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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
