Curso cerveza 01

Universidad Nacional del CallaoCentro de Estudios-CESAM

Seminario-Taller:Elaboración

Industrial de cerveza

Ing. Jorge López Herrera

La molina, junio del 2012

Ingredientes Principales

Malta Agua Lúpulo Levadura Adjuntos

Malta

Cebada que ha pasado por un proceso de germinación controlada, durante el cual se forman las enzimas y se modifican suficientemente las reservas alimenticias de la semilla de manera que puedan ser hidrolizadas adicionalmente durante la maceración.

Malteado

•El principal objetivo del malteo es incrementar la actividad enzimática del grano, principalmente amilolítica.•La malta de mayor uso es la Pilsen: 70°-90°C, poder enzimático intacto y no hay desarrollo de melanoidinas.•Enzimas mas importantes sintetizadas en el malteo: amilasas, glucanasas, proteasas, y pentosanasas.

Proceso de malteado(tipo Pilsen)

Remojo-------->germinado------->secadoH=14% H=45% H=4,5%32 horas 4 a 5 días 32 horas

temp=16°C temp.=80°C

Agua

Debe satisfacer las normas del agua potable. Debe ser transparente, incolora, inodora y

libre de cualquier sabor La alcalinidad debe estar a 50 ppm, o menos. El agua base del macerador debe tener

aproximadamente 50 ppm de calcio. El nivel de cloruros (NaCl) Variará según la

preferencia del sabor. Resulta ventajoso la adición de una mezcla de

sales. El componente principal de dicha mezcla de sales es el sulfato de calcio.

Lupulo (Humulus lupulus)

Familia del cannabis, sin (tetrahidrocarnabidol)

Componente aromáticos residen en la lupulina(glándulas).

Componentes de amargo son resinas que contienen alfa y beta ácidos.

Componentes que contienen aromas que son aceites esenciales volátiles y de oxidación muy rápida.

Lúpulo

El lúpulo usado en cerveza esta constituido por las flores femeninas de las plantas del lúpulo (Húmulus lupulos) que imparten el amargor y el aroma floral de las cervezas. Aportes del lúpulo a la cerveza:

- proporciona el sabor amargo - tiene propiedades antibacterianas- estabiliza la formación de espuma- contribuye a la coagulación en la cocción- otorga aroma cuando es manejado

correctamente.

LevadurasLa levadura es el microorganismo que se nutre de azúcares fermentables contenidos en el mosto para obtener como subproductos el alcohol etílico y el CO2, con ausencia de oxígeno.En la industria cervecera existen dos tipos de levaduras:- levaduras de fermentación baja (estilo Lager)- levaduras de fermentación alta (estilo Ale)

Las levaduras se nutren, aparte de azúcares, de otros elementos como el zinc y el cobre, de fósforo, aminoácidos y aminonitrógenos.

En el interior de la célula la maltosa y la maltotriosa son hidrolizadas enzimáticamente a glucosa. La expresión mas simple de la fermentación es la siguientes:

Glucosa2 Dióxido de carbono + 2 etanol + E

Adjuntos

Son materiales formados por carbohidratos no maltosos, con una composición y propiedades apropiadas que complementan en forma beneficiosa al principal material empleado en la fabricación de cerveza, es decir, la malta a base de cebada.

Controles y mediciones en el proceso

Temperatura PH Presión Densidad Granulometría Peso Percepción

organoleptica

Proceso de Elaboración y Operaciones

Molienda (Molino de Rodillos) Maceración Principal y Adjuntos Filtración y enjuagues(Lixiviación) Cocción y lupulizado (coagulación y Sedimentación) Enfriamiento(Intercambiador de Calor) Fermentación y maduración Filtración y carbonatación

(filtro de marcos y Placas y Absorción de CO2 ) Estabilización(pasteurización)

Proceso Industrial de Cerveza

I I I

I I I

I VV

VI

VI I

O2

H2O

VI I II X

CO2

X

XI

I. Adjuntos VII. FermentadorII. H2O Aspersion VIII. Filtro prensaIII. Macerador IX. CarbonatadorIV. Cocción X. LlenadoraV. Inter. Calor XI. EnchapadoraVI. Oxigenador

Ing. Jorge López Herrera

Molienda

La malta es triturada en un molino, a través del cual romperemos el núcleo del grano sin romper su cáscara

Maceración

MétodosInfusión: se realiza el control de las temperaturas calentando el empastado con vapor o fuego directo.Decocción: una fracción del empastado se traslada a otra paila y se lleva a ebullición para luego retornar a mezclarse con el empastado. Pueden efectuarse una, dos o tres mezclas

Maceración (continuación)En la paila de maceración para la conversión del almidón en azúcares, por medio de las enzimas hidrolíticas a temperatura y pH controlado.Las amilasas degradan el almidón en azúcaresEnzimas La malta molida es mezclada con agua caliente Proteasas (enzima proteolítica): desdoblan las proteínas complejas en materias nitrogenadas solubles (temperatura 45-55 °C)beta amilasas: producen unidades de maltosa mediante la conversión enzimática del almidón (temperatura 58-69 °C)Alfa amilasas: producen unidades de dextrinas mediante la conversión enzimática de almidón (temperatura 70-77 °C)

Proporciones en Materias Primas para el Macerado

Malta = x (H2O = 4x)

Adjunto = 0,25 x (H2O = 1,25 x)

H2O lavado = 6x Volumen total a preparar = 9x

Ejemplo: VTotal = 900L

Malta = 100 Kg ( H2O = 400L)

Adjunto= 25 Kg (H2O =125L)

H2O(lavado)=600LIng. Jorge López

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 908580757065

80

70

65

50

55

60

75

INFUSIÓN SIMPLET

emp

erat

ura

(ºC

)

Tiempo ( minutos )

Temperatura promedio

Temperatura real

0 5 10 15 40 50 60 70 80 90 100 110 120 160150140130

80

72

62

30

42

52

76

Tem

per

atu

ra (

ºC)

INFUSIÓN ESCALONADA

52ºC

62ºC

72ºC

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 65 908580757065

110

70

40

55

60

105

100

65

75

80

85

90

95

50

45

Tem

per

atu

ra (

ºC)

DECOCCIÓN SIMPLE

60ºC

100ºC

71ºC

Maceración de Adjuntos

Exponer el endospermo para ser degradado.

Calentamiento y cocción para gelatinizar por un período de 30 min.

Adición de enzimas a las 70-80°C. Reposo de 30 min. Para la

licuefacción de almidones

LEVADURA

20 15 20 45 60 75 90 105 120 125 150 165 180 255240225210195185

100

72

62

25

35

54

76

90

T (ºC)

80

100

20

30 MIN

( COCCION) 60 MIN

( COCCION)

LÚPULO

CUERPO

α-AMILASA

( 30MIN) ALCOHOL

20 MIN

PROTEASAS

β-AMILASA 30 MIN

ADJUNTO

MALTA

GLUCANAS 30 MIN

ADJUNTO

20 MIN

T (ºC)

ENFRIAMIENTO

BRUSCO

COCIMIENTO CON ADJUNTOS

Maceración con Adjuntos por Separado Malta

Cocción

Mezclar

35°C30 min

52°C20 min

62°C20 min

72°C30 min

76°C

72°C75°C30 min

100°C25°C

Enzimas

Adjuntoenzimas Ing. Jorge López

Adicionales en Maceración Enzimas

ULTRAFLO Lβ-glucanasas, xilasas, pentosanasas.Dosificación: 0,2 g/Kg MaltaD=1,2 g/mlSe necesita Ca+2 en 50 ppm.

TERMAMYL 120Lα-AmilasaDosificación: 0,2-0,5g/Kg AdjuntoD= 1,26 g/ml*Se necesita Ca+2 en 100 ppm. MATUREXDescarboxilasas, α-acetolactatoDosificación: 0.21g/Hl de cerveza finalD=1.28 g/ml

ENZIMAS 

Enzimas involucradas durante la maceración

EnzimasActividad biológica

Productos de la

reacciónTemperatur

a óptimaInactiva-cion

pH óptimo

ProteasasDegradaci

ón de proteínas

Aminoácidos,

oligopéptidos y poli

péptidos

45 – 55°C +100°C4,5 – 5,5

Gluconasas Degradación de -

glucano (reducen la viscosidad del mosto)

- glucanos de menor

peso molecular

35 – 45 °C 60°C4,6 – 5,3

Amilasas

-amilasa

Degradación de

almidón (conversió

n del almidón)

Azúcares fermentabl

es y no fermentabl

es

72 – 75°C 80°C5,3 – 5,8

-amilasa

60 – 65 °C 70°C 5,0 – 5,5

Filtración del macerado y lavado del mismo

Terminado el cocimiento-infusión del mosto, el bagazo es separado del mosto mediante un recipiente con falso fondo y luego es lavado para la aspersión de azucares existentes en este bagazo que aumenta la cantidad de cerveza.

Ebullición del mosto

Se añade el lúpulo y se somete el mosto a ebullición. Esta tiene 5 efectos:- el mosto se esteriliza- la mayor parte de las proteínas coagulan pudiendo luego ser separadas- se genera el sabor amargo de la cerveza- el mosto se concentra - se produce la destrucción de enzimasSeparación del TrubEl trub es una masa amorfa de compuesto proteicos coagulados.La eliminación se realiza mediante una aglutinación en el centro del tanque por medio de un remolino

Clarificación del Mosto La cocción del mosto coagula gran parte de

las proteínas y extrae los taninos y alfa ácidos contenidos en el lúpulo.

El mosto, proveniente de la paila de cocción, es introducido en la paila por medio de una bomba para conferirle una velocidad de hasta 5 metros por segundo que se devuelve de manera tangencial,

una vez que han pasado los 20-40 minutos, y el remolino provocado ha perdido su fuerza, es posible retirar, a través de una toma adecuada, alejada del depósito de turbios y restos de lúpulo, un mosto limpio.

Enfriamiento

Intercambiador de calor:

o Doble tuboo Casco y tuboo De placas

Objetivos de Refrigeración

Provocar enfriamiento rápido a temperatura de fermentación.

Enfriamiento lento: -Arriesga al mosto a infección. -Promueve la formación de

precursores DMS. -Proteínas coaguladas en frío se

adhiere a las levaduras. -Producción de subproductos.

Fermentación

La fermentaciónalcohólica es elproceso por el cual laslevaduras de cervezaconsumen losazúcares de mostopara convertirlos enalcohol etílico, CO2 yotros subproductos,en menorescantidades

Consideraciones Importantes

Tipo de levadura• De fermentación alta (ale)

• Temperatura de trabajo: 18-24ºC• Atenuación rápida• La fermentación se da en Suspensión• Degrada 1/3 de la rafinosa

• De fermentación baja (lager)• Temperatura de trabajo: 8-14ºC• Atenuación lenta• La fermentación se da en el fondo• Degrada la totalidad de la rafinosa

Fermentación Aeróbica

Presencia de Oxigeno C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + E Aireacion del mosto Vitalidad de levaduras Arranque de levaduras Condiciones de temperatura Cantidad de levaduras La reacción es Exotermica

Fermentación Anaeróbica

Ausencia de oxigeno C6H12O6 C2H5OH + CO2

Formación de Subproductos Acetaldehidos Sulfuros Diacetilos Alcoholes Superiores

Problemas en Fermentación

Mala oxigenación Temperaturas altas Poca levadura Contaminación de levadura Autólisis de levadura

Maduración

Objetivo: Pulido de cerveza joven Cambios a temperaturas bajas Decantación de levaduras Eliminación de subproductos Tiempo

Maduración

Acondicionamiento de elementos no deseados:- La proporción relativamente pequeña de levadura produce mas CO2 y cataliza la conversión del diacetilo.- Por medio del CO2 excedente se eliminan gases que contienen azufre en algunos componentes.

Actualmente se usan tanques de cilindro cónicos presurizados para realizar la fermentación y maduración

Filtración

La cerveza puede o no ser filtrada en cervezas o en barriles

La cerveza filtrada es transparente y carece de todas las proteínas y levaduras

Factores que influyen la filtrabilidad - tipo de levadura - temperatura de filtrado - tipos de maltas usadas - forma de realizar el empastado, etc

Filtros de marcos y placas Tabique de filtración Placas de celulosa Tipo de tierras

blanca: cantidad 20-25g por placa (20x20cm)

Rosada: cantidad 20-25g por placa (20x20cm)

Presión de ingreso: 2-3 Kgf/cm2

Presión de colmatación:

5-6 Kgf/cm2

keg

Refrigerante

H2O

CO2

Dosificador

Filtro prensa

Listo para llenado (III)

Madurador

PurgaBomba

Sensor de temperatura

(II) Sistema de Filtración y Carbonatación

Ing. Jorge López Herrera

Sistema de refrigeración

Carbonatación

Solubilidad del CO2:• Los gases son solubles en

líquidos a bajas temperaturas

• Temperatura optima de absorción 0 a 2ºC

• Podemos hacer ingresar de 9 a 12 Kg-f/cm2 de CO2 por cada 15 L de cerveza

Envasado

La cerveza filtrada y carbonatada se puede almacenar en tanques de 15,30 y 50 litros

La cerveza filtrada se puede envasar en botellas de 330ml,500ml,620ml,1100ml

Pasteurizado

La cerveza se somete a un tratamiento térmico con la finalidad de inhibir cualquier crecimiento microbiano

Se lleva a temperatura de 60ºC,para luego enfriarlo a 0ºC

Se puede realizar en los tanques o en las botellas .

Pasteurización Existen dos opciones de pasteurización

de cerveza: Una de ellas corresponde a la

pasteurización de la cerveza en un intercambiador de calor de placas denominado pasteurizador flash a una temperatura de 70°C por aproximadamente 30 segundos.

La otra opción es la pasteurización del producto envasado en un pasteurizador túnel ubicado en la línea de envasado después de la llenadora de cerveza (15 minutos a 60°C).

Estabilización

Formación del enturbiamiento en frio la formación del complejo tanino-proteínas a

bajas temperaturas(velo coloidal)

Se puede usar:Papaína,acido tánico o Gel de silice

Avinagramiento de la cerveza La formación de acido acético por oxidación

del etanol Se puede usar acido ascórbico o condiciones

herméticas anaeróbicas Estabilización de espuma Se puede usar alginato de propilen glicol (APG)

keg

Dispensador

Llenado…….Salud!!!!!

Llenado contrapresión

1°2°

coronado

…Salud!!!

I ng. J orge López Herrera

(I I I ) Sistema de llenado (en botella o chopp)

CO2

Costo de Producción por Litro de Cerveza (Base de cálculo = 70 L finales)

Cantidad P/U Costo S/. Malta Base Pilsen Adjunto (Maíz Gritz)Azúcar RubiaEnzimas (3)H2O

Gas( propano)Gas(CO2)

Energía eléctrica

Personal (1)

Otros ( Diatomeas,…)

Total 141.24

8 Kg2,16 Kg3Kg3 ml200 L

¼ tanque1,5 Kg

2 días

100 $/50Kg80 $/50Kg

100ml/100$1000 L/10 soles

33soles/tk30 soles/9 Kg

20/día

10

48.0010.24 6.0010.00 3.00

8.00 5.00

10.00

40.00

10.00

Cambio

1 $ = 3,0 Soles. Costo por Litro = 141,24/ 70 = 2.02 Soles.

0,41S/./Kw-h

2 soles/Kg

25 Kw-h

LOCAL CON MICROCERVECERIA