Tema II Parte 1ª

INGENIERÍA INDUSTRIAL DE RECURSOS NATURALES REGIONALES. 2014. PARTE 1ª.

TEMA II -CERVEZA-Elaboración Industrial- Parte 1ª.

La cerveza es la bebida resultante de fermentar mediante levaduras seleccionadas el

mosto procedente de cebada, cocido y aromatizado con f lores de lúpulo. Según el

Código Al imentario Argentino (CAA):

Se entiende por cerveza a la bebida resultante de fermentar, mediante levadura cervecera, al mosto de

cebada malteada o de extracto de malta, sometido previamente a un proceso de cocción y adicionado

de lúpulo. Una parte de la cebada malteada o de extracto de malta podrá ser reemplazada por otros

productos amiláceos transformables en azúcares por digestión enzimática (adjuntos cerveceros).

La cebada malteada o malta es el grano de cebada cervecera sometido a germinación parcial y

posterior deshidratación y/o tostado.

El extracto de malta es el producto seco o de consistencia pastosa, obtenido exclusivamente de malta

o de cebada malteada.

El mosto de malta es el líquido obtenido por tratamiento de malta con agua potable para extraer los

principios solubles de la misma>>

En el mercado existen diferentes tipos de cerveza, con diferencia en grado alcohólico, sabor, etc. Las

siguientes son las más importantes:

- Cerveza Lager, de origen alemán. La palabra “lager” significa almacén y aplicada a la cerveza

indica que se le da un periodo de maduración en depósitos a baja temperatura para que se

abrillante y se desarrollen sus aromas típicos.

Hay varios tipos de cervezas Lager, entre las que se destacan:

Pilsener: 3-3.8% de alcohol.

Durtmund: 3-3.8% de alcohol.

Munich: 2.5-5% de alcohol.

- Cerveza Ale, de origen inglés, ligera, con un aroma a lúpulo bastante fuerte y con un contenido

en alcohol del 4-5% en peso. De ésta, existen a su vez dos tipos: Pale Ale, con un sabor amargo

más fuerte; y Mild Ale, de sabor más suave.

- Cerveza Porter, oscura, más dulce que las otras y con un contenido del 5% de alcohol.

- Cerveza Stout, aún más oscura y dulce que la anterior, con un gusto a azúcar quemada y con

un contenido en alcohol del 5-6.5% en peso.

En cuanto a los tipos de cerveza según el CAA, tenemos las siguientes clasificaciones:

Respecto al extracto primitivo

- Cerveza liviana: Su extracto primitivo es mayor o igual al 5% en peso y menor que 10,5% en

peso.

Podrá denominarse "light", a la cerveza liviana cuando también cumpla con:

1-UNIDAD II


- Reducción de 25% del contenido de nutrientes y/o del valor energético con relación a una

cerveza similar del mismo fabricante (misma marca) o del valor medio del contenido de tres

cervezas similares conocidas, que sean producidas en la región.

- Valor energético de la cerveza lista para el consumo: máximo de 35Kcal/100 ml.

- Cerveza: Es la cerveza cuyo extracto primitivo es mayor o igual a 10,5% en peso, y es menor de

12,0% en peso.

- Cerveza Extra: Es la cerveza cuyo extracto primitivo es mayor o igual a 12,0% en peso y menor

o igual a 14,0% en peso.

- Cerveza Fuerte: Es la cerveza cuyo extracto primitivo es mayor a 14.0% en peso.

Respecto al grado alcohólico

- Cerveza sin alcohol: Se entiende por cerveza sin alcohol a la cerveza cuyo contenido

alcohólico es inferior o igual a 0,5% en volumen (0,5% vol.).

- Cerveza con alcohol o Cerveza: Es la cerveza cuyo contenido alcohólico es superior a 0,5% en

volumen (0,5% vol.)

Respecto al color

- Cerveza clara, blanca, rubia o Cerveza: Es la cerveza cuyo color es inferior a 20 unidades

E.B.C. (European Brewery Convention).

- Cerveza oscura o Cerveza negra: Es la cerveza cuyo color es igual o superior a 20 unidades

E.B.C. (European Brewery Convention).

Respecto a la proporción de materias primas.

- Cerveza: Es la cerveza elaborada a partir de un mosto cuyo extracto primitivo contiene un

mínimo de 55% en peso de cebada malteada.

- Cerveza 100% malta o de pura malta: Es la cerveza elaborada a partir de un mosto cuyo

extracto primitivo proviene exclusivamente de cebada malteada.

- Cerveza de... (seguida del nombre del o de los cereales mayoritarios): Es la cerveza

elaborada a partir de un mosto cuyo extracto primitivo proviene mayoritariamente de adjuntos

cerveceros. Podrá tener hasta un 80% en peso de la totalidad de los adjuntos cerveceros

referido a su extracto primitivo (no menos del 20% en peso de malta). Cuando dos o más

cereales aporten igual cantidad de extracto primitivo deben citarse todos ellos.

Respecto a otros ingredientes

- Cerveza coloreada: Es la cerveza a la que se le ha adicionado colorante/s aprobado/s en

MERCOSUR, (exceptuando cuando se usa colorante caramelo para estandarizar la coloración,

natural propia de la cerveza) para modificar las coloraciones propias naturales de la cerveza.

Esta clasificación debe tener el mismo realce que las clasificaciones definidas en los ítems A, B,

C y D. Ejemplo: CERVEZA DE ARROZ LIVIANA COLOREADA.

2-UNIDAD II


Las siguientes clasificaciones deben tener el mismo realce que las clasificaciones definidas en los A, B,

C, D y E:

- Cerveza con... (seguido del nombre del vegetal): Es la cerveza a la que se le ha adicionado

jugo y/o extracto de origen vegetal (referido a la concentración de jugo) hasta un máximo de

10% en volumen. Ejemplo: cerveza de arroz LIVIANA con limón.

- Cerveza sabor de... (seguido del nombre del vegetal) o cerveza con aroma de (seguido del

nombre del vegetal): Es la cerveza a la que se le ha adicionado aroma/s aprobado/s en

MERCOSUR. Ejemplo: CERVEZA DE ARROZ LIVIANA CON AROMA DE LIMON.

- Cerveza oscura o negra azucarada o Malzbier: Es la cerveza oscura negra a la que se le ha

adicionado azúcares de origen vegetal hasta, un máximo de 50% con relación al extracto

primitivo (incluyendo los azúcares de origen vegetal empleados como adjuntos cerveceros), para

conferirle sabor dulce.

Principales productores y algunos datos de mercado.

Según el último informe de la Dirección Nacional de Transformación y Comercialización de Productos

Agrícolas y Forestales, realizado en septiembre de 2010:

En Argentina el consumo de cerveza per cápita es de 41,4L, marca que la sitúa en el puesto N°60

del ranking mundial de consumo.

Durante el primer semestre del año 2010, las importaciones de cerveza fueron un 40% inferiores

respecto al mismo tramo de 2009.

Las exportaciones de cerveza en el período Enero-Julio de 2010 alcanzaron un valor de 17,5 Mill.

US$ FOB, duplicando en volumen a las registradas durante el mismo período de 2009.

La producción nacional de cerveza se encuentra distribuida principalmente entre tres grandes

empresas: Cervecería Quilmes, Compañía Industrial Cervecera S.A (CICSA) e Inversora Cervecera

S.A. (ICSA), que producen anualmente alrededor de 19,660 millones de hectolitros en total.

En los últimos años la producción de cerveza artesanal ha mostrado un crecimiento notable, y según

estiman diversas fuentes ya comprende más de 1200 cerveceros y alrededor de 200 micro cervecerías.

Su producto, la cerveza casera, ocupa un nicho en crecimiento, integrado por consumidores que buscan

nuevas alternativas a la cerveza industrial.

Consumo

En el mundo, el ranking del consumo de cerveza está liderado por la República Checa, con 160 litros

anuales per cápita; el segundo puesto lo ocupa Irlanda con 127 litros, y en tercer lugar se encuentra

Alemania.

De acuerdo a datos de la Cámara de la Industria Cervecera Argentina, en los últimos diez años la

producción nacional de cerveza ha tenido un crecimiento notable. Desde el año 1999 al 2009 el

incremento en las ventas fue de 26%, alcanzando en 2009 los 17 millones de hectolitros. El sostenido

3-UNIDAD II


crecimiento registrado por la elaboración de cerveza a partir de 2002 está reflejado en el siguiente

gráfico.

Gráf ico 1- Evolución de las ventas de cerveza ( tn) entre los años 1999-2009.Fuente: Cámara de la Industr ia Cervecera Argent ina.

Exportaciones

Los principales países de destino de las exportaciones son los que se incluyen en el siguiente cuadro.

En los últimos años las exportaciones de cerveza mostraron una tendencia creciente y alcanzaron el

volumen máximo en 2008, superando en 8400 toneladas a las de 2009.

Las exportaciones del primer semestre de 2009 ascendieron a 16.802 toneladas y 10 Mill. de US$ FOB,

cifras que en igual período del año en curso han sido virtualmente duplicadas: 31.406 toneladas y 17,5

Mill. de US$ FOB. El gráfico 2 muestra la evolución de las exportaciones en la década 1999-2009.

4-UNIDAD II


Gráf ico 2- Evolución de las ventas de cerveza ( tn) entre los años 1999-2009.Fuente: Basado en datos del INDEC.

Importaciones

En Argentina, la cerveza importada proviene principalmente de Paraguay, México, los Países Bajos,

Chile, Alemania y España, como se muestra en el gráfico 4.

Gráfico 3- Países de origen de las importacionesFuente: Basado en datos del INDEC.

Materias primas.

5-UNIDAD II


Malta: Existen, de acuerdo al arreglo de los granos en la espiga, dos tipos de cebada: las de dos

hileras y las de seis hileras. Para la elaboración de cerveza se usan las primeras, ya que tienen

granos más desarrollados que dan mayor rendimiento.

En cuanto a su composición, 1g de cebada contiene entre 80-89% de sólidos totales, principalmente

10-11% de proteínas, 60% de almidón; y entre un 11-20% de agua.

La cebada no se puede usar directamente para la producción de cerveza, ya que no tiene

desarrollado el sistema enzimático encargado de transformar el almidón en azúcares. La

transformación del almidón en azúcares es vital, ya que las levaduras encargadas de la fermentación

los necesitan para su crecimiento y multiplicación. Las levaduras no son capaces de atacar

directamente al almidón.

El almidón, entonces, durante el proceso de fabricación de la cerveza, se desdobla en maltosa y

dextrina. La maltosa a su vez, durante la fermentación, pasa a alcohol y dióxido de carbono, dando a

la cerveza su típico contenido en estos compuestos.

La malta es el grano de cebada sometido a la germinación y ulterior deshidratación y tostado.

Lúpulo: El lúpulo es una enredadera que se cult iva exclusivamente para su

ut i l ización en la industr ia cervecera. Produce una f lor, cuyo género femenino t iene

varias acciones beneficiosas:

Imparte el t ípico sabor amargo

Promueve la formación de espuma y luego coopera en su mantenimiento

Ayuda a conservar la cerveza por su fuerte acción antiséptica

No es una materia prima en un sentido estr icto, pero lo incluimos ya que es el

responsable del sabor amargo característ ico de la cerveza.

Su composición química es la siguiente: 12.5% de agua; 7.5% de cenizas; 0.4% de

aceites aromáticos; 18.3% de resinas; 3% de tamiro; 17.5% de compuestos

nitrogenados; 27.5% de compuestos no nitrogenados.

El lúpulo añadido puede ser en f lor, en extracto (plugs) o en pel lets. Cualquiera sea

el caso, se debe almacenar a la menor temperatura posible y resguardado del

oxígeno, para evitar que se volat i l icen los compuestos aromáticos y se oxiden los

ácidos alfa, disminuyendo su cal idad.

Adjuntos: Además de la cebada se usan también en diversas proporciones, aunque

nunca más del 30% en total, arroz, maíz, tr igo, tapioca y azúcar. Estos son los

l lamados adjuntos en cervecería y t ienen una doble f inal idad:

Reducen el costo de producción

6-UNIDAD II


Equil ibran la composición del mosto

El azúcar se usa para endulzar la cerveza y también para darle color cuando se

ut i l iza caramelizada.

En cuanto al arroz , por tratarse de un cereal con alto contenido de carbohidratos es

una materia prima de mucha importancia en la elaboración de la cerveza; pero

debido a la baja relación porcentual en que interviene con respecto a la malta

(70:30) y a que no involucra el previo paso de la germinación se considera entonces

como un material adjunto desde el punto de vista cervecero. También podría

ut i l izarse como adjunto el maíz pero se pref iere el arroz por tener este un menor

contenido graso además de su mayor disponibi l idad desde el punto de vista

comercial.

Agua: El agua, de forma natural, contiene una cierta cantidad de sales que inf luyen

de forma definit iva en la cal idad f inal de la cerveza. En muchos casos esa inf luencia

es enorme, l legando a determinar las t ípicas característ icas de cervezas como

Pilsen, Burton, etc.

La dureza del agua es uno de los parámetros fundamentales. Las cervezas l igeras

necesitan un agua con bajo contenido en sales carbonatadas. Las cervezas fuertes

y oscuras admiten aguas más duras.

Levaduras: Se usan, en la preparación de cerveza, dist intas especies del género

Saccharomyces. Se dist inguen por un núcleo celular capaz de reproducirse por su

misma división. Estas levaduras t ienen dos ciclos vitales, uno reproductivo y el otro

metabólico. Bajo condiciones aeróbicas la levadura se reproduce a sí misma y bajo

condiciones anaeróbicas metaboliza los azúcares en la fermentación. Después que

esta es completada, la levadura puede ser reintroducida a mosto fresco, con nuevos

azúcares, para recomenzar el ciclo.

De manera general podemos decir que las levaduras son las responsables de

convert ir los azúcares fermentables en alcohol y otros subproductos.

En la act ividad cervecera se dividen normalmente en dos t ipos:

Levaduras del tipo ALE (Saccharomyces cerevisiae) el termino lat ino

"Saccharomices" signif ica "devoradora de azucares".

Levaduras del tipo LAGER (Saccharomyces Uvarum o Carlsbergensis).

Las levaduras ALE se ut i l izan para elaborar ciertos est i los de cervezas, como

Porter, Stout, Altbier, Kölsch, Pale Ale, cervezas de tr igo. Éstas, actúan entre

temperaturas que se ext ienden desde los 12° a 25ºC, aunque algunas cepas de

levaduras no fermentarán act ivamente debajo de 14ºC. En el desarrol lo de su

7-UNIDAD II


actividad, suben a la superf icie durante la fermentación, creando una cabeza muy

gruesa, y r ica de levaduras. De ahí la asociación al término "top fermenting botton"

o de fermentación alta.

La fermentación de estas levaduras a temperaturas relat ivamente más altas produce

una cerveza r ica en ésteres, que es un carácter dist int ivo de las cervezas ALE`s.

Las levaduras LAGER se ut i l izan normalmente como estándares de fabricación en

las cervezas industr iales, y con el la se elaboran los est i los Pi lsners, Dortmunders,

Marzen, Bocks, Dobel Bocks, y otros. También se las denomina levaduras de fondo

o de fermentación baja.

Las levaduras LAGER`s actúan en temperaturas que se ext ienden desde los 7 a

15ºC. En estas temperaturas, su act ividad es más atenuada que la de las levaduras

ALE, y con menos espuma superf icial t ienden a descender al fondo del fermentador,

a medida que la fermentación se acerca a su término.

El sabor f inal de la cerveza dependerá mucho de la levadura LAGER uti l izada y de

las temperaturas en la cual fue fermentada.

Tipos de procesos de elaboración.

En función de la etapa de inicio del proceso de producción, se tienen tres tipos de procesos de

elaboración:

KITS DE CERVEZA: Es el método más sencillo. Comienza a partir de la etapa de fermentación.

Los insumos en este caso son el kit (un jarabe de mosto aromatizado o lupulizado), al que se le

añade la levadura.

EXTRACTOS DE MALTA: La elaboración se inicia en la fase de cocción (no hay maceración).

Se parte de un extracto de malta (mosto sin lupulizar) que se disuelve en agua para cocerlo y

aromatizarlo con lúpulo fresco.

TODO GRANO: Comprende el proceso cervecero completo. La elaboración desde grano

permite un control total de los ingredientes y del proceso. Para ello, se seleccionan las maltas

molidas según el estilo de cerveza o la recta a elaborar y se maceran. Posteriormente se realiza

la aspersión del grano para extraer los azúcares remanentes en la cascarilla o bagazo. Se

obtiene así el mosto que luego se va a cocer con lúpulo fresco, enfriar y fermentar.

Al margen de las características particulares de cada cervecería, invariablemente el proceso de

elaboración del producto es extremadamente delicado. Por tal razón, está sometido a puntos de control,

con el fin de garantizar la pureza y la calidad.

Diagramas de flujos de procesos unitarios.

8-UNIDAD II


A continuación se presentarán los diagramas de f lujo del proceso de elaboración de la

cerveza, que se divide en cuatro etapas fundamentales:

REFERENCIAS y SIMBOLOGÍA:

Etapas de proceso:

I- MALTEADO de la CEBADA

II- PRODUCCIÓN del MOSTO

III- FERMENTACIÓN y MADURACIÓN

IV- CLARIFICACIÓN, PASTEURIZACIÓN y LLENADO

Instalaciones auxiliares:

1- Vapor

2- Agua de torre de enfriamiento

3- Agua helada (glicolada)

4- Energía eléctrica

5- Aire fresco

6- Aire caliente

7- Agua caliente

8- Aire estéril

En la línea de producción, se maneja un código de colores para distinguir las diferentes fuentes de

energía. Los más importantes son: el azul, que representa el agua (2, 7); el color verde representa al

vapor de agua pura (1); el color anaranjado es el gas amoníaco, que sirve para enfriar las salas frías y

para procesar la fermentación de la cerveza (3); el color gris es la electricidad (4); y el amarillo es aire

comprimido que se utiliza para hacer funcionar algunos equipos (6, 7, 8).

En general, los diseños mecánicos, eléctricos y de control están automatizados a lo largo de todo el

proceso puesto que aumentan la eficiencia de las operaciones y disminuyen los posibles riesgos de

daños ocasionados por la manipulación.

La caldera genera el vapor necesario para el edificio de cocinas y para el calentamiento de agua. Toda

la instalación de vapor debe estar correctamente aislada para evitar pérdidas de calor. Cuando el

fabricante de cerveza desea enfriar el mosto aromatizado con lúpulo y clarificarlo, suele utilizar un

cambiador de calor de placas, en el que el agua circula a contra corriente del mosto caliente. Como

consecuencia de todo ello, se produce mucha agua caliente (a 70-85°C) que se utiliza en la extracción

de la malta y que también puede emplearse para calentar el agua utilizada a este fin. Se usa igualmente

como agua de lavado. Se puede obtener más agua caliente haciendo circular el agua fría por un

cambiador de calor situado en la chimenea de la Olla de Cocción, donde es calentada por el vapor

producido por la ebullición del mosto.

9-UNIDAD II


La mayor parte de las fábricas utilizan para el calentamiento vapor seco saturado (a unos 150°C y

3,5bar de presión, sobre la atmosférica), pero algunas usan agua caliente a presión (en el intervalo 145-

170°C y unos 17bar de presión, sobre la atmosférica). Las instalaciones a vapor son más baratas, pero

también más complicadas, en cuanto que la velocidad de consumo del vapor viene determinada por la

velocidad a que puede condensarse el vapor. Como no es fácil establecer un depósito, la planta

generadora de vapor tiene que ser de respuesta flexible a las demandas de energía térmica. En los

sistemas de agua caliente a presión elevada, se establece el flujo del calentador al equipo a calentar en

circuito cerrado. El volumen de agua en el sistema constituye un gran reservorio de energía, de modo

que pueden satisfacerse fácilmente demandas bruscas. Plantean también menos problemas con

respecto al control del imput energético al equipo, no produce condensados que retirar y no da lugar a

tanto requemado sobre las superficies de acero inoxidable como el que produce el calentamiento por

vapor.

En cuanto a las instalaciones eléctricas se tienen:

- Motores : Son empleados en el accionamiento de las cintas transportadoras, los transportadores

de cangilones, bombas, ventiladores y compresores. Para los accionamientos, de preferencia,

en la adquisición de motores de corriente alterna que funcionan a una velocidad constante

donde su eficiencia será la máxima únicamente cuando la carga es máxima, se acoplaran

accionamientos de velocidad ajustable de corriente alterna con el propósito de variar la

frecuencia de la potencia suministrada al motor con el fin de reducir la velocidad para que

concuerde con la necesidad de carga.

- Bombas : Son de tipo axial y se emplean para transportar los diferentes fluidos conformados a lo

largo del proceso. Por lo general empleados en evacuaciones realizadas en el edificio de

cocinas, como las salidas entre: Olla de crudo, olla de mezclas, olla de filtración (afrechos), olla

de cocción, tanques de fermentación, tanques de maduración, tanques de almacenamiento y por

último, hacia la llenadora.

Puede emplearse bombeo programado para satisfacer pronta y eficientemente la presión y

caudales requeridos en cualquier instante, sin aplicar una fuerza innecesaria y con un

mantenimiento mínimo.

- Compresores : Empleados en su mayoría del tipo pistón, permiten el funcionamiento de: el

sistema de aire comprimido para la inyección del aire en el malteado, la fermentación y la

maduración; el sistema de enfriamiento mecánico directo de refrigeración con gas amoníaco; y el

transporte y llenado del gas carbónico producido en la fermentación para la conformación del

producto final.

El rendimiento del sistema de aire comprimido puede aumentarse mediante el uso de aire de

entrada de los lugares más fríos posibles, puesto que el aire frío es más denso y requerirá

menos energía para ponerlo a la presión requerida para su inyección en los tanques.

10-UNIDAD II


- Ventiladores : Se utilizan en las instalaciones de recepción de malta así como en la instalación de

molienda para extracción de polvo.

La refrigeración es de vital importancia para el proceso de elaboración de la cerveza: elaboración de la

malta, en la fermentación y la maduración. La cerveza requiere de prolongados periodos de

almacenamiento en grandes tanques que consumen importantes cantidades de frío. Como se

mencionó, se usa amoníaco para enfriar agua glicolada, que permite trabajar a temperaturas muy bajas

(0-10ºC).

Subproductos:

En cuanto a los productos secundarios del proceso de elaboración de la cerveza, los residuos del cereal, son ricos en elementos nutritivos y se venden como alimento para animales. La levadura de cerveza, responsable del proceso de fermentación, contiene gran cantidad de vitaminas, en especial de las pertenecientes al complejo B. El dióxido de carbono, producido también durante la fermentación, puede recuperarse y utilizarse en la fabricación de hielo seco, bebidas carbónicas y extintores.

11-UNIDAD II


12-UNIDAD II


13-UNIDAD II


14-UNIDAD II


15-UNIDAD II


16-UNIDAD II


17-UNIDAD II


A continuación se verán con más detalle las cuatro etapas del proceso:

A-MALTEADO de la CEBADA:

Es una operación de preparación o acondicionamiento del material (cereal rico en almidón). Debido a

que el malteado se lleva a cabo de manera independiente del resto del proceso, puede o no formar

parte del mismo. La gran mayoría de empresas cerveceras prefieren prescindir de la fase del

malteado, que queda en manos de plantas especializadas, y adquirir la malta en el mercado, materia

prima con la cual propiamente comienza la labor de la cervecería.

OBJETIVO: Secar los granos de la cebada, sometiéndolos a temperatura, para interrumpir el

desdoblamiento del almidón en azúcares más simples durante su germinación natural.

FASES:

1- ALMACENAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA:

La cebada recibida se almacena en silos. Para evitar que se estropee, su contenido de humedad

no debe ser superior al 15-16%, debiendo vigilarse periódicamente dicho contenido. Así mismo,

debe disponerse de un sistema de aireación de los granos de los silos y controlar la temperatura

en diversos puntos.

2- PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA:

Los granos de cebada pueden llevar una serie de impurezas (polvo, trozos de granos, piedras,

etc.) que es necesario eliminar. Para ello se usan tamices y separadores. Luego, se clasifican

los granos en tres tamaños. Esto es importante para garantizar una germinación uniforme. Los

granos deben ser homogéneos, pues de lo contrario la cerveza carecería de estabilidad, requisito

de calidad.

3- REMOJADO DEL CEREAL:

Permite que los granos se hinchen, facilitando la germinación. Se realiza sumergiendo los granos

en agua en grandes depósito, durante 40 a 70h. En esta etapa se inyecta aire al agua de remojo a

temperatura constante (aprox. 18ºC), para que la germinación se produzca sin dificultad. La

cebada consumirá oxígeno en su proceso de desarrollo y despedirá dióxido de carbono.

Finalmente, se transfiere el grano húmedo al recipiente de germinación.

4- GERMINACIÓN:

Se realiza esparciendo los granos de cebada húmeda sobre el suelo y, a intervalos regulares,

removiéndolos para obtener una germinación homogénea en la casi totalidad de ellos. Se da

seguimiento minucioso al crecimiento de las raicillas y al comportamiento del grano. Durante la

germinación, las proteínas, el almidón y otras sustancias se liberan, lo cual facilita el trabajo

posterior de las levaduras. Asimismo, se desarrolla el complejo enzimático encargado de atacar al

almidón. Pasados algunos días, se interrumpe el proceso de germinación.

5- SECADO:

18-UNIDAD II


Inmediatamente después, los granos se someten a un proceso de secado con aire caliente, con lo

cual se detiene la germinación. El contenido de humedad pasa de 42-45% a solo 3-5%. De esta

forma se corta el desarrollo del germen y la actividad enzimática. Luego, se produce el malteado

en hornos con aire caliente. Dependiendo de la temperatura y la duración de este proceso, el color

de la malta varía entre amarillo pálido y marrón oscuro, al igual que el sabor y el aroma.

La figura 1 muestra una torre de secado y malteado con dos bandejas, en la que se desarrolla el

proceso en dos fases. En la bandeja superior los granos de cebada germinada y humedecida son

secados durante 24h, pasando su contenido en agua desde 42-45% inicial a 8-10%. Esta

operación se realiza mediante aire caliente, que pasa a través de dicha bandeja a una

temperatura máxima de 45-55ºC. Acabada esta primera fase, los granos pasan a la segunda

bandeja, donde permanecerán durante otras 24h para completar el secado, hasta alcanzar una

humedad del 4%. La temperatura del aire que se envía a la bandeja inferior va aumentando

progresivamente de 55 a 80ºC. Durante las últimas 4 o 5h, el grano sufre un tostado a unos 80-

90ºC, según la coloración más o menos oscura que se desee obtener. El aire húmedo procedente

de las bandejas es aspirado por dos ventiladores colocados en una plataforma superior (Ver figura

1). La entrada de aire fresco se hace por la parte inferior de la torre, siendo calentado por un

quemador de gas natural. Pasa primero a través de la bandeja inferior. Una vez pasada dicha

bandeja, ese aire caliente se mezcla en parte con aire fresco, de forma que su temperatura quede

en 45-55ºC, pasando entonces a la bandeja superior. Los ventiladores superiores mencionados

extraen ese aire saturado de humedad, que sale a una temperatura de 26-30ºC.

FIGURA 1- Torre de secado y malteado.

6- SEPARACIÓN DEL GERMEN:

Una vez secado, se procede a separar el germen del resto del grano, lo que lo deja transformado

en malta y listo para las ulteriores operaciones.

Cada tipo de cerveza depende de un proceso particular de malteado, que a menudo se produce en

función de las variedades de la cebada o del cereal que se utilice. Los tipos inciden en el sabor y el

color de la cerveza. Además de las maltas regulares, pueden obtenerse maltas caramelo, para

19-UNIDAD II


sabores especiales, y maltas negras, las cuales se usan en las cervezas oscuras. De 100kg de

cebada se obtienen aproximadamente 78kg de malta.

FIGURA 2- Proceso general de producción de malta: 1. Silos de cebada; 2. Limpieza preliminar; 3. Limpieza final; 4. Clasificación; 5. Remojado; 6. Germinación; 7. Malteado.

B-PRODUCCIÓN del MOSTO:

OBJETIVO: Extraer los principios útiles de la malta (extracto fermentesible), lúpulo (amargos y

aceites esenciales) y materiales adjuntos para preparar el mosto cervecero.

FASES: (Ver figura 10 al final del inciso B)

1- TRITURACIÓN:

La malta es comprimida entre dos cilindros de modo tal que se evite lo más posible la destrucción

de la cáscara, pues ésta servirá de lecho filtrante en la operación de filtración del mosto; y, a su

vez, se provoque la pulverización de la harina interior del grano. Esta operación se puede realizar

de dos maneras:

Molido en seco: Se utilizan molinos de rodillos, como el de la figura 3, los granos pasan

entre los rodillos que giran en sentido contrario, con lo que se rompen y muelen al tamaño

deseado. De esta forma se separan también las cáscaras.

El molino del esquema tiene tres juegos de rodillos, con dos tamices entre cada par de

rodillos, que permiten separar las partículas que han alcanzado el tamaño adecuado.

La alimentación al primer rodillo debe ser uniforme para conseguir una buena trituración de

la malta. El producto triturado de esta primera etapa pasa al primer tamiz doble, donde se

separan tres fracciones:

20-UNIDAD II


1- Una harina fina que pasa las dos mallas tamizantes y que ya no sufre más molido.

2- Una harina que pasa la primera malla, pero no la segunda, siendo conducida al último

par de rodillos para su molido final.

3- Harina y cáscaras que no pasan ninguna de las dos mallas del primer tamiz, siendo

enviadas al segundo par de rodillos para continuar su trituración.

Es importante que la malta esté seca para evitar que se peguen las partículas a los rodillos.

FIGURA 3- Molino de rodillos para malta: 1. Harina; 2. Cáscaras; 3-4. Harina.

FIGURA 4- Sistema húmedo de molido de la malta.

Molido en húmedo: La figura 4 muestra un sistema de molido en húmedo. Está formado

por una tolva superior, donde está contenida la malta que pasa a la sección de

acondicionamiento, siendo remojada con agua caliente a 75ºC durante 60s. Con ese ligero

remojo se consigue aumentar el contenido en humedad de las cáscaras a 20%, quedando

prácticamente seca la parte harinosa, debido al corto tiempo de contacto. Con ello se

21-UNIDAD II


garantiza una buena molienda de la malta, a la vez que no se rompen las cáscaras,

quedando en muy buenas condiciones para la posterior operación de filtrado.

Luego, la malta pasa a los rodillos trituradores, donde, acabada la molienda, se vuelve a

añadir agua, esta vez a temperatura ambiente, para conseguir una masa de humedad

adecuada para su posterior cocción. Una bomba envía la masa hacia la siguiente etapa de

fabricación.

El molino está construido de acero inoxidable y lleva unas toberas para su limpieza.

Con este sistema se obtiene un mayor rendimiento, ya que se ahorra tiempo y se adapta a

la producción continua; siendo su uso el predominante en el presente.

2- MACERACIÓN:

Fase del proceso donde se extraen de la malta y eventualmente de los granos crudos, mediante

la cocción en agua, la mayor cantidad de extracto y de la mejor calidad posible en función al tipo

de cerveza que se busca fabricar. La finalidad de la maceración es la conversión de los almidones

de los cereales en sustancias más simples y susceptibles de solubilizarse y fermentarse, tales

como el azúcar de malta y otros compuestos de bajo peso molecular (dextrinas).

Los granos molidos se depositan en una paila a temperatura controlada, obteniéndose una masa

por efecto del movimiento de aspas en tiempos predeterminados. Resulta un engrudo, basado en

el almidón, de texturas precisas con el fin de que las enzimas actúen y se transforme el almidón

en azúcares. En este proceso resulta crucial la calidad del agua utilizada, así como el control de

las temperaturas y de los tiempos de las distintas operaciones. Esta fase dura varias horas,

dependiendo del método empleado. Termina obteniéndose un mosto azucarado, contentivo de

sustancias solubles.

La extracción se logra principalmente por hidrólisis enzimática, solamente un 10% de la extracción

es debida a una simple disolución química. Principalmente, las enzimas proteolíticas desdoblan

las proteínas complejas en materias nitrogenadas solubles. En cuanto al almidón, contiene dos

polisacáridos diferentes, la amilosa y la amilopéctina. Para desdoblarlo se necesitan varias

enzimas amilolíticas, siendo las principales las α y β amilasas.

Cuantitativamente el desdoblamiento del almidón en azúcares (maltosa) y dextrinas (Tienen la

misma fórmula general que los polisacáridos, pero son de una longitud de cadena más corta) es el

más importante. Estas transformaciones enzimáticas han sido ya empezadas durante el malteado

a un ritmo mucho menos intenso que en el cocimiento; donde debido a la acción de las diferentes

temperaturas y la gran cantidad de agua las reacciones suceden muchas veces en forma

explosiva.

La fórmula bruta del almidón es: (C6H10O5)n

Las principales reacciones que ocurren durante el cocimiento por acción de las amilasas son:

Formación de dextrinas: (C6H10O5)n ----------------> x(C6H10O5)n/x

22-UNIDAD II


Formación de maltosa: (C6H10O5)n + n/2 H2O -----> n/2(C12H22O11)

Y, en menor proporción:

Formación de glucosa: (C6H10O5)n + n H2O --------> n(C6H12O6)

En cuanto al comportamiento de las enzimas proteolíticas se debe considerar que, contrariamente

a lo que pasa con el almidón, las sustancias nitrogenadas están lejos de disolverse

completamente durante el cocimiento; se disuelven, en cambio, mayormente durante el malteado.

Pero es muy importante tener en cuenta la gran diferencia existente entre los compuestos

nitrogenados que se disuelven durante el malteado, y los que se disuelven durante el cocimiento.

Los compuestos que aquí se forman son sobre todo los péptidos.

Las proteinasas están en su máxima actividad a la temperatura de 45-50ºC; a 60ºC están aún en

actividad, pero formando una proporción alta de compuestos nitrogenados complejos. A 70ºC las

proteinasas son rápidamente destruidas; su pH óptimo de acción es de 4.6 a 5.0. El 5 a 6% de los

sólidos del mosto son compuestos nitrogenados, y un 40 a 45% de las proteínas de la malta son

solubles. En cambio los adjuntos tienen 8 a 10% de proteínas, pero la casi totalidad de estas no

entran en solución durante el macerado. El lúpulo contiene 14 a 15% de proteínas.

De las proteínas que se solubilizan en la maceración, buena parte se retira por coagulación, en

parte en la misma maceración y en parte durante la ebullición del mosto. La actividad de las

enzimas proteolíticas durante la maceración es baja por que las condiciones de pH no son

óptimas. En el mosto quedan compuestos nitrogenados a partir de proteosas y peptonas en

forma coloidal. Las proteínas que no son degradadas hasta proteosas y peptonas se coagulan por

desnaturalización debida al calor durante la ebullición del mosto. Las proteosas y peptonas no son

coaguladas, sino que permanecen en forma coloidal, y pueden combinarse parcialmente con

taninos provenientes de malta y lúpulo. Buena parte de aquellos precipitan cuando el mosto es

enfriado durante la fermentación.

Sistemas de Maceración:

La elección depende de las materias primas, del tipo de cerveza que se desea elaborar y de los

equipos que se dispone. Actualmente se practican tres sistemas diferentes, los cuales dan origen

a la variedad de cervezas en el mundo y son los siguientes:

Infusión: Donde el aumento de la temperatura se hace progresivamente en todo el conjunto,

con el agitador de la paila funcionando.

Decocción: Se calienta hasta ebullición, en una paila aparte, parte de la masa que, luego, se

retorna a la primera cuba, elevando la temperatura del total.

Doble masa o Mixto: Típico para la utilización de adjuntos, siendo el más empleado en

nuestro medio, y se puede decir que es una mezcla de los dos anteriores.

23-UNIDAD II


La maceración se realiza en varios equipos de similar diseño y construcción, con aditamentos

especialmente ideados para facilitar su calentamiento, manipulación, agitación y evacuación.

Dependiendo de cada país o región estos equipos reciben el nombre de Pailas u Ollas de

cocimiento. Básicamente se trata de los siguientes equipos, para un sistema mixto de maceración:

Paila de Crudos.- Equipo donde se realiza la cocción. Las más comunes son verticales de forma

cilíndrica y fondo redondeado. Hay también horizontales y de forma rectangular. Están construidas

de acero inoxidable, de cobre o acero común. La calefacción se hace generalmente con vapor

saturado seco (30-50psi) por medio de camisas o serpentines. Puede hacerse ebullición abierta o

a presión. Cuando la ebullición es a presión, generalmente se hace a 0.5atm manométricas.

Cuenta con facilidades para la adición de las materias primas, válvulas de desagüe o evacuación

y agitadores de velocidad variable.

Aquí es donde se cocina la materia prima adjunta que generalmente es arroz triturado pero que

también puede ser maíz o cualquier otro cereal. Se adicionan las cantidades previamente

calculadas tanto de agua tratada como del cereal triturado y luego la temperatura de esta masa se

va elevando gradualmente a partir de la temperatura ambiente siguiendo un patrón o protocolo de

trabajo que depende de la clase de cereal que se esté macerando. Finalmente el contenido de

esta olla se lleva a temperatura de ebullición durante unos minutos antes de ser vaciada al

siguiente equipo de la cadena productiva. El tiempo total de proceso en este equipo es alrededor

de 1.5h. Más adelante se presenta un patrón de tiempos y temperaturas para un cocimiento típico

promedio.

En la figura 5 se observan las partes principales de la Olla de Crudos.

24-UNIDAD II


FIGURA 5- Olla de Crudos: 1. Salida hacia bomba de masas; 2. Llegada desde la bomba de masas; 3. Válvula para descarga directa de condensados; 4. Trampa de condensados; 5. Aislamiento; 6. Volante de la válvula de salida de la masa de la Olla; 7. Entrada de agua caliente; 8. Entrada de agua fría; 9. Mezclador; 10. Termómetro; 11. Lámpara; 12. Válvula sobre chimenea. Para hervir a presión; 13. Chimenea; 14. Manómetro; 15. Válvula de seguridad; 16. Bajante de adjuntos; 17. Termógrafo; 18. Volantes de válvulas para serpentines (vapor); 20. Nivel del piso; 21. Manómetro para la presión de vapor (30-50psig); 22. Bulbo del termógrafo; 23. Tapa hermética para hervir a presión; 24. Serpentines de vapor de determinado diámetro y vueltas; 25. Agitador; 26. Conjunto motor-reductor para el agitador.

Paila de Mezclas.- 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, incrementando el tiempo de filtración.

En este equipo se produce el empaste, es decir, se cocina la cebada malteada previamente

molida y se somete a un proceso de calentamiento, pero con un protocolo diferente a la masa de

crudos; siendo una de sus principales diferencias, que no debe llevarse a ebullición. En

determinado momento del proceso, el contenido de la Paila de Crudos hirviendo se vierte a la

Paila de Mezclas con el fin de ayudarle a alcanzar la temperatura óptima diseñada para la

conversión de los almidones en maltosa y otros compuestos susceptibles de ser fermentados. El

proceso de elevación de temperaturas aquí también es gradual y con descansos programados

25-UNIDAD II


hasta alcanzar los 72ºC para, finalmente, llevarla durante los últimos cinco minutos a 76ºC. El

mosto obtenido tiene una concentración de 16ºP1.

En la figura 6 se observan las principales partes de la Olla de Mezclas o principal:

FIGURA 6- Olla de Mezclas: 1. Salida hacia bomba de masas; 2. Llegada de bomba de masas; 3. Válvula para descarga directa de condensados; 4. Trampa de condensados; 5. Aislamiento; 6. Volante de la válvula de salida de la masa de la Olla; 7. Entrada de agua caliente; 8. Entrada de agua fría; 9. Mezclador; 10. Termómetro para medir la temperatura de agua entrante a la Olla; 11. Lámpara; 12. Compuerta de la chimenea; 13. Chimenea; 14. Bajante de las harinas de malta; 15. Termógrafo; 16. Volante de válvula de vapor; 18. Manómetro para presión de vapor; 19. Puerta de inspección corrediza; 20. Serpentines de calentamiento; 21. Bulbo del termógrafo; 22. Agitador; 23. Soportes de la Olla; 24. Conjunto de motor y reductor.

Se requiere, además, de una bomba de masas. La misma se usa para la transferencia de la

masa entre las Ollas de Crudos y Mezclas, y entre ésta y la Olla de Filtración. Esta transferencia

1 GRADO PLATO (ºP): Cantidad en gramos de extracto seco primitivo del mosto original de la cerveza contenido en 100g de dicho mosto a la temperatura de 20ºC.

26-UNIDAD II


debe ser lo más suave posible para evitar rotura de las cáscaras de la malta, por lo cual se debe

usar bombas de baja velocidad y de impulso abierto.

El motor es de velocidad graduable por medio de un reóstato. Las tuberías pueden ser de cobre o

de acero inoxidable y su diámetro depende de la capacidad del equipo.

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Final Parte 1 Apuntes de clase Tema 2: CERVEZA. Elaboración industrial.

27-UNIDAD II

Tema II Parte 1ª

Documents

Transcript of Tema II Parte 1ª