
CPH2O = 4.203KJ/kg oC = 1kcal/kg oC (John Perry Tomo I)
Reemplazando valores a la ecuación (2)
c) Cálculo de la Energía Necesaria para la Paila de Maceración.
CUADRO N° 17: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE MACERACIÓN.
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.)(% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
H 8 8.07
I 31.97 32.27
D 11.45 11.56
G 47.66 48.10
Paila de Maceración
H= 8 kg.
I=31.97 kg. G= 47.66 kg.
J= 13.09 kg.
K=85.99 kg.
Masa de adjuntos
Agua
Masa de Crudos
Afrecho
Agua de Lavado
Malta con 5 % de humedad
D= 11.45 kg.
J 13.09 13.22
K 85.99 86.78
Total 99.08 99.08 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia
La ecuación es la siguiente: Q3= (mH+mI+mD+mG) CPH2O (TF –Ti)............ ( 3 )
Dónde:
TF =67 oC
Ti = 32 oC
mH = Masa de malta con 5% de humedad.
mI = Masa de Agua.
mD = Masa de Adjuntos.
mG = Masa de Agua de Lavado.
CPH2O = 4.184 KJ/kg oC = 1 Kcal/kg oC (John Perry Tomo I)
Reemplazando valores a la ecuación (3)
d) Cálculo de la Energía Necesaria para la Paila de Cocción.
CUADRO N° 18: BALANCE DE ENERGÍA NECESARIA EN LA PAILA DE COCCIÓN.
Componente Entrada (kg.) Salida (kg.)(% en Peso)
Entrada
(% en Peso)
Salida
K 85.99 97.17
L 2.5 2.83
M 3.88 4.38
N 84.61 95.62
Total 88.49 88.49 100.00 100.00
Fuente: Elaboración propia
La ecuación es la siguiente: Q4= (mK+mL) CPH2O (TF –Ti)............ (4)
Dónde:
TF =86.5 oC
Ti = 67 oC
m K = Masa de Crudos
m L = Masa de Azúcar
CPH2O = 4.192 KJ/kg oC = 1.0012 kcal/kg oC (John Perry Tomo I)
Paila de CocciónK=85.99 kg. N= 84.61 kg.
M= 3.88 kg.
Masa de Crudos
Agua Vaporizada
Mosto Claro
L=2.5 kg.
Azúcar
Reemplazando valores a la ecuación ( 4 )
Q4=(85.99+2.5 ) kgh
∗1.003kcalKg ˚C
∗(86.5−67)˚ C
Q4=1730.73kcalh
e) Cálculo de la Energía Necesaria para el intercambiador de calor.
Fluido Caliente (mosto)
Fluido Frio (agua) T fs = ? ← T fe= 24 °C
1. Realizando Balance de Calor.
........................(5) Donde:
mc = Masa de fluido caliente.
Cpc = Capacidad calorífica del fluido caliente.
Tce = Temperatura de entrada de fluido caliente
Tcs =Temperatura de salida de fluido caliente.
mf = Masa de fluido frio.
Cpf = Capacidad calorífica del fluido frio.
Tfe = Temperatura de entrada de fluido frio.
Tfs =Temperatura de salida de fluido frio.
Datos : Cp(49) = 0.91 kcal/kgoC
m =Flujo másico del mosto = 81.9 kg/h
m =Flujo másico del agua = 377.2 kg /h
Temperatura promedio del Mosto =
Intercambiador de Calor
N=84.61 kg/h Ñ =84.61 kg/h
Mosto Claro Mosto Frio
....................................................( 6 )
Reemplazando en la ecuación (6)
Temperatura promedio del agua.=
Hallamos flujo calórico.
2. Calculo de Diferencia Media Logarítmica de Temperatura
................................................(7)
Reemplazando en la ecuación (7)
f) Cálculo de la Energía para el Fermentador.
La ecuación química que ocurre durante la fermentación de glucosa, se expresa de la siguiente manera:
C6H 12O6 (s )−−−−−−→2C2 H 5OH (l )+2CO2+E
Glucosa Alcohol etílico + Dióxido de Carbono
No obstante durante la fermentación alcohólica vía microorganismos, existe una
producción colateral de pequeñas cantidades de otros compuestos. Sin embargo,
como el etanol es el producto que se genera en mayor proporción y es el que se
monitorea a través del proceso, es por eso que los cálculos que se presentan son en
base a este alcohol.
Para calcular el calor generado por la reacción se hará uso de los calores de
formación de los compuestos involucrados, los cuales fueron obtenidos de las tablas
de calores de formación de los compuestos orgánicos e inorgánicos.
ΔH º form.C6 H12O6=−548285.66
Btulb−mol
∗0.252Kcal
1Btu = -138167.99 Kcal
lb−mol
ΔH º form.CO2=−169292.34
Btulb−mol
∗0.252Kcal
1 Btu = -42661.67 Kcal
lb−mol
ΔH º form.C2H 5OH .=−119017.22
Btulb−mol
∗0.252Kcal
1Btu = -29992.34 Kcal
lb−mol
El calor de la reacción se expresa mediante la siguiente ecuación:
ΔH ºrxn=∑ n ΔH º productos−∑ n ΔH º reactivos ………………………..(6)
Sustituyendo calores de los compuestos:
ΔH ºrxn={[2(−42661.67kcal
lb−mol )+2(−29992.34kcal
lb−mol )]— 138167.99kcal
lb−mol ]-
ΔH ºrxn=−7141.74kcal
lb−mol
Ahora necesitamos conocer el calor que se produce por cada lb de glucosa que se
fermente y eso hace de la siguiente manera:
MC6H 12O6=180
lblb−mol
Q=(−7141.74kcal
lb−mol )*( 1 lb−mol180 lbC6H 12O 6
)Q=−39.68
kcallbC6 H 12O6
6.3. CÁLCULO DE LA POTENCIA DE LA BOMBA PARA TRANSPORTAR EL MOSTO DESDE
EL INTERCAMBIADOR DE CALOR HASTA EL FERMENTADOR.
6.3.1. Datos Operativos.
Fluido a Bombear : Mosto.
Flujo Volumétrico : 0.0000216 m3/s.
Densidad del Fluido : 1050 kg/m3.
Viscosidad del Fluido : 1.15x10-3 kg/m.s.
Temperatura del Fluido : 15 ºC.
6.3.2. Datos del Circuito de Flujo.
Material de la tubería : Acero Inox. 1/4 pulg.
Longitud de la Tubería : 4.66 m.
Diámetro Nominal : 1/4” = 0,213 m.
Diametro Exterior : 13.5 mm. ≈ 0.0135 m.
Diámetro Interno : 12.3 mm. = 0,0123 m.
Altura de Succión : 0.42 m.
Altura de Impulsión : 1.60 m.
6.3.3. Accesorios en Línea.
Codos de 90º de 1/4” : 05
Unión universal de 1/4” : 01
6.3.4. Cálculos de la Velocidad Media de Flujo (v)
Se tiene las siguientes ecuaciones:
v=Q
A ;
A=π∗D2
4 ;
v= 4∗Qπ∗D2
Reemplazando Valores, para hallar el área:
A=π∗(0 .0123 m)2
4
A=0 .000118 m2
Reemplazando valores, para calcular la velocidad media de flujo:
v=4∗(0 . 0000216 m3 /s )π∗(0 . 0123 m )2 ⇒
v=0 .0000864 m /s0 .000475
v=1. 181 m /s
6.3.5. Cálculo del Número de Reynolds (NRe)
Se tiene la siguiente ecuación:
NRe=ρ∗D∗v
μ
Remplazando valores:
NRe=(1050 kg /m3)∗(0 .0123 m )∗(0 .181 m / s)(1 .15 x10−3 kg /m . s )
NRe=2.032∗103
6.3.6. Cálculo de la Rugosidad Relativa (/D)
Buscando tablas y haciendo las lecturas correspondientes para
conductos Lisos, se tiene:
(DE )=190
6.3.7. Cálculo del Coeficiente de Fricción (f)
Según el Diagrama de Moddy – GEANKOPLIS
Para:NRe=2.032 x103,
En diagrama de Moody Se lee un: f = 0.031
6.3.8. Cálculo De La Pérdida De Carga En Las Tuberías (ht)
Se tiene la siguiente ecuación:
ht=f∗( LeD )∗( v2
2∗g )
Reemplazando valores se tiene:
ht=0 .031∗(4 . 66 m0.0123m )∗((0 .181m /s )2
2∗9. 81 m /s2 )ht=0 .0196 m .
6.3.9. Cálculo de la Pérdida de Carga en Accesorios (ha)
Se tiene la siguiente ecuación:
con Le/D = 168 m.
ha=f∗
LeD
∗ v2
2 g.
ha=0. 031∗168m∗
(0 .181m / s)2
2∗( 9. 8m /s2) .
ha=0. 0087 m
6.3.10. Cálculo de la Pérdida de la Carga Estática (he)
Se tiene la siguiente ecuación:
he=Za+Z i (m)he=−0 .42 m+1.60 mhe=1 .18 m
6.3.11. Cálculo de la Pérdida de la Carga Total del Sistema (hL).
Se tiene la siguiente ecuación:
hL=h( tuberías )+h(accesorios )+h(otras perdidas )+h( estática)
hL=0. 0196 m+0 . 0087 m+1 .18 mhL=1 . 20 m
6.3.12. Potencia De La Bomba
Se tiene la siguiente ecuación:
PB1=Q∗H∗ρ∗g1000∗E
PB1=0 .0000216
m3
s∗1 .20 m∗1050
kgm3
∗9 . 8ms2
1000∗0 .8
PB1=0 . 033 kW
PB1=0 .033 kW∗1 . 34102
PB1=0 . 044 HP .
Redondeando
PB1=0 .5 HP .
6.4. COSTOS DE PRODUCCIÓN
6.4.1. COSTOS DE EVALUACIÓN DEL EQUIPO
Los costos del equipo han sido estimados en forma global, de acuerdo al precio del
mercado nacional, regional y local e internacional, dado para cada etapa de la puesta en
marcha de la planta piloto de elaboración de cerveza, el costo efectuado se muestra en
los siguientes cuadros:
Proyecto: Evaluación y Puesta en Marcha del Sistema de Cocimiento-
Fermentación de una Planta Piloto de Elaboración de Cerveza.
CUADRO N° 19: RECURSOS MATERIALES.
cantidad Equipo Descripción técnica del equipo Costo $01 Sistema de
control de temperatura
Sistema automático de control de temperatura para el fermentador con termocupla PT-100
480
01 bomba para filtración
0,5HP:inox alta presión 620
01 bomba de aspiración axial
0,5HP:inox T.max=110°C 500
01 Paila de maceración
Construida en acero inoxidable calidad AISI 304 2B.Volumen total: 71 litros
500
Volumen útil: 61 litrosTermómetro incorporadoFalso fondoTapa o tubo aspersorQuemador de gas
01 Paila de cocción-coagulación
Construida en acero inoxidable calidad AISI 304 2BVolumen total: 76 litrosVolumen útil: 66 litrosTermómetro incorporadoQuemador de gas
700
01 Paila de sacarificación de adjuntos
Construida en acero inoxidable calidad AISI 304 2BVolumen total: 45 litrosVolumen útil: 35 litrosTermómetro incorporadoQuemador de gas
360
01 Paila de calentamiento de agua para aspersión
Construida en acero inoxidable calidad AISI 304 2BVolumen total: 57 litrosVolumen útil: 47 litrosTermómetro incorporadoQuemador de gas
520
01 Intercambiador de calor
Serpentín de cobre ò acero recubierto con mangueraBoquillas de doble paso para el intercambio de fluido
850
01 Fermentador – Madurador Cónico
Tanque cónico construido de acero inoxidable calidad AISI 304 2BVolumen total: 110 litrosVolumen útil: 100 litros
Chaqueta de acero para el flujo del refrigerante con capacidad de 22 LChaqueta térmica para el aislamiento térmicoSensor de nivel interiorCerrado herméticoPurga de gases por la parte superior
950
01 Chiller Chiller con unidad de frio de 1/3 hp cerradoControl de temperatura automáticoBomba de recirculación del aguaMotor agitadorSerpentín interior incorporado
720
01 Pasteurizador Control automático de tiempoChaqueta de aceroCerrado hermético
1400
04 Mesa de soporte para el tanque de agua
Base plana de acero inox.Soportes de fierro galvanizado
70
01 Tanque de agua Capacidad de 350 LTanque de polietileno
120
01 Balón de gas propano
Peso de 50 Kg 150
Total $ 7940.00Total S/. 22629.00Fuente: Elaboración propia
CUADRO N° 20: COSTO DE ACCESORIOS
Descripción Cantidad Unidad
Precio
Unitario
(S/.)
Importe
(S/.)
Codos H-3 de 1/2” 01 Unid. 4.00 4.00
Codos de PVC de 1/2” 08 Unid. 1.50 12.50
Unión universal de PVC 03 Unid. 1.50 4.50
Niple de PVC 1/2” 08 Unid. 1.00 8.00
Tubos de PVC 1/2” 03 Unid. 10.00 30.00
Tubos de PVC de alta resistencia 1/2” 02 Unid. 18.00 36.00
Llaves de paso 1/2” 02 Unid. 5.00 10.00
Válvula de globo de bronce de 1/2” 01 Unid. 25.00 25.00
Cinta Teflón 16 Unid. 0.80 12.80
Manguera sanitaria de alta presión de 1/2” 01 m. 9.00 9.00
Manguera sanitaria de alta presión de 1/4” 02 m 8.00 16.00
Espiga de 1” x 1” 01 Unid. 10.00 10.00
Espiga de ¼” x ¼” 01 Unid 3.50 3.50
Abrazaderas 25 – 40 para 1/2” 01 Unid. 3.00 3.00
Abrazaderas 25 – 40 para 1/4” 03 Unid 2.50 7.50
Empaques planos de alta presión 02 Unid. 6.50 13.00
Cuchilla automática 01 Unid. 65.00 65.00
Cable eléctrico Nª 16 12 m. 3.50 42.00
Manómetros de presión 04 Unid. 25.00 100.00
extensiones 03 Unid. 6.00 18.00
Focos indicadores 04 Unid. 5.00 20.00
interruptor de encendido/ apagado 04 Unid. 6.00 24.00
Sub. Total 473.80
Fuente: Elaboración propia
CUADRO N° 21: OTROS COSTOS
Descripción Cantidad UnidadPrecio Unitario
(S/.)Importe(S/.)
Costos de Mano de Obra
Técnico 01 --- 100.00 100.00
Instalación del equipo 01 --- 50.00 50.00
Capacitación de producción en
lima
10 días 200.00 2000.00
Sub. Total 2150.00
Costos de Insumos
Malta base tipo Pilsen 100 kg 800.00 800.00
Malta caramelo 60 20 kg 300.00 300.00
Lúpulo carcade 0.50 kg 150.00 150.00
Lúpulo zaas 0.50 kg. 200.00 200.00
Levadura diamond 100 g 250.00 250.00
Levadura saflage S – 23 10 sobres 25.00 250.00
Maíz gritz 10 kg 4.50 45.00
Arroz desgranado 20 kg 2.00 40.00
Azúcar rubia nacional 20 kg 4.00 80.00
Sulfato de calcio di hidratado 100 g 2.00 2.00
Cloruro de sodio 3 Unid. 0.50 1.50
Enzimas 3 Unid 100.00 300.00
Sub total 2518.5
Costos de Transporte del Equipo (lima – Puno)
Lima - Juliaca 2 días 300.00 300.00
Arequipa - Juliaca 1 día 250.00 250.00
Juliaca - Puno 1 día 100.00 100.00
Traslado de los tesistas Lima -
Arequipa4 personas 400.00 1600.00
Traslado de los tesistas Arequipa -
Puno4 personas 400.00 400.00
Traslado de los equipos a planta
de alimentos en salcedo1 día 70.00 70.00
Imprevistos 450.00 450.00
Sub. Total 3170.00
Total 7838.5
Fuente: Elaboración propia
CUADRO N° 22: COSTO TOTAL
Descripción Importe
(S/.)
Costo del equipo 22629.00
Costo de accesorios 473.80
Costos de mano de obra 2150.00
Costos de insumos 2518.50
Costos de transporte del equipo (Lima – Puno) 3170.00
Total 30941.30
Fuente: Elaboración propia
Para la Evaluación y Puesta en marcha del Sistema de Cocimiento-Fermentación de una
Planta Piloto de Elaboración de Cerveza., se contó con un presupuesto de S/. 30941.30
nuevo soles. Este presupuesto se gastó durante la ejecución del proyecto de tesis.
Cabe resaltar que hubieron otros gastos en la parte de implementación de la planta que
están siendo obviados por no ser parte del proyecto, estos gastos son los del dictado
del curso en el COPEIQ 2011 realizado en Puno, en el mes de octubre, entre otros por
resaltar el de mayor trascendencia.
CAPÍTULO VII .
EXPOSICIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS.
7.1. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN
Análisis de proceso de Elaboración de Cerveza a Nivel de Planta Piloto.
La exposición de los resultados se va a realizar con representaciones gráficas. Las tablas
de los resultados obtenidos se adjuntan en el trabajo como material complementario.
7.1.1. Estudio de los parámetros que influyen en la etapa de Cocción.
Los azúcares reductores totales son todos los azúcares que contiene el almidón de la
malta por lo que la gráfica con este tipo de azúcares nos ayuda a comprobar, que a
lo largo del proceso de cocción el porcentaje de estos deberá permanecer casi
constante.
El criterio para seleccionar el tiempo y la temperatura óptima de cocción se tomó en
base a la determinación de azúcares reductores disponibles ya que estos azúcares
son aquellos que serán transformados en alcoholes por las levaduras del proceso de
fermentación.
CUADRO N° 23: RESULTADOS OBTENIDOS
Tiempo (Min.) Temperatura (oC) Densidad (kg/m3) °Brix
0 14 1019 2.06
25 30 1022 2.86
55 30
115 46 1026 3.92
145 46
159 55 1031 5.27
189 55
203 63 1035 6.33
233 63
298 67 1038 7.2
358 86,5 1046 9.2
458 86,5 1050 10.3
518 14
550 14
Fuente: Elaboración propia.
FIGURA N° 30: Diagrama de Hidrolisis Enzimática del Almidón
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 100 200 300 400 500 600
TE
MP
ER
AT
UR
A (
C )
TIEMPO (MINUTOS)
GLUCANASAS30 Min.
PROTEASAS
30 Min. β-AMILASA30 Min.
α-AMILASA30 Min.
ADJUNTO
MALTA
LÚPULO
ENFRIAMIENTOBRUSCO
LEVADURA
Fuente: Elaboración propia.
FIGURA N° 31: Formación de los azúcares fermentables en el proceso de hidrólisis del almidón.
0
2
4
6
8
10
12
0 100 200 300 400 500 600
Gra
do
s b
rix
Tiempo (Minutos)
Producción de Azucares Fermentables
Fuente. Elaboración propia
La formación de azúcares se midió con el refractómetro en el cual el resultado se observa
en el cuadro N° 23 aquí se observa que a la temperatura de 14oC se tiene 2.06 °Brix y la
máxima se alcanza a la temperatura de 86.5 oC corresponde a 10.3 °Brix
7.1.2. Estudio de los parámetros que influyen en la etapa de Fermentación.
CUADRO N° 24: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA DENSIDAD EN LA FERMENTACIÓN DEL MOSTO.
Tiempo (Días) Densidad (kg/m3) pH ° Brix ° Alcohol1 1050 5,86 10.3 02 1048 5,85 9.8 0.263 1042 4,98 8.2 1.054 1026 4,75 3.92 3.155 1019 4,6 2.06 4.066 1016 4,44 1.26 4.467 1017 4,24 1.53 4.338 1012 4,26 0.2 4.989 1010 4,3 5.25
10 1010 4,31 5.2511 1010 4,312 1010 4,3
Fuente: Elaboración propia
FIGURA N° 32: Comportamiento de la densidad respecto al tiempo.
1005
1010
1015
1020
1025
1030
1035
1040
1045
1050
1055
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Den
sid
ad
(kg
/m3
)
Tiempo (dias)
Comportamiento de la Densidad
Fuente: Elaboración propia
En la fig.32: Observamos cómo la densidad varía con el transcurso del tiempo haciendo un
seguimiento en la fermentación donde la densidad inicial es 1050 kg/m3 llegando hasta una la
densidad constante de 1010 (kg/m3) respectivamente esto indica que ha finalizado la fermentación,
manteniéndose esta densidad constante durante la etapa de maduración.
Análisis del Comportamiento del pH en la Fermentación del Mosto.
CUADRO N° 25: VARIACIÓN DEL PH CON EL TIEMPO.
Tiempo (Días) pH
1 5,86
2 5,85
3 4,98
4 4,75
5 4,6
6 4,44
7 4,24
8 4,26
9 4,3
10 4,31
11 4,3
12 4,3 Fuente: Elaboración propia.FIGURA N° 33: Comportamiento de pH en el proceso de la fermentación.
0
1
2
3
4
5
6
7
0 2 4 6 8 10 12 14 16
pH
Tiempo (dias)
Comportamiento de pH
Fuente : Elaboración propia
En las evaluaciones que hemos realizado utilizando como instrumento de medición el PH- metro
estandarizado con buffer 7 y 4 respectivamente se presenta el resultado en la Fig. 33. donde se
tiene como pH inicial de 5.86 llegando hasta un pH de 4.3 respectivamente esto indica que el pH
baja, además prueba que el pH es auto regulable y se hace constante lo que indica que la
fermentación ha terminado.
Analisis del comportamiento de los °Brix.
CUADRO N° 26: VARIACIÓN DE °BRIX CON EL TIEMPO.
Tiempo (Días) Densidad (kg/m3) °Brix1 1050 10.32 1048 9.83 1042 8.24 1026 3.925 1019 2.066 1016 1.267 1017 1.538 1012 0.29 101010 101011 101012 1010
Fuente: Elaboración propia FIGURA N° 34: Comportamiento de los °Brix respecto al tiempo en la fermentación del mosto.
0
2
4
6
8
10
12
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Gra
do B
rix
Tiempo (dias)
Comportamiento Grados Brix vs Tiempo
Fuente: elaboración propia
Realizado el monitoreo de los oBrix en el proceso de la fermentación con un
refractometro los resultados de la fig. 34. indica 10.3 oBrix como azucares reductores
disponibles como maximo y 0.2 oBrix como minimo este calculo demuestra en
porcentaje en peso,asi tenemos en 10.3 °Brix 10.3 g en 89.7 g de solucion y si tenemos
0.2 °Brix tendremos 0.2 g de azucar en 99.8 g de solucion esto nos indica que se a
consumido todo los azucares contenidos en el mosto.
7.1.2.1. Análisis de la Concentración del grado alcohólico en la fermentación.
CUADRO N° 27: CONCENTRACIÓN DEL GRADO ALCOHÓLICO EN LA FERMENTACIÓN RESPECTO AL TIEMPO.
Tiempo (Días) Densidad (kg/m3) Concentración
de Alcohol (%)
1 1050 0
2 1048 0.26
3 1042 1.05
4 1026 3.15
5 1019 4.06
6 1016 4.46
7 1017 4.33
8 1012 4.98
9 1010 5.25
10 1010 5.25
11 1010
12 1010
Fuente: Elaboración propia.
FIGURA N° 35: Evolución de la concentración de alcohol en la fermentación del mosto.
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Concentr
ació
n d
e A
lcohol (
oG
l)
Tiempo (dias)
Evolución del alcohol
Fuente: Elaboración propia
Terminada el proceso de fermentación hemos obtenido los resultados que se
muestran en la tabla N° 35, lo que indica que lo más importante es la
densidad inicial para saber cuánto de alcohol se puede obtener.
Para determinar la concentración de etanol en el mosto se utilizó la fórmula
de la ecuación.
% etanol= 5.25
De aquí se deduce que teniendo una densidad inicial de 1050 kg/m3 y
densidad final de 1010 kg/m3 se obtiene una concentración de 5.25 g de
alcohol.
VIII. CONCLUSIONES
En el desarrollo del presente trabajo de tesis ¨Evaluación y Puesta en Marcha del Sistema de
Cocimiento y fermentación de la Planta Piloto de Elaboración de Cerveza¨ Se ha llegado a la
siguiente conclusión:
1. Se ha realizado la instalación, puesta en marcha y evaluación de los equipos poniéndolo
en un estado óptimo de operatividad en las instalaciones del Laboratorio de Alimentos
de la Escuela Profesional de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Altiplano
de Puno Ubicado en el Centro Poblado de Salcedo.
2. Se llegó a la siguiente conclusión con respecta a la materia prima y proceso de
elaboración de Mosto de cerveza, como materia prima se tiene:
La malta de cebada.
Los adjuntos.(Gritz de Maíz, Arroz, Azúcar)
Lúpulo.
La levadura.
El agua.
La variedad y calidad de las materias primas, afecta mucho las características Físico –
Químicas del mosto de cerveza. Y esto influye mucho en la calidad de una Cerveza.
3. Se determinó los parámetros de operación en los sistemas de cocimiento y fermentación
De ello se tiene los siguientes:
Para el sistema de cocimiento los parámetros que se midió son (Temperatura, tiempo y oBrix) la temperatura interviene en la hidrólisis enzimática del almidón y su evolución es
en forma progresiva respecto al tiempo teniendo intervalos de reposo por media hora en
las temperaturas de 30oC, 46oC, 55oC y 63oC donde a cada uno le corresponde una
determinada actividad biológica como sigue, degradación de los β-glucanos a 30 o C,
degradación de las proteínas a 46 o C y degradación del almidón a 55 o C y 63 o C
respectivamente .para la formación de azúcares se midió con un refractómetro
teniendo un o Brix inicial de 2.06 que llega a 10.3 oBrix final, que corresponde a una
densidad de 1050 kg/m3 El cuál es la densidad Ideal para comenzar el proceso de
fermentación.
Para el sistema de fermentación Los parámetros que se monitoreo son; Tiempo,
densidad, °Brix, pH, Concentración, todo este proceso se llevó a la Temperatura de
13°C -15 °C; en el cual se determinó que entre los días 8 y 9 la densidad, pH, °Brix son
constantes el cual indica que la fermentación finaliza y continua el proceso de
maduración.
Al término de la maduración se ha obtenido 5.25% de grado alcohólico, y este valor esta
en el rango de 4.5% y 5.5% de alcohol, el cual es ideal para una buena una cerveza.
IX. SUGERENCIAS
1.- Se sugiere realizar investigación con respecto al proceso de la elaboración de la malta de
cebada y otros para aminorar costos de materia prima para la elaboración de cerveza con
calidades mejoradas.
2.- Se sugiere controlar los parámetros de operación en proceso de cocimiento y fermentación
para obtener un buen grado alcohólico.
3.- Realizar investigaciones con respecto al crecimiento microbiano de las levaduras en la
fermentación del mosto.
4.- Es recomendable utilizar como alimento de animales, el soutuche de malta sobrante de la
maceración.
5.- Utilizar la técnica empleada en esta investigación para elaborar otros estilos de cerveza
artesanal como: rojizas, negras, ahumadas, porter.
6.- Se recomienda para un nuevo estudio, trabajar con otro tipo de materias primas que
contengan almidón y puedan ser transformadas en azucares fermentables para la elaboración de
este tipo de bebidas.
7.- No se recomienda el uso de alcoholes, agentes edulcorantes y saborizantes artificiales o
sustitutos de lúpulo ya que afectan las características organolépticas.