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ELABORACIÓN DE LA CERVEZA
NEGRAINTRODUCCIONEn la actualidad la
cerveza se ha caracterizado por ser un producto de alta aceptación dentro del
mercado nacional e internacional. Un estimado aproximado de consumo es 300
millones de litros al año siendo este el objeto de rentabilidad del proyecto
La producción esta dedicado exclusivamente para el público adulto que
tiene mayor inclinación por productos elaborados artesanalmente; ya que, en su
elaboración el productor pone un minucioso énfasis en los detalles, puesto que no cuenta
con la tecnología que tienen las cervecerías industriales, por lo que, el producto
final es de mejor calidad.
La cerveza normalmente es elaborada mediante la
mezcla de varios cereales como cebada, maíz, arroz entre otros. Pero han
sido excluidas materias primas como arroz, yuca, patata, zanahoria, etc. Pese a
contener un alto porcentaje de almidón los cuales pueden ser transformados en
azúcares fermentables indispensables para la elaboración de bebidas alcohólicas y de
moderación como la cerveza.
Actualmente, en nuestro País la yuca es
considerada un cultivo de pequeños agricultores.
Su producción está
dedicada principalmente al consumo en estado fresco debido al desconocimi
ento en la elaboración de productos a base de tubérculos pues no se han buscado alternativas
a nivel nacional para darle un valor agregado.
Los problemas
antes mencionados, fueron los factores fundamentales que dieron base para la
realización de la presente proyecto, en la cual se determinó el comportamiento de tres
dosis de lúpulo y tres dosis de azúcar en la elaboración de cerveza de modo artesanal.
JUSTIFICACIÓN
Desde la antigüedad el hombre se ha dedicado a elaborar
alimentos mediante procesos fermentativos, obteniendo un sinnúmero
de productos como: el pan, queso, yogurt, entre otros. Así pues, mediante la fermentación
de ciertos cereales se han obtenido una variedad de bebidas fermentadas como el saque en
Asia, cervezas en Europa y chicha en América.
En la elaboración
de este tipo de bebidas se ha utilizado una enorme variedad de materias primas como
la cebada, maíz, arroz y una mezcla de las mismas. La mezcla ha dado como resultado un
producto de alto contenido proteico y beneficios en ciertos aspectos como
nutrientes para generar energía, hacia personas que las consumen de una forma
adecuada y sin excesos.
Con la aplicación de este proyecto se trata de
producir cerveza tanto de cebada como de yuca, y no sea destinada su
producción de forma exclusiva para el área harinera y de balanceados; si no también,
para otra clase de productos como es el caso de la de cerveza.
En la actualidad se van transfiriendo la tecnología adecuada para la elaboración
de cerveza artesanal, contribuyendo a su vez con el aumento de fuentes de trabajo,
llevando al campo laboral la idea de lo que tú puedes hacer no lo compres, e
incluso lograr una entrada económica adicional mediante la producción y comercializa
ción de esta bebida, evitando también que los agricultores emigren del
campo hacia las ciudades.
Esta creación del proyecto va a contribuir en un
atractivo para el turismo campesino y eL consum y producción de los cereales
llevando acabo el producto terminado.
OBJETIVOS
GENERAL
Elaborar cerveza negra artesanal utilizando
cebada y yuca.
ESPECIFICOS
Para tratamiento
s de cerveza de cebada
Determinar la cantidad de lúpulo
requerido para la elaboración de cerveza negra artesanal de cebada .
Establecer los niveles de azúcar para la elaboración de la cerveza negra
artesanal de cebada . Determinar el mejor tratamiento de cerveza artesanal de cebada .
Analizar la influencia de los factores en estudio en la elaboración
de la cerveza
artesanal de cebada; como: pH, acidez, densidad,
oGL, y CO2. Esto se lorealizó a los
15 días después de haber sido envasados.
Para la mezcla de cerveza de cebada
Determinar la mezcla adecuado
de acuerdo a las exigencias del consumidor entre los mejores tratamiento
s de cerveza de cebada Evaluar la aceptabilidad mediante controles de calidad
en función a las leyes establecidas de mezclas de ingredientes
.
MARCO TEÓRICOLA CERVEZA
Definición
Se define como “una bebida resultante de fermentar mediante levaduras seleccionada
s, 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” (Fuente, Código Alimentario Español)
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.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.
Ellos llamaron a esa cerveza Siraku según el antiguo Egipto que remonta a
4.000 años A. C.
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 dónde vivían esas personas, dónde descansaba
n, 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 este 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 maravillosoelixir que los egipcios llamaron Zythum.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 gastronomíaocasionando de esta manera la difusión de la fabricación y
consumo de cerveza deun país o de una región a otra.De esta manera, por
medio de las conquistexisten vestigios de fábricas de cervezas de 4.0
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 cervYa 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 prodiferentes. 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 deRaviera 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 usualmentetomaban 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 ti mayoría de las cervezas que se industriales
que lamentablemente están muy lejos de parecerse a una legí cerveza hecha
exclusivamente con malta de gastronomía, dentro de la cual se encontraban las bebidas,
conquistas, la cerveza llegó a Europa en dondeios 4.000 años de
antigüedad en España.
CEBADA (Hordeum vulgare)
Planta anual de la familia de las Gramíneas, parecida al trigo, con
cañas de algo más de 0.60 m, espigas prolongadas, flexibles, un poco arqueadas, y semilla
ventruda, puntiaguda por ambas extremidades y adherida al cascabillo, que termina en arista larga.
Sirve de alimento a diversos animales, y tiene además otros usosEl grano de cebada
Pueden observarse las brácteas, denominadas
glumilla dorsal y glumilla inferior, la primera se prolonga en una barba. En su base se
encuentra la antigua unión de la flor a la planta madre, y, próxima a ella, una región llamada
micrópilo a través del cual puede permear el aire y el agua a la planta embrionaria. El embrión se
halla situado principalmente en la parte redondeada o dorsal del grano; su vaina radicular
PROCESOLos elementos indispensables para la elaboración de la
cerveza son la cebada, el lúpulo, adjuntos o gritis (triturados de arroz o maíz) y agua.
El proceso se inicia con la limpieza de los granos de malta, que es la cebada germinada y
tostada. La principal diferencia entre la malta para la cerveza rubia y la cerveza
negra es el grado de tostado de la malta, para elaborar la cerveza negra se utiliza malta
tostada de color oscuro, muy parecido al color del café, lo cual le añade un
color y sabor especial.El grado de tostado de la malta determina el color de la cerveza.
En la sala de cocimiento se obtiene un mosto lupulado y hervido, mediante la acción de
cuatro ollas que la componen: ollas de crudos, de mezclas, de filtración y de
cocción del mosto.El mosto lupulado y hervido pasa a un tanque de sedimentació
n donde se separan las sustancias insolubles que se forman en la cocción.
Se somete luego a temperaturas de 7ºC a 9ºC y mediante la acción de la levadura se inicia la
fermentación, que es el proceso mediante el cual se transforman los azúcares en alcohol y
gas carbónico.Pasa luego a los tanques de maduración y bajo una temperatura
de 0ºC se mantiene por dos o tres semanas para mejorar el sabor del producto.
Pasa posteriormente por los tanques de filtración para eliminar partículas que puedan
producir turbiedad. Luego, la cerveza es enviada a los tanques de contrapresión donde el
producto queda listo para ser embotellado. Una vez envasada la cerveza se somete al
proceso de pasteurización con el fin de lograr la estabilidad biológica del producto. Posteriorme
nte se coloca la etiqueta respectiva y pasa a las canastas para su distribución y venta.
ENTRADAS AL PROCESO.Las entradas al proceso se clasifican en materias primas,
insumos, y recursos naturales.MATERIAS PRIMAS.Cebada : Existen dos categorías
de cebadas; las de espigas de dos hileras o las de seis hileras. Dentro de estas
categorías están comprendidas diferentes variedades, cada una de las cuales tiene un
comportamiento diferente tanto desde el punto de vista agronómico como cervecero.
Algunos motivos por los cuales se utiliza la cebada para elaborar la cerveza son:
Se produce prácticamente en todo el mundo.
Madura y puede cosecharse relativamen
te pronto (160 días).
El grano contiene una gran cantidad de almidón (55
- 65 % en S.S.).
Puede desarrollarse con el maltaje buena
cantidad de enzimas.
Una vez malteada se suelta fácilmente la cáscara y sirve como
medio filtrante.
Contiene relativamente baja cantidad de aceite (la grasa es
perjudicial para la cerveza).
Las proteínas que contienen la cebada son
adecuadas (pueden formar coloides manteniendo la claridad).
Da a la cerveza características deseables de sabor y aroma.
En realidad en la cervecería, se utiliza malta (cebada procesada en una
maltería) como principal materia prima.
Después de la
elaboración se recomienda que la malta sea almacenada un tiempo aproximado
de 4 semanas antes de elaborar cerveza, con el fin de conseguir una
uniformidad en la humedad y la estabilización de los cambios que han
sucedido en el grano durante el maltaje.La humedad conseguida del 4 al 4.5% durante el
maltaje debe ser mantenida durante el transporte y almacenamiento de la malta;
puesto que esta es higroscópica puede absorber agua hasta alcanzar la humedad de
equilibrio de acuerdo con la humedad relativa del lugar. Si durante el almacenamiento se
sobrepasa una humedad de 7%, se pueden producir inconvenient
es tales como:Dificultad en la molienda si esta es seca.Las actividades
que han sido suspendidas por el secado y tostación como respiración y actividad
enzimática pueden aparecer de nuevo y ocasionar daños en la malta pues se suceden
transformaciones en el grano (enranciamiento), haciéndolo inútil para la cervecería.
Lúpulo: El lúpulo se utiliza en la cerveza por los siguientes motivos:
Imparte amargo agradable a la cerveza.
Tiene aroma agradable y
lo imparte a la cerveza.
Ayuda a la coagulación de las proteínas.
Tiene ligera acción
antiséptica (ayuda a la estabilidad biológica de la cerveza).
Contribuye con sustancias
resinosas que ayudan a estabilizar la espuma de la cerveza.
En el lúpulo se puede
destacar la presencia de los aceites aromáticos del lúpulo en la fabricación de la cerveza. La
cantidad de aceites cambia con la variedad de lúpulo (0.2 a 0.5%) y la mayor cantidad de
estos compuestos se pierde en la ebullición del mosto (entre 77-88%). Durante la
fermentación se pierde otro poco. La pérdida total es de 90-95%, en consecuencia, en la
cerveza quedan muy pocas cantidades de aceites aromáticos.Hasta hoy se han
identificado cerca de 45 compuestos de los cuales unos 20 son terpenos y 25 compuestos
oxigenados. Entre los terpenos (mirceno, humuleno, cariofileno, isocariofileno); entre los
oxigenados (metil nonil cetona). Los anteriores compuestos constituyen el 90% de
los aceites aromáticos.Mientras los lúpulos americanos tienen más mirceno y mas
cohumulona que los europeos aromáticos, éstos tienen más humuleno y algunos más
humulona que los americanos. En general los lúpulos europeos son más aromáticos
que los americanos.Entre las variedades se encuentran :Americanos: Cluster,
Cascade, Talisman, Fugler, Bullion.Europeos: Hallertau, Splat, Tettnam,
Brewers gold, Northen Brewer.La química de lúpulo ha avanzado mucho y hoy
se sabe con seguridad cuales son las sustancias que contribuyen al amargo
del lúpulo y que tienen valor cervecero. Por eso se han fabricado extractos
que contienen todas estas sustancias valiosas.La tendencia actual de emplear
extractos, se debe a:
La mayor uniformidad en el amargo que se consigue
con el uso de estos.
Economía en almacenamiento.
Economía en el frío; el
extracto puede almacenarse a temperatura de 10º C mientras el lúpulo en
flor se debe almacenar a temperatura menor de 2º C y humedad relativa
máxima del 75%.
Economía en transporte.
A la mayor utilización (aprovecha
miento) que se consigue.
No se requiere separar afrechos de lúpulo, ni
equipos para estos.
El lúpulo en el proceso cervecero se encuentra más frecuenteme
nte en polvo o en pellets, lo cual consiste en someter la flor de lúpulo a secado hasta
humedad del 5%, se limpia, se muele y se empaca al vacío. Este polvo se puede volver
pastillas usando como aglutinante las mismas resinas de la flor y luego empacarlo al
vacío, o en ambiente de nitrógeno (pellets).Si el lúpulo se usa en polvo o en pellets, el
aprovechamiento es mayor que cuando se usa los conos de lúpulo, porque al
agregarlo al mosto, este entra en contacto inmediato con las sustancias que tienen
valor cervecero. Su único inconveniente es que su estado de resina permite un
deterioro rápido, razón por la cual, ha de utilizarse lo más rápido posible.
Adjuntos: Inicialmente, al usar sólo malta resultaban cervezas muy pesadas,
oscuras y de baja estabilidad química, por lo tanto se hizo necesario introducir al
proceso adjuntos por ser abundantes y baratos. Además, la cantidad de enzimas que
contenía la malta no sólo era suficiente para convertir los almidones propios del
grano sino que sobraban enzimas que podían transformar una cierta cantidad de
almidones provenientes de cereales no malteados. La cerveza así producida
resultó más suave, más clara y de mejor estabilidad química. Actualmente los cereales
más usados son el maíz y el arroz ya que cuentan con los requerimientos proteínicos y
contenidos enzimáticos deseados para un buen producto.Agua : El agua, como recurso
natural previamente tratado, es utilizada en la etapa de maceración, donde no solo se
comporta como un simple solvente, sino que también sus componentes intervienen
en varias reacciones químicas que suceden en ella; por lo tanto, la composición química del
agua afecta el tipo de cerveza y su calidad.Algunas cervecerías tienen filtros de carbón
activado para eliminar del agua posibles olores, sabores y cloro residual.
El agua para la maceración además de cumplir con las características
establecidas para un agua potable, debe tener las siguientes características para la
elaboración de cervezas:ALCALINIDAD (ppm CaCO3) 10 - 20DUREZA PERMANEN
TE (ppm CaSO4) 400El calcio favorece la actividad de la alfa-amilasa y causa un
descenso en el pH del mosto; entonces, baja alcalinidad y presencia de calcio
producen mayor actividad enzimática y da cervezas más atenuadas y menor
extracción de taninos que conllevan a amargos finos y suaves, y mejor
estabilidad química. El sulfato de calcio produce cervezas más amargas,
mientras que el cloruro de calcio produce las cervezas con cuerpo.Valores altos de
alcalinidad (CO3
=, HCO3-
y OH-) dan lugar a un aumento del pH del mosto, esto a su vez
causa mayor extracción de taninos provenientes principalmente de las cáscaras de la malta,
compuestos que ocasionan amargos ásperos y mayor color. Además el pH alto,
causa el trabajo deficiente de las enzimas formándose menos azúcares y cervezas
menos atenuadas.Levadura : El término levadura se aplica a un grupo de organismos
unicelulares de la clase ascomiceto (hongos). Prospera en sitios húmedos o en líquidos
azucarados a los cuales puede fermentar. No contiene clorofila y con muy pocas
excepciones no contienen materias colorantes ni pigmentos. Además la mayor parte se
reproducen por gemación y otras por reproducción sexual. Hablando de la
composición química, la levadura comprimida tiene 75% de humedad y 25% de sustancia
seca. De esta 90 - 95% es materia orgánica, el resto son sustancias inorgánicas
(minerales compuestos por P, K, Mg, Ca, Si, Fe, S (trazas).y cenizas).La sustancia orgánica
está constituída por: Carbohidratos = 45% aprox. (Hemicelulos
a, glicógeno, Gomas).Materia Nitrogenada= 50% aprox. (90% proteínas, 10%
producto de degradación de proteínas como péptidos y aminoácidos).
Grasa= 1.5 - 3.0%. Vitaminas= 0.5 mg/g (complejo B).Enzimas= pocas pero muy activas.
Características de la levadura cervecera y factores que influyen sobre ella:
Por lo general las cepas de la levadura cervecera se diferencian por sus característic
as peculiares como son:
Energía de reproducción.
Energía de fermentación (alta o
baja atenuación, rápida o lenta atenuación).
Sabor de la cerveza resultante.
Capacidad de floculación.
Resistencia a la infección.
Tamaño y forma de las células.
Sobre estas característic
as influyen muchos factores tales como:
Composición del mosto.
Temperatura de fermentación.
Nivel de acidez (pH).
Aireación.
Cepa y edad de la levadura.
Cantidad agregada (millones de células por
cm3 de mosto).
Eliminación de productos de fermentación
(especialmente CO2).
Requerimientos de nutrientes.
Pureza del mosto (ausencia
del flóculos, lodos y resinas).
Ausencia de contaminación biológica.
INSUMOSAgregados en las ollas de cocción. Acidos: No es una
práctica muy común agregarlos a las ollas de maceración pero se podría hacer para bajar el
pH y precipitar más proteínas. Los ácidos que se utilizan son: fosfórico
(H3PO4), sulfúrico (H2SO4), láctico (CH3CHOH-COOH), clorhídrico (HCl).
Cloruro de Sodio (NaCl): Da más cuerpo y suaviza el amargo. Coagulantes: ayudan a
la coagulación de las proteínas. Se emplean productos a base de ácido tánico
e hidrosulfitos; otros a base de alginatos. El alga marina Irish Moss actúa como
coagulante debido a una mezcla de polisacáridos solubles en agua caliente que se conocen
con el nombre de carrageenan.Sulfato de Calcio (Yeso): Se usa para prevenir
salvajismo en la cerveza producida por oxalatos. Salvajismo consiste en que al
destapar la botella se bota gran parte del contenido. El salvajismo también se produce por
cebada almacenada húmeda en la cual se forma un moho (fusarium), cuyas
toxinas quedan en la malta. El yeso mejora también la floculación de la levadura
después de la fermentación.Azúcares: Cuando se usan como adjuntos se
agregan durante la ebullición. Debe agregarse lentamente para conseguir
solubilización rápida y para evitar una caramelización excesiva que afecta el color ( en
cervezas rubias). Debe tenerse en cuenta que el azúcar agregado al mosto afecta
el grado de fermentación.Colorantes: Color caramelo especial para
cervezas, hecho a base de azúcar. Cuando se usa una alta proporción de adjuntos,
se disminuye el color, entonces se agrega para cumplir con la especificación.
En otros países agregan malta caramela o negra. Pueden hacerse
cervezas oscuras y en la maduración las mezclan con otras cervezas para obtener
el color deseado.Agregados en cavas de maduración : Los antioxidantes
actúan combinándose con el CO2 y evitar que este oxide la cerveza. Se pueden usar:
Acido ascórbico o derivados de este ácido como el ascorbato de sodio, el
eritorbato de sodio, isona, banoxeto.
Bisulfitos de Na o K (NaHSO3): Comercialm
ente se venden como metabisulfitos (Na2S2O5
o K2S2O5). Estos compuestos
bloquean las uniones dobles de algunos compuestos de la cerveza y evitan que
el oxígeno se incorpore a ellas.
BALANCES DE MASA Para la producción
de una tonelada de Cerveza, se registran las siguientes entradas y salidas. Los datos
presentados son calculados por el Grupo de Investigación del Convenio UIS -
IDEAM, a partir de información bibliográfica y de campo.Datos útiles para
balances de materia:A continuación, se realizará un balance general de un
cocimiento (proceso por cochadas), tomando como base 15 Kg de materias primas
(malta y arroz). Lúpulo con aprovechamiento del 30% y 6% de ácido alfa. Se desea
obtener cerveza con 16 Unidades de Amargo (U.A.). Se estima evaporación del mosto
del 7% en maceración y cocción. En la segunda filtración se utilizan 47 Hl de agua. El
60% del extracto en el mosto es fermentable. El balance sólo se realizará hasta la
obtención de cerveza, ya que aún se desconocen la mayoría de variables que intervienen
en la zona de embotellamiento (consumos de agua por equipo, flujo de entrada y
salida de botellas, cantidad de vapor que entra y que sale, cantidad de Soda
cáustica en la lavadora).
Para efectos prácticos, se supone fermentación y maduración en tanques uniproceso o unitanques (equipo medular etapa de fermentación).
Entradas másicas al proceso
Salidas másicas al proceso(Ton/Ton
(Ton/Ton de cerveza)
de cerveza)
0.15 Ton de Malta y
0.17 Ton de
arroz
afrecho húmedo
0.57 Ton de Agua
0.09-0.1 Ton de
vapor0.47Ton de agua para maceración
0.018 Ton de sedimento
0.29x1 0.015
0-3 Ton de lúpulo
Ton de levadura
0.56x10-3 Ton de agregad
0.02 Ton de CO2
os a la olla de cocción6.4x10-
6 Ton de O2
0.9 - 1 Ton de cerveza a
almacenar
4x10-3 Ton de levadura
8x10-5 Ton de
agregados a maduración6x10-3 Ton de CO2
BALANCE DE MASA.
Maceración
Filtración
Cocción del mosto
Fermentación y maduración
Enfriamiento
Sedimentación
Carbonatación
0.15 Ton (malta y arroz)
Agua 0.57 Ton
Masa 0.7 Ton
Agua 0.47 Ton Afrecho húmedo 0.17 Ton
Mosto 1 Ton
Lúpulo 0.00029 Ton
Agregados 0.00056 Ton
Mosto esterilizado 0.9 Ton
Sedimentos 0.018 Ton
Oxigeno 6.4x10-6 Ton
Agregados 8x10-5 Ton
Levadura 0.004 Kg Levadura 0.015 Kg
CO2 0.02 Ton
CO2 6x10-3 Ton
Cerveza a carbonatar 0.9 Ton
Cerveza a almacenamiento 0.906 Ton
ESQUEMA DEL PROCESO
OPERACIONES
MOLIENDA DE LA MALTA.La malta se muele para poder efectuar la extracción
de sus componentes con agua. Hay dos tipos de molienda: en seco y húmedo.
Esta extracción se denomina maceración o proceso de masas.Mientras más fino se
muela, mayor será la extracción, pero la capa de afrechos que se forma sería muy compacta
dificultando la filtración en las ollas de filtración y se pierde el mosto porque no puede
retirarse fácilmente por lavado (el embebido). La ganancia por mayor extracción
será menor que la pérdida de mosto que queda en los afrechos.En consecuenci
a, la malta debe ser molida en tal forma que las cáscaras se rompan lo menos posible y que
el cuerpo harinoso del grano o endosperma quede bien molido, así la filtración será rápida y
losafrechospueden lavarse eficientemente.No debe molerse con mucha
anticipación porque la malta es higroscópica y en consecuencia pueden
acidificarse las harinas.El grado de molido de la malta tiene gran influencia en las
operaciones de la cocina; a mayor finura del molido, mayor acción enzimática y
las transformaciones se presentan más fácilmente produciéndose más
maltosa. A mayor finura, mayor será la extracción, pero si la filtración se efectúa por ollas de
filtración se dificulta la separación del mosto.Se debe establecer un balance óptimo entre
el rendimiento y el tiempo de filtración por lo tanto, se ha desarrollado el sistema
conocido con el nombre de molienda acondicionada. Básicamente consiste en humedecer
las cáscaras de la malta, antes de la molienda, las cuales se encuentran secas y quebradizas,
de tal manera que se vuelva más resistentes y flexibles, reduciendo por
consiguiente el rompimiento de las cáscaras durante la molienda, conservándo
las en gran parte intactas para su uso posterior como lecho filtrante, obteniendo
para este una mayor porosidadEquipo El molino: Normalmente en la molienda
seca, el molino tiene capacidad suficiente para efectuar la molienda de la malta que se
requiere para un cocimiento en un tiempo máximo de dos horas.Los molinos más
eficientes son los de cinco y seis rodillos.Las partes principales que tienen que ver con
la molienda seca son:
Rodillo de alimentación.
Rodillos para molienda.
Zarandas. Accesorios complementarios como motor, engranajes, poleas, imanes
para retener metales antes de que la malta pase a los rodillos,
toma-muestras, conexiones a tierra para evitar explosiones, deflectores
que conducen las diferentes clases de harinas en forma separada.
SALA DE COCIMIENTOS.La malta molida, pasa a la sala de cocimientos
para llevar a cabo la elaboración del mosto cervecero.En las cocinas se fija el tipo de
cerveza. La elaboración del mosto en cocinas tiene tres etapas: Maceración o proceso de masas,
filtración y ebullición o cocción del mosto (ETAPAS).
Maceración. La
maceración es una etapa fundamental en la elaboración de la cerveza. En ella se
extrae de las materias primas (maltas y adjuntos) los compuestos solubles, así como los
que se solubilizan por acción enzimática, con determinada cantidad de agua a
temperaturas convenientes durante un tiempo apropiado (Olla de crudos 35 a 100ªC por 1
- 1 ½ hora y olla de mezclas a 74 ºC por 1 ½ aproximadamente).La maceración
se realiza con el fin de obtener de la malta molida o de una mezcla de malta y adjuntos la
mayor cantidad posible de extractocon las mejores cualidades para producir cerveza.
Esta tiene varias fases:
Extracción de las sustancias solubles, las cuales constituyen
el 10-20% del extracto (azúcares, taninos, enzimas, fosfatos orgánicos).
Solubilización parcial del grano y los adjuntos, lo cual se logra por medios
físicos pero principalmente por acción enzimática.
Degradación. En la cual se
activan algunas enzimas (Beta amilasay proteinasas) y se forman
otras (Alfa amilasa).. La degradación consiste en el rompimiento de
sustancias complejas de alto peso molecular en sustancias más
simples por acción enzimática.
Eliminación de sustancias coagulables y
precipitables a la temperatura de proceso, algunas de las cuales se forman durante la
maceración (fosfatos).
La cantidad de agua usada, que determina la concentración en la
masa, no sólo es importante para el trabajo enzimático sino que también lo
es para la filtración del mosto. Si la masa es muy diluida se presentará deficiente
trabajo enzimático. Si es muy concentrada, habrá dificultad para la filtración
porque el mosto será muy viscoso.Equipos Olla de mezclas o masa principal:
Pueden estar construidas en acero inoxidable, acero o cobre. La calefacción
se da por camisas o serpentines. Debe estar equipada con un agitador que proporcione
una mezcla rápida y uniforme, con la acción más suave posible para evitar daño en las
cáscaras de la malta, lo cual afectaría la porosidad del lecho filtrante, incrementan
do el tiempo de filtración.
FiltraciónDespués del proceso de maceración
toda la materia soluble que fue extraída de la malta y adjuntos debe separarse de
la parte insoluble o afrechos. Para esto se utiliza el proceso de filtración del mosto.
Esta separación es principalmente un proceso mecánico que debe
efectuarse con la mayor eficiencia posible buscando tener los siguientes
objetivos básicos:a. Obtención del mosto brillante y libre de sedimentos, pues si se
llevan materias insolubles a la olla de cocción del mosto, estas influirán
desfavorablemente en la calidad de la cerveza resultante.b. Reducción de las
pérdidas de extracto sin afectar la calidad del mosto.c. Obtención de la mayor
cantidad posible de mosto por día.
Sin importar que sistema se utilice, la filtración se
hace en dos etapas:
Separación del primer mosto (primera filtración).
Lavado de los afrechos con agua para retirar el mosto embebido dentro de ellos
(segunda filtración).
Factores que permiten obtener filtración rápida y mosto
brillante en una olla de filtración convencional:
Molido no muy fino, tanto en la
malta como en los triturados.
Maltas bien modificadas.
Adecuada degradació
n de las proteínas.
Conversión completa de la masa.
Temperatura de la masa en
filtración de 76ºC y del agua para segunda filtración 76-78ºC.
Concentración
adecuada del mosto (16-18ºP).
El volumen del cocimiento debe estar de acuerdo
con la capacidad de la olla para obtener una capa de afrechos de 30-40 cm.
Las ranuras del falso fondo deben estar destapadas.
La altura entre el
falso fondo y el verdadero debe ser apropiada (1-1 ½ pulgada en la olla de
fondo plano).
Las cuchillas deben ser las apropiadas y estar bien
alineadas cuando se colocan en posición de corte.
Los equipos deben ser operados
correctamente (con destreza).
Equipo El equipo medular en esta etapa, es aquel que
tiene la función de filtrar el mosto y retirar de él, cualquier residuo indeseable;
como la olla de filtración.Olla de filtracion convencional: Es la más utilizada. La combinación
de olla de filtración y olla de masas (Mash Tun) es utilizada para producir cervezas tipo
Ale (como ha mencionó anteriormente) en algunas cervecerías pequeñas de Inglaterra. La
infusión es efectuada en una olla con falso fondo, agitadores, cuchillas y un dispositivo
con el cual se dosifica agua en forma de riego para lavado de los afrechos.
También es muy utilizada la olla de filtración convencional construida de acero inoxidable o
de acero común.
Ebullición.La ebullición del mosto es
otra etapa en el proceso de elaboración que influye decididamente sobre la calidad de la
cerveza; su importancia se deriva principalmente del hecho de que en esta etapa se efectúa el
lupulado. Tiene una duración de 90 minutos.Esta etapa tiene dos propósitos principales:
a. Estabilización del mosto por:
Inactivación de enzimas.
Destrucción de microorganismos (esterilización).
Coagulación de
sustancias nitrogenadas complejas que pueden
causar turbidez.
b. Extracción o solubilización de las sustancias amargas o
valiosas en los lúpulos.En algunas instalaciones donde se hacen 10 cocimientos por día
comúnmente hay un intercambiador de calor a la salida del tanque auxiliar de tal forma que el
mosto llega a la olla con una temperatura muy cercana a la de ebullición.
La destrucción de las enzimas y la esterilización del mosto se puede lograr con unos
pocos minutos de ebullición, sin embargo algunas bacterias son resistentes al
calor y pueden soportar la temperatura de ebullición sin ser destruidas, pero éstas
son sensibles a los ácidos alfa de los lúpulos, los cuales tienen poder antiséptico.
Durante la ebullición, se persigue la coagulación de proteínas de alto peso molecular lo cual se logra
por evaporación y principalmente por movimiento intenso del mosto.
La proteínas coagulan por:
Calor y descenso de pH (5.2 como óptimo).
Con el calor se desnaturalizan proteínas. Posteriormente se requiere un
determinado valor de pH para neutralizar cargas eléctricas y lograr que las
proteínas se coagulen.
Actividad superficial. Las proteínas se reúnen
en la superficie de las burbujas que se forman durante la ebullición.
Llegan a la superficie, se oxidan y entonces son desnaturalizadas y neutralizad
as, es decir, se produce coagulación de las proteínas por concentración en la
superficie de las burbujas. Por esta razón, es importante que se produzca
una ebullición con movimiento intenso para que se produzcan
más burbujas.
Presencia de taninos. Los taninos presentes en el mosto provienen
en su mayor parte de las cáscaras de malta y en más pequeña cantidad de
los lúpulos, se oxidan a flovafenos los cuales son de color rojizo. Si el pH del agua es
alto, habrá mayor solubilización de estos taninos y por tanto mayor color.
Además la solubilización de los taninos influyen negativamente en el mosto
causando alteraciones en el sabor de la cerveza (amargo desagradable).
En la ebullición del mosto, se agrega el lúpulo. La mayor parte de la extracción o
solubilización de sustancias amargas de los lúpulos se efectúa en solo 30 minutos de
ebullición, pero para una extracción más completa se requieren aproximada
mente 90 minutos.El pH tiene importancia en la extracción, a mayor pH mayor
extracción. La ebullición a presión aumenta la extracción y a mayor temperatura,
mayor extracción.El aprovechamiento del lúpulo es aproximadamente del 30
- 35%. Por no solubilización y con las proteínas pierde 50-55% y durante la
fermentación del 10-15%. Equipo Olla para cocción del mosto. Hecha de cobre, acero
común y acero inoxidable. La capacidad e la olla debe ser tal que permita una
ebullición con mucho movimiento. Se requiere como mínimo un 25% de volumen
libre para ese objetivo.
ENFRIAMIE
NTO DEL MOSTO.
Aquí se busca disminuir la temperatura del mosto
para agregar la levadura e iniciar la fermentación. Generalmente el mosto se enfría
hasta 6-10ºC en cerveza tipo Lager y hasta 10-14ºC en cervezas tipo Ale.
No es conveniente enfriar demasiado el mosto porque a temperatura muy baja se
inhibe el trabajo de la levadura. Igualmente, la levadura se inactiva por encima de 40ºC.
La levadura necesita de oxígeno al comenzar la fermentación, para multiplicarse, entonces
hay necesidad de introducir aire al mosto; éste debe ser esterilizado. La inyección
de aire al mosto se efectúa durante el enfriamiento y la inyección de aire debe
hacerse en tal forma que entre siguiendo la dirección del flujo del mosto.Equipo
Paraflow. Los enfriadores paraflow, son equipos que constan de placas hechas en
acero inoxidable colocadas dentro de una cabeza fija y una móvil. Por medio de la
cabeza móvil y un tornillo se aprietan las placas contra la cabeza fija, formando así un paquete
seguido. Todas las placas tienen sus empaques. La cabeza móvil puede retirada de
las placas y así el aparato puede someterse a cepillado.El mosto fluye entre
cada tercer par de placas en forma intercalada con el medio refrigerante (agua a
temperatura ambiente que circula aproximadamente por el 65% de las placas y salmuera a
18ºBé o propilenglicol por el 35% de las placas). Las placas tienen empaquetaduras de
caucho que les sirven como cierre hermético entre ellas; por estos empaques se impide la
entrada de refrigerante a un par de placas y permitir el paso de mosto o viceversa.
FERMENTACIÓNEl mosto frío y aireado, se encuentra con las condiciones requeridas
para la inyección de levadura y la iniciación de la fermentación.
Hay dos clases de fermentación en cervecería: Fermentación de superficie y
Fermentación de fondo.En la fermentación de superficie, se usa levadura que va a la
superficie del líquido, después de efectuar la fermentación. Con este sistema se hacen
cerveza tipo Ale, Stout, Portet y Lambic.En la fermentación de fondo se emplea un
tipo de levadura que se sedimenta en el fondo del tanque después de haber
efectuado la fermentación del mosto. Con ella se efectúan cervezas tipo Lager.
En nuestro país se emplea la fermentación de fondo, en la que se agrega al mosto frío,
levadura en una cantidad calculada. La cantidad de levadura previamente determinada se diluye en
el mismo mosto y luego se inyecta a la línea de mosto frío durante el enfriamiento.
El mosto con la levadura va a un tanque de agregación, en el cual se efectúa la iniciación de
la fermentación. Luego se pasa el mosto de fermentación incipiente al tanque de
fermentación.La temperatura inicial de fermentación puede variar entre 6-
10ºC. Una vez que se inicia la fermentación, se aprecian como cambios notorios el
descenso del extracto, la producción del CO2 y el desprendimiento de calor. La temperatura
se regula con atemperadores (serpentines o camisas), por los cuales
circula agua entre 1-2ºC, agua aglicolada (20-30%) como propilen-glicol o
solución de alcohol (20-30%); estos dos últimos están entre -5 y -2 ºC. Para recoger el CO2 que
se desprende de la fermentación, comúnmente el tanque está
conectado por la parte superior con dos tuberías: una que va a la interperie y otra que conduce a la
planta de purificación de CO2. En la planta de CO2, este es purificado y licuado con el fin de
inyectarlo posteriormente a la cerveza.Con los atemperadores se fija la temperatura
máxima de fermentación. Cuando se alcanza el extracto límite (o si se deja extracto fermentable
para hacer una segunda fermentación en maduración), se puede abrir la atemperació
n para conseguir el enfriamiento de la cerveza hasta 5ºC y para que la
levadura se sedimente.Antes de abrir la atemperación, se suspende el envío de
CO2 a la planta de purificación y se abre la válvula que comunica el tanque con la atmósfera.
24 a 48 horas después de haber abierto atemperadores, se bombea la
cerveza a maduración. Si la levadura va a ser utilizada para posteriores
cocimientos, se envía a las tinas para levaduras que están en una cava especial. Si
la levadura no se va a seguir utilizando, se envía a un tanque especial desde donde
se lleva al secador de levadura. Esta es utilizada en alimentos concentrado
s para animales.La levadura tiene numerosas enzimas que producen compuestos
de diversa índole, que contribuyen al sabor, aroma y al cuerpo de la cerveza, aunque la
cantidad en que están presentes estos compuestos es muy pequeña comparada
con los subproductos principales que son el alcohol etílico y el gas carbónico.
EquipoEn las cervecerías tradicionales, la fermentación se realiza en unos cuartos
fríos o cavas en las cuales se encuentran instalados los tanques de
fermentación.Las cavas deben estar ubicadas convenientemente en el bloque de
cocinas y enfriamiento del mosto. Las paredes, piso y techo deben estar completamente aislados.
Los pisos deben ser lisos y resistentes a los ácidos, deben tener pendiente hacia los
desagües y éstos deben ser suficientes.Tanques de fermentación: Los de
madera ya no se usan. Los hay de acero corriente con recubrimientos, presentan el
inconveniente de que hay que cambiar los recubrimientos periódicamente y su
aplicación es muy difícil.También están construidos de acero inoxidable los cuales
son muy resistentes al ataque de ácidos y álcalis. Pueden ser de gran tamaño
aunque son más costosos.Los tanques de aluminio eran utilizados hace algún
tiempo y se recubrían con laca, son poco resistentes ; y los de concreto tienen un
recubrimiento de ebonita y.requieren mucha destreza en su aplicación.
MADURACIÓN La maduración comprende todo el tiempo que dure la
cerveza en los tanques a baja temperatura después de la fermentación
y antes de ser filtrada.Comúnmente se divide en dos etapas: reposo y acabado. O
se puede hacer en una sola etapa.Después de la carbonatación, siempre hay
enfriamiento. Cuando no hay sino una sola etapa, hay precarbonatación entre la fermentación
y la maduración.La maduración tiene por objeto:
Acumulación o
almacenamiento de cerveza.
Dejar sedimentar naturalmente la materia amorfa y la
levadura que aún tiene la cerveza.
Refinación del sabor por eliminación
de las sustancias que causan el sabor verde. (Compuestos de
azufre volátiles).
Separación por precipitación de los compuestos que se
forman al ser enfriada la cerveza. Se evita que la cerveza se enturbie al ser enfriada
después de haber sido filtrada.
Completar la atenuación límite, si no ha sido
alcanzada en la fermentación.
Al recibir la cerveza en el tanque de maduración,
hay que contrapresionar para evitar la salida de gas y la formación de espuma.
La temperatura de la cerveza en la maduración está entre -2 y 0ºC. Si se
hace segunda fermentación se pasa a la etapa de reposo a 2 o 3ºC y cuando pasa
a acabado se enfría a -2ºC. Cuando la maduración se lleva a cabo en una sola etapa
se deja en los tanques durante 2-3 semanas. Cuando es en dos etapas ya sea por
segunda fermentación o por costumbre, el tiempo de la primera etapa (reposo)
comúnmente es de 2 semanas. El tiempo de acabado o segunda etapa dura aproximada
mente una semana.EquiposEn las cervecerías tradicionales se encuentran
las cavas de maduración, las cuales son cuartos fríos a temperaturas menores de 0º C. Se
dividen en cuartos para poder regular la refrigeración el cual es el mismo utilizado en
las cavas de fermentación . Los cuartos son aislados y en algunas partes se utilizan los deshumidific
adores con el objeto de retirar la humedad. Los pisos tienen que ser resistentes al
ataque de ácidos. Deben tener declive hacia los desagües. Las cavas deben tener
instalaciones de aire, CO2, agua, eléctricas y ventiladores.Enfriadores de cerveza : son usados
al llevar la cerveza a los tanques de maduración: de 1ºC a -1ºC. Son enfriadores de tubos y
carcaza llamados equis y también los hay de placas. Normalmente la cerveza
circula por los tubos.Tanques de Maduracion : Los hay verticales y horizontales. Los
horizontales, por su menor altura facilitan clarificación y filtración.Están construidos
de madera, hierro con recubrimientos, aluminio, concreto con recubrimiento especial (ebonita),
acero inoxidable (tanques a la interperie).
FILTRACIÓN DE LA CERVEZA
Después de la maduración, la cerveza posee todas las cualidades organoléptic
as deseables pero aún tiene apariencia ligeramente turbia. Esta turbiedad debe
removerse para obtener un producto brillante, llamativo a la vista, estable y sin remover
sustancias que son deseables para las características organolépticas y para la
espuma de la cerveza.En la filtración de la cerveza, debe tenerse en cuenta los
siguientes factores:
Influencia de las instalaciones sobre el sabor y la estabilidad
de la cerveza; puede presentarse oxidación, remoción de
sustancias deseables.
Posibilidad de contaminación biológica
La filtración debe ser hermética..
Costo del filtro y del medio filtrante; consumos
de energía eléctrica, vapor, agua y trabajo necesario para operarlo .
Contaminación ambiental.
Capacidad de filtración, de acuerdo con la capacidad
de embotellado y en general de la cervecería.
Equipos
En esta etapa pueden ser usados diversos tipos de filtración: a través de
masa filtrante, filtración por centrífugas y filtración por tierras diatomáceas (actualmente
utilizado en las cervecerías).Centrifugas. En la filtración por centrífugas, el equipo es
mecánico de características variables que separa los sólidos por fuerza centrífuga. Generalment
e se usa para prefiltrar, ya que es difícil obtener cerveza brillante de este equipo.
Filtros de masa o prensa: Los filtros de masa consisten en una serie de platos con
fondos sólidos que tienen una pestaña de 6 cm y un diámetro de 50-55 cm.
La masa filtrante es celulosa, proveniente de algodón, desperdicio de las plantas
textileras que son tratados para obtener fibras fuertes de pureza alta y con buena
capacidad de adsorción. El medio filtrante son panes o tortas con las
dimensiones apropiadas para que puedan ser colocados dentro de los platos del filtro.
La operación del filtro de masa filtrante: Los fondos de los platos son acanalados,
tienen dos entradas, una inferior y otra superior por donde entra la cerveza sin filtrar, ésta
pasa a través de la torta y sale por la parte posterior del plato siguiente pro dos rendijas
colocadas igualmente en la parte superior e inferior, es decir, cada plato tiene cuatro
rendijas, dos por el lado de la pestaña y dos por el lado opuesto. Por las dos
primeras entra cerveza sin filtrar y por las segundas sale cerveza que ha sido filtrada por la
torta que está en el plato inmediatamente anterior.CARBONATACIÓN
El carbonatador Taber regula la cantidad de gas según el flujo de cerveza y
al mismo tiempo mantiene una diferencia constante y uniforme
entre la presión del gas y la de la cerveza a través del regulador diferencial
de gas colocado al lado del brazo carbonatador y con esto asegura una
carbonatación más completa y uniforme
DISEÑO DE UN INTERCAM
BIADOR DE CALOR DE PLACAS
Sobre un intercambiador de base V4 (indicada
para caudales menores a los 7 y un
paso sobre los dos circuitos)
siendo el caudal de la sala de fermentación de 2.5 /h
para evitar problemas
de desprendimiento de la torta de filtraciónCondiciones de entrada y salida
ca
udal
entrada
salida
Mos
2.5
1 º
-1
to de cerveza ( )
/
h
C ºC
Glicol
-10 ºC
Siendo el fluido caliente el mosto de cerveza y el fluido caliente Glicol
Para realizar el cálculo del intercambiador se procederá con un método iterativo en el
cual se suponen dos hipótesis
1. Caudal del refrigerante (glicol)=1500 Kg/h
2. Numero de placas
N=11
Cálculos
Siendo
Donde: Superficie
real del
intercambiadorSuperficie
necesaria
Se calcula y
y se
compara hasta que por métodos iterativos ambos sean lo mas
aproximados posible
Cálculo de
Donde:
Superficie real del
intercambiador
N Número de placas
Superficie
unitaria de placa=0.043
Sustituyendo:
Calculo de S
Calculo de S
S Superficie necesaria ( )
Q Carga total (Kcal/h)
K Coeficiente de intercambio (Kcal/h* )
Aumento
logarítmico de
la temperatura (ºC)
Donde:
1. Cerveza
2. Glicol
Cálculo de Q
Q Balance térmico (Kcal/h)
Caudal
másico (Kg/h)
Calor
especifico (Kcal/KgºC)
Temperatura
de entrada (ºC) ºC
Temperatura de salida (ºC) ºCDATOS
= 2500
Kg/h = 1
Kcal/KgºC = 1 ºC
= -1 ºC
= 1500
Kg/h = 0.88
Kcal/KgºC = -10 ºC
=
= -6.21ºC
Cálculo de
caliente
fria
Fluido cali
1 ºC
-1º
ente (Mosto de cerveza)
C
Flui - -
do frio (Glicol)
6.21 ºC
10 ºC
Cálculo de K
K Coeficiente de intercambio (Kcal/h )
Coeficiente de la película (Kcal/h )
Espesor
de las placas (m)
Conductividad térmica de las placas (Kcal/h
)
Por lo tanto para calcular
K habrá que conocer y :
= es una
función de
= es una
función de
Se calcula la velocidad de circulación, mediante:
Con:
Velocidad
de circulación (m/s)
Sección
de paso por el canal ( )
Flujo
volumétrico (
)
Flujo
másico (kg/h)
Número
de canales por paso
Densidad
( )
Primero calculamos
siendo el número de pasos =1 :
En función al modelo a usar y el tipo de placa, de Tablas calculamos
para un
intercambiador V4
Por tanto resulta que:
= 2.5
= 1500 kg/h
= 5
= 1.31
Reemplazando:
Mediante la temperatura y la velocidad de circulación y en carta de ábacos hallamos el
coeficiente de película
Obteniendo
= 8300
Kcal/h ºC
= 3750
Kcal/h ºC
Teniendo todos los datos
K= 2287.55 Kcal/h ºC
Cálculo de S
Sustituyendo los valores calculados:
Comparación de S Y S’
S= 0.387
S’= 0.271
La superficie real es mucho mayor a la superficie necesaria
El intercambiador esta sobredimencionado por lo cual realizanos otra
iteración reduciendo el caudal del refrigerante y el N de placas
1. Caudal del refrigerante (glicol)=1250 Kg/h
2. Numero de placas
N=9
Comparación de S Y S’
S= 0.3
S’= 0.29
La superficie real es parecida a la
superficie necesaria
DISEÑO DEL FILTRO
La filtración se realiza en
un filtro prensa de marco y placas sin coadyuvante (tierras de diatonea)
puesto que la cerveza es negra, para una producción 350 HL de cerveza/día
RENDIMIENTO DE FILTRACION
Se entiende por rendimiento
de filtración al caudal de cerveza filtrada por unidad de tiempo y superficie ( )
Experimentalmente se conoce que para filtros que se usan se aplica un
rendimiento medio de 3
SUPERFICIE DE FILTRACIÓN
Con fines productivos se desea que el tiempo de filtrado por ciclo sea como máximo
de 10h y se realizan 2 filtraciones por día, por lo tanto el volumen de filtrado en las
10 horas será de 30
Para obtener la superficie (S)
Por lo tanto el filtro destinado al proceso tendrá una superficie de:
CALCULO DE ESPESOR DE LA TORTA DE
FILTRACION
En un ensayo se puede deducir la presión a lo largo de la
filtración es de 3 bar
Se aplica la ecuación para tortas incompresibles
Siendo:
A área de la sección transversal de los filtros ( )
V volumen de filtrado ( )
t Tiempo (36000s)
∆P diferencia de presión a ambos lados de la torta (3 N/ )
r resistencia especifica de la torta referida al volumen de la torta (1/ ):
1.1548
𝜇 viscosidad (8.6565E10 Kg/ms)
L espesor de
la torta (m)
deduciendo de la
Deduciendo L=0.0336 m
= 33.6mm
Por motivo de seguridad se
sobredimensiona en un 10%
L=1.1(33.6)=36.96mm
CALCULO DE NUMERO DE PLACAS
Teniendo en cuenta que la superficie
filtrante necesaria es de 5.83 y que
el mercado nos proporciona placas
filtrantes de 0.92
