Industria da cerveja

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UNICURITIBA – CENTRO UNIVERSITÁRIO CURITIBA
ENGENHARIA QUÍMICA
PROCESSOS QUÍMICOS INDUSTRIAIS
INDÚSTRIA CERVEJEIRA
DÉBORA COSTA
TIAGO MARTIN
CURITIBA 2021
1. CERVEJA
A cerveja é uma bebida constituída com malte de cevada, água, lúpulo,
seguindo a Lei da Pureza Alemã de 1516 (SALOMÃO, 2020) e posteriormente foi
adicionado a receita o fermento (leveduras) (DE KEUKELERIE, 2000). A cerveja é
definida pela legislação brasileira, sendo obtida através da fermentação alcoólica do
mosto que é originado do malte e água potável. Através da levedura sendo
adicionado o lúpulo (BRASIL, 2009). Pode-se ainda utilizar outras matérias primas
como arroz, milho e trigo (ALMEIDA E SILVA, 2005).
2. PROCESSO INDUSTRIAL
A cerveja é obtida pela fermentação da cevada, onde os açúcares presentes
nos grãos de cevada são convertidos em etanol. Todas as etapas do processo de
produção são interligadas e a fermentação é a principal etapa do processo
cervejeiro. Após a fermentação, são realizadas etapas de tratamento da cerveja
para conferir as características de sabor, odor e textura desejadas no produto final.
2.1 Matéria Prima
Os ingredientes influenciam diretamente sobre a qualidade da cerveja, ou
seja, ingredientes de qualidade gerarão uma cerveja de qualidade. Isso se torna de
suma importância para a produção de cervejas especiais, principalmente no âmbito
das microcervejarias e cervejarias artesanais, que objetivam uma cerveja de
altíssima qualidade (MATOS, 2011).
Abaixo, é descrita de forma sucinta a participação de cada ingrediente da
formulação básica da cerveja.
2.1.1 Água
Sendo o maior constituinte do produto, a água ultrapassa 92% da proporção
mássica da cerveja. A composição da água é papel fundamental para a qualidade e
o estilo da cerveja.
2.1.2 Malte
O malte é a fonte primária de carboidratos, proteínas, lipídios e substâncias
polifenólicas para cerveja e é obtido da germinação de cereais por malteação.
Sendo malteação o processo de ativação do metabolismo do cereal, gerando
enzimas e convertendo o amido do endosperma em açúcares fermentescíveis, que
são necessários para a produção da bebida, pois farão o álcool da cerveja
(DELCOR, 2019). O malte geralmente é obtido em unidades fabris conhecidas como
maltarias, sendo enviado posteriormente para as fábricas cervejeiras.
2.1.3 Lúpulo
O lúpulo é uma planta dioica ou pequeno broto floral da trepadeira Humulus
lupulus L., que é o principal responsável pelo aroma acre e pelo sabor amargo da
cerveja. Utilizam-se apenas as flores femininas, que apresentam grande quantidade
de resinas amargas e óleos essenciais, os quais conferem à cerveja este amargor e
aroma (DELCOR, 2019).
2.1.4 Levedura
O fermento é o ingrediente utilizado para realizar o processo de fermentação
microbiológica dos açúcares no mosto cervejeiro. O fermento cervejeiro comumente
utilizado para a produção de cervejas é a levedura Saccharomyces cerevisiae, com
cepas de alta e baixa fermentação – Ale e Lager, respectivamente. São organismos
anaeróbios facultativos, isto é, produzem energia a partir de compostos de carbono
(carboidratos), tanto em condições aeróbias como em condições anaeróbias. Nas
condições anaeróbias, especificamente, as células da levedura incorporam
açúcares simples, como glicose e maltose, e produzem dióxido de carbono e álcool
como produtos residuais além de ésteres, álcoois superiores, cetonas, vários fenóis
e ácidos graxos (MATOS, 2011).
2.2 Processo Cervejeiro
2.2.1 Maltagem
No processo de maltagem ocorre a preparação dos grãos da fonte de amido
(cevada, trigo, milho). Primeiramente os grãos são postos de molho por
aproximadamente 40h, em seguida é espalhado e fica em repouso por cinco dias. E
então ocorre a secagem no forno, com exposição gradual dos grãos a altas
temperaturas(ENGENHARIA JÚNIOR, 2017).
2.2.2 Mosturação
Também chamada de brassagem, a mosturação é o processo em que o
malte absorve a água, e ao se hidratar ativam as enzimas e dão início a hidrólise do
amido, transformando o amido em maltose e outros açúcares. Os amidos são
degradados em três etapas: gelatinização, liquefação e sacarificação. O primeiro
processo, chamado gelatinização, é a etapa pelas quais as moléculas de amido são
repentinamente quebradas, permitindo que sejam, desta forma, mais facilmente
convertidas pelas enzimas do tipo amilase (BUSCH, 2015).
Figura 1. Processo de mosturação industrial
2.2.3 Fermentação
A fermentação é o processo central do processo. Ele acontece logo após que
o mosto foi preparado, clarificado e resfriado. A fermentação ocorre em duas
etapas, denominadas aeróbia e anaeróbias.
Na etapa aeróbia, as leveduras se reproduzem, aumentando de quantidade
de 2 a 6 vezes; após a fase anaeróbia inicia-se, onde as leveduras realizam a
fermentação propriamente dita, convertendo os açúcares presentes no mosto em
CO2 e etanol. O processo de fermentação dura de 6 a 9 dias, obtendo o mosto
fermentado, uma grande quantidade de CO2, que após ser purificado é enviado para
a etapa de carbonatação da cerveja.
Figura 2. Tanque de fermentação
2.2.4 Maturação
Após a fermentação obtém-se o mosto fermentado, chamado também de
cerveja verde. A cerveja verdade possui uma grande quantidade de microrganismos
e substâncias indesejáveis e para separá-los, promove-se a maturação, que
consiste em “descansar” a cerveja verde nas dornas à uma temperatura de zero
grau (ou menos), durante um período de 15 a 60 dias.
Além de promover a separação dos levedos da cerveja, esta etapa permite a
ocorrência de algumas reações químicas que auxiliam no processo de estabilização
do produto final.
2.2.5 Filtração
A filtração tem o objetivo de remover impurezas que ainda não se
decantaram, e reduzir a turbidez da cerveja. Para realizar a filtração pode-se contar
com diversos tipos de meio filtrante, sendo os mais comuns os filtros de velas
verticais ou placas horizontais, além do uso de terra diatomácea utiliza-se também
como elemento auxiliar à filtração. Pode haver ainda uma etapa final, de filtração
com filtro de cartucho, para polimento.
Figura 3. Cerveja filtrada e janela de observação
2.2.6 Carbonatação
O teor de CO2 existente na cerveja ao final do processo não é suficiente para
atender as necessidades do produto. Desta forma, realiza-se uma etapa de
carbonatação da mesma, por meio da injeção do gás carbônico gerado na etapa de
fermentação. Além disso, eventualmente é injetado gás nitrogênio, com o intuito de
favorecer características de formação de espuma. Após a carbonatação, a cerveja
pronta é enviada para dornas específicas, denominadas “adegas de pressão” –
recipientes onde a bebida é mantida sob condições controladas de pressão e
temperatura, de modo a garantir o sabor e o teor de CO2 até o envase.
Figura 4. Carbonatação e envase
3 INDÚSTRIA CERVEJEIRA
No Brasil um dos mercados mais importantes é o alimentício, representando
9,7% do produto interno bruto (PIB), sendo aproximadamente 2% estabelecido
pelas bebidas.
Nesse setor, em relação às bebidas alcoólicas, a cerveja representa a maior
parte, correspondendo a 87 % do volume consumido no país, segundo dados da
Nielsen. Com grande diferença, a cachaça vem em segundo lugar, com apenas 7 %,
seguida pelas vendas de vinhos e destilados (3 %).Em comparação com os outros
países do mundo, o Brasil ocupa a terceira posição no ranking de maiores
produtores de cerveja, ficando atrás apenas da China e dos Estados Unidos, de
acordo com os dados de 2018, divulgados pela Kirin Global Beer Report
(SACCHAROBEER, 2021).
De acordo com a CervBrasil, o setor cervejeiro é responsável por 1,6 % do
PIB nacional, com arrecadamento de 21 bilhões de reais de impostos ao ano. Além
disso, estima-se que o volume de cervejas produzido seja de 14,1 bilhões de litros
ao ano e que, a cada 1 real investido, 2,5 são gerados na economia
(SACCHAROBEER, 2021).
3.1 Instalação da Indústria Cervejeira no Brasil
As primeiras cervejarias foram fundadas no Rio de Janeiropelos imigrantes
Voegelin & Bager, João Bayer, Henrique Krammer, Carlos Rey & Cia, Augusto
Chedel e Henrique Leiden, Timóteo Duriez e Pedro Gerhardt nos anos
80(LIMBERGER, 2014).
O Brasil chegou a um total de 1.383 cervejarias registradas no Ministério da
Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa). Pela primeira vez, todos os estados
do país registram ao menos uma cervejaria, com a abertura da primeira fábrica no
Acre. Os dados constam no Anuário da Cerveja 2020, divulgado nesta sexta-feira
(30 de abril de 2021) pelo Mapa, que traz estatísticas e dados do setor cervejeiro no
Brasil. Em 2020, foram registradas 204 novas cervejarias e outras 30 cancelaram
seus registros, o que representa um aumento de 174 cervejarias em relação ao ano
anterior, alta de 14,4%(BEER ART - PORTAL DA CERVEJA, 2021).
3.2 Inovações da Indústria Cervejeira
Formada por mais de 50 complexos fabris com tecnologia de padrão mundial,
a indústria cervejeira no brasil é a terceira maior produtora de cerveja no mundo,
além de ser uma das maiores consumidoras.
Segundo Vasconcelos (2017), um grande exemplo de inovação acontece no
setor da cevada, que é a principal fonte de amido da cerveja. Mais de 90% do grão
plantado no país é fruto de pesquisa nacional. Criado há 40 anos, o programa de
melhoramento genético liderado pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
(Embrapa) já lançou no mercado 30 novos cultivares de cevada cervejeira
adaptados às condições de clima e solo. “Com os nossos cultivares, conhecidos
pela sigla BRS, a produtividade mais do que triplicou. Nos anos 1970, a colheita era
por volta de 1 tonelada de cevada por hectare e agora chega a 3,5 toneladas por
hectare”, informa o engenheiro-agrônomo Euclydes Minella, responsável pelo
programa na Embrapa Trigo, em Passo Fundo (RS).
“As novas variedades do grão que desenvolvemos ajudaram a consolidar a
lavoura de cevada cervejeira. Hoje, temos cultivares mais produtivas, com perfil
superior de resistência a doenças e de melhor qualidade industrial. Dificilmente,
sementes de cevada importadas vingam no país. As variedades desenvolvidas aqui
são muito competitivas comercialmente(VASCONCELOS, 2017).
3.3 Desafios da Indústria Cervejeira
As diferenças entre a cerveja artesanal e a cerveja industrial são várias,
como o sabor, o corpo e o aroma, mas todas elas são fruto de variações na
motivação para produção, no processo produtivo e nos ingredientes utilizados,
principalmente.
Iniciar uma produção possui vários desafios, desde burocrático, processo
produtivo, financeiro até a comercialização do produto. Mas o fator que mais
interfere é o da produção, pois a qualidade da cerveja depende das variáveis do
processo, como temperatura, pH, e a forma com que cada ingrediente foi tratado
durante todas as etapas.
Com isso a instrumentação pode entrar como facilitadora do controle e, junto
dela, a diagramação do processo e o dimensionamento dos equipamentos são
fundamentais para garantir um funcionamento ideal de toda a produção(PROPEQ,
2020).
https://propeq.com/post/instrumentacao-na-industria/
https://propeq.com/consultoria-para-industrias/#ddpind
https://propeq.com/post/dimensionamento-processos/
CONCLUSÃO
Neste trabalho, estudamos as etapas da produção de cerveja na indústria
que tem como base a fermentação da cevada onde os açúcares presentes nos
grãos são convertidos em etanol. Observamos o comportamento da produção e
consumo da cerveja no Brasil, em relação a outros países, onde ocupa o terceiro
lugar em um ranking mundial de produção. A indústria cervejeira vem inovando a
cada dia, com pesquisas científicas e maquinários que são necessários para
garantir uma boa qualidade do produto.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA E SILVA, JB. Cerveja. In: Venturini Filho, G. W. Tecnologia de Bebidas.
Edgar Blucher, Brasil, 2005, p.347-380.
DE KEUKELERIE, D. Fundamentals of beer and hop chemistry. Química Nova,
n. 23, p. 108-112, 2000.
BRASIL. Decreto n. 6871, de 04 de junho de 2009. Regulamenta a Lei n. 8.918, de
14 de julho de 1994, que dispõe sobre a padronização, a classificação, o registro, a
inspeção, a produção e a fiscalização de bebidas.
MATOS, Ricardo Augusto Grasel. CERVEJA: PANORAMA DO MERCADO,
PRODUÇÃO ARTESANAL, E AVALIAÇÃO DE ACEITAÇÃO E PREFERÊNCIA.
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