ProducaoArtesanalCerveja-Lopes-2021

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
CURSO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS 
 
 
PAULA FRANÇA NASCIMENTO LOPES 
 
 
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
PRODUÇÃO ARTESANAL DA CERVEJA PREMIUM LAGER COM ADIÇÃO DA 
POLPA DE ABACAXI 
 
 
 
 
Orientadora: Profª. Drª. Kátia Nicolau Matsui 
 
 
 
 
Natal - RN 
2021 
 
 
PAULA FRANÇA NASCIMENTO LOPES 
 
 
PRODUÇÃO ARTESANAL DA CERVEJA PREMIUM LAGER COM ADIÇÃO DA 
POLPA DE ABACAXI 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte – 
UFRN, como requisito para a obtenção do título 
de Bacharela em Engenharia de Alimentos. 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
Profª. Drª. Kátia Nicolau Matsui 
Professora Orientadora 
 
 
Profª. Drª. Márcia Regina da Silva Pedrini 
Membro da Banca 
 
 
Natal - RN 
2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN 
Sistema de Bibliotecas - SISBI 
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede 
 
 Lopes, Paula Franca Nascimento. 
 Produção artesanal da cerveja premium lager com adição da 
polpa de abacaxi / Paula Franca Nascimento Lopes. - 2021. 
 71f.: il. 
 
 Monografia (Graduaçção) - Universidade Federal do Rio Grande 
do Norte, Centro de Tecnologia, Graduação em Engenharia de 
Alimentos, Natal, 2021. 
 Orientadora: Dra. Kátia Nicolau Matsui. 
 
 
 1. Cerveja premium lager - Monografia. 2. Polpa de abacaxi - 
Monografia. 3. Processo produtivo - Monografia. I. Matsui, Kátia 
Nicolau. II. Título. 
 
RN/UF/BCZM CDU 664 
 
 
 
 
Elaborado por RAIMUNDO MUNIZ DE OLIVEIRA - CRB-15/429 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho a minha família que 
a todo tempo me apoiou com muito amor, 
me deu forças para seguir meus sonhos, 
mesmo com a distância e tanta saudade. 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus por ser meu alicerce e principalmente 
nestes anos por me encorajar, alimentar a minha fé, me dar forças para seguir em frente e superar 
todas as dificuldades. 
Aos meus pais, Marcos e Giulliana, por todo amor, suporte, apoio, dedicação, por 
sempre acreditarem e embarcarem nos meus sonhos e mesmo com toda a distância se fizeram 
presente a todo momento. Especialmente, gostaria de agradecer a minha mãe por ser minha 
referência de bondade, ajuda, amor, cuidado, fortaleza, honestidade e que a todo momento 
esteve ao meu lado dividindo minhas alegrias e tristezas, sempre me mostrando o melhor que 
podemos aprender com tudo o que vivemos. Ao meu irmão Marcos Júnior por todo suporte, 
força, brincadeira, amor, pelas ajudas e ser meu exemplo de pessoa, obrigada por toda alegria. 
Aos meus familiares agradeço por todo amor, força, suporte e pelas ligações de vídeo que 
acalentaram o meu coração e me ajudava a diminuir a saudade. 
Aos meus Tios Bruno (in memoriam) e Maurício (in memoriam) que são minha 
referência de honestidade, bondade, simplicidade, dedicação, alegria e sorriso fácil, sempre 
estarão em meu coração e nunca vou me esquecer das nossas brincadeiras. 
Ao meu namorado, Cristian, que me apoiou a todo momento, com muito amor, carinho, 
sorrisos e suas cartinhas de apoio espalhadas em post its que me ajudaram a superar e levar os 
momentos com mais leveza, obrigada por tudo. 
As minhas professoras, por todo ensinamento, troca de experiências e ajudaram a me 
tornar uma profissional melhor de quando entrei na universidade, a vocês todo o meu carinho 
e gratidão. Em especial a minha professora/coordenadora Kátia Matsui, que além de referência 
profissional também tenho como referência pessoal, obrigada por todo carinho, suporte, força, 
conversas e sempre me ajudar a tornar uma pessoa melhor, tenho como uma amiga que quero 
levar para a vida toda. A minha professora/banca Márcia Pedrini, obrigada por todo suporte, 
conhecimento, oportunidades e por ter aceitado fazer parte da minha banca, tenho você como 
uma referência. 
Aos meus amigos Nátali, Marcos e Matheus por embarcarem nessa jornada do curso 
juntos, pelo apoio, dias de estudos, momentos de alegria e superação, tenho vocês em meu 
coração e com vocês o curso se tornou muito mais especial e mais leve, obrigada por todo 
suporte, pelo cuidado e carinho, muita gratidão e amor a vocês. Aos meus amigos do 
 
 
laboratório, em especial o Fábio, obrigada por tanto conhecimento, parceria, amizade e por 
tanto amor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
A abertura de novas cervejarias e o desenvolvimento de novas formulações de cervejas 
artesanais vem crescendo nos últimos anos no Brasil e no mundo. A diversidade nas cervejas 
advém desde a variação e combinação dos cereais, obtenção de distintas colorações, amargor, 
aroma e sabores com adição de ervas, especiarias e frutas. As cervejas com adição de frutas, 
sejam elas em sua forma in natura, essência, polpa ou extrato são uma ótima opção na 
combinação de aroma e sabores, com potencial direcionamento de mercado para os 
consumidores que não são adeptos da cerveja tradicional devido ao seu amargor característico. 
Desta forma, o objetivo deste trabalho foi apresentar um estudo do processo produtivo da 
cerveja artesanal Premium Lager – Puro Malte com adição de polpa de abacaxi, com o nome 
fantasia Strong Pineapple Beer, inserindo na formulação características de uma fruta tropical, 
agradável ao paladar. O desenvolvimento da Strong Pineapple Beer tem o objetivo de 
proporcionar uma experiência sensorial distinta, mesclando o sabor frutado e adocicado do 
abacaxi com as características bem definidas da cerveja premium lager. Este trabalho 
contempla uma revisão bibliográfica da cerveja, seus ingredientes, fluxograma do processo, 
descrição das etapas de produção, layout da indústria, além de um prognóstico simplificado dos 
balanços de massa e de energia, análise econômica do processo, tratamento dos efluentes 
gerados e considerações finais. A análise econômica do processo permitiu obter um custo 
estimado da unidade da cerveja produzida, contendo 473 mL, de R$ 4,23. Com um preço de 
venda de R$7,19 a empresa poderá aplicar o lucro na manutenção do processo e expansão. . 
Desta forma, a indústria foi projetada inicialmente para uma produção de 1500 litros por dia, 
no entanto apresenta uma boa perspectiva de expansão. 
Palavras-chave: cerveja premium lager, polpa de abacaxi, processo produtivo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
The opening of new breweries and the development of new formulations of craft beers has been 
growing in recent years in Brazil and worldwide. The diversity in beers comes from the 
variation and combination of cereals, obtaining distinctive colorations, bitterness, aroma and 
flavors with the addition of herbs, spices and fruits. Beers with added fruit, whether in its raw 
form, essence, pulp or extract are a great option in the combination of aroma and flavor, with 
potential market targeting consumers who are not fans of traditional beer due to its characteristic 
bitterness. The objective of this work was to present a study of the production process of 
Premium Lager - Pure Malt craft beer with the addition of pineapple pulp, with the fantasy 
name Strong Pineapple Beer, inserting in the formulation characteristics of a tropical fruit, 
pleasant to the taste. The development of Strong Pineapple Beer aims to provide a distinct 
sensory experience, blending the fruity and sweet flavor of pineapple with the well-defined 
characteristics of premium lager beer. This work includes a literature review of the beer, its 
ingredients, process flowchart, description of the production steps, industry layout, and a 
simplified prognosis of the mass and energy balances, economicanalysis of the process, 
treatment of the effluents generated, and final considerations. The economic analysis of the 
process allowed to obtain an estimated cost of the unit of beer produced, containing 473 mL, of 
R$4.23. With a sales price of R$7.19 the company will be able to apply the profit in the 
maintenance of the process and expansion. Thus, the industry was initially projected for a 
production of 1500 liters per day, however it presents a good prospect for expansion. 
Keywords: premium lager beer, pineapple pulp, productive process. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1: Grão de malte com diferentes colorações após a torrefação …................................18 
Figura 2: Lúpulo em sua forma de flor …................................................................................18 
Figura 3: Levedura …...............................................................................................................19 
Figura 4: Representação do abacaxi ….....................................................................................20 
Figura 5: Fluxograma do processo de produção da cerveja ….................................................23 
Figura 6: Malte com a casca e malte moído .............................................................................24 
Figura 7: Características do Malte Vienna Barke® ….............................................................25 
Figura 8: Sala de Brassagem - Triblock ...................................................................................25 
Figura 9: Pá de Whirlpool ........................................................................................................27 
Figura 10: Resfriador de mosto a placas ..................................................................................27 
Figura 11: Tanque de fermentação ...........................................................................................28 
Figura 12: Tanque de maturação ..............................................................................................29 
Figura 13: Filtro de terra diatomácea .......................................................................................29 
Figura 14: Máquina Tribloco – Lavagem, Envase e Recravamento ........................................30 
Figura 15: Pasteurizador de latas - tipo Túnel .........................................................................30 
Figura 16: Entrada e Saída de Estoque ....................................................................................31 
Figura 17: Layout Simplificado da Indústria de Cerveja .........................................................33 
Figura 18: Fluxograma dos processos para o balanço de massa ..............................................34 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1: Classificação das Cervejas …...................................................................................16 
Tabela 2: Composição do Abacaxi Cru …...............................................................................21 
Tabela 3: Parâmetros da Cerveja ….........................................................................................35 
Tabela 4: Vazões mássicas (kg/dia) para: álcool, açúcares fermentáveis, levedura, oxigênio, 
dióxido de carbono e leveduras residuais na etapa de fermentação..........................................38 
Tabela 5: Valores das porcentagens de determinação do kg de malte ….................................40 
Tabela 6: Dados da etapa de fervura …....................................................................................48 
Tabela 7: Dados da etapa de resfriamento …...........................................................................51 
Tabela 8: Investimento inicial dos equipamentos …................................................................55 
Tabela 9: Consumo energético mensal da produção …............................................................56 
Tabela 10: Gasto mensal da produção com matéria-prima …..................................................57 
Tabela 11: Gasto Mensal indireto a produção ….....................................................................58 
Tabela 12: Quantidade de colaboradores e salários …….........................................................58 
Tabela 13: Custo da produção da cerveja …............................................................................59 
Tabela 14: Preço de venda da cerveja …..................................................................................59 
Tabela 15: Payback …..............................................................................................................60 
Tabela 16: Comparação com o mercado …..............................................................................61 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS OU SÍMBOLOS 
a.C Antes de Cristo 
EBC European Brewery Convention 
IBU International Bitterness Unit 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 14 
2. REFERENCIAL TEÓRICO ...................................................................................................... 15 
2.1. CERVEJA ................................................................................................................................ 15 
2.1.1. MALTE ................................................................................................................................ 16 
2.1.2. LÚPULO .............................................................................................................................. 18 
2.1.3. LEVEDURA ........................................................................................................................ 19 
2.1.4. ÁGUA ................................................................................................................................... 19 
2.2. ABACAXI ................................................................................................................................ 20 
2.3. ESCOLHA DO PRODUTO ................................................................................................... 21 
2.3.1. CERVEJA ARTESANAL PREMIUM LAGER ................................................................ 21 
3. DESCRIÇÃO DO PROCESSO ................................................................................................. 23 
3.1. FLUXOGRAMA ..................................................................................................................... 23 
3.2. DESCRIÇÃO DAS ETAPAS ................................................................................................. 24 
3.2.1. DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CERVEJA ................................ 24 
3.2.1.1. RECEBIMENTO DA MATÉRIA-PRIMA ................................................................... 24 
3.2.1.2. MOAGEM........................................................................................................................ 24 
3.2.1.3. MOSTURAÇÃO .............................................................................................................. 25 
3.2.1.4. CLARIFICAÇÃO ........................................................................................................... 26 
3.2.1.5. FERVURA ....................................................................................................................... 26 
3.2.1.6. SEPARADOR WHIRLPOOL ......................................................................................... 26 
3.2.1.7. RESFRIAMENTO/AERAÇÃO ..................................................................................... 27 
3.2.1.8. FERMENTAÇÃO ........................................................................................................... 27 
3.2.1.9.MATURAÇÃO E ADIÇÃO DA POLPA DE ABACAXI ............................................ 28 
3.2.1.10. FILTRAÇÃO ................................................................................................................... 29 
3.2.1.11. ENVASE ........................................................................................................................... 30 
3.2.1.12. PASTEURIZAÇÃO ........................................................................................................ 30 
3.2.1.13. ESTOCAGEM ................................................................................................................. 30 
3.2.1.14. CIP (CLEAN-IN-PLACE) ............................................................................................... 31 
3.2.1.15. COMERCIALIZAÇÃO .................................................................................................. 31 
3.3. LAYOUT SIMPLIFICADO .................................................................................................... 31 
4. BALANÇO DE MASSA E DE ENERGIA ................................................................................ 33 
4.1. BALANÇO DE MASSA ......................................................................................................... 34 
4.1.1. FILTRAÇÃO ....................................................................................................................... 35 
4.1.2. MATURAÇÃO .................................................................................................................... 37 
 
 
4.1.3. FERMENTAÇÃO ............................................................................................................... 37 
4.1.4. RESFRIAMENTO/AERAÇÃO ......................................................................................... 40 
4.1.5. SEPARADOR WHIRLPOOL ............................................................................................. 41 
4.1.6. FERVURA ........................................................................................................................... 42 
4.1.7. CLARIFICAÇÃO E MOSTURAÇÃO ............................................................................. 44 
4.2. BALANÇO DE ENERGIA ..................................................................................................... 46 
4.2.1. FERVURA ........................................................................................................................... 46 
4.2.2. RESFRIAMENTO .............................................................................................................. 50 
5. ANÁLISE ECONÔMICA .......................................................................................................... 54 
5.1. INVESTIMENTO INICIAL .............................................................................................. 55 
5.2. GASTO DIRETO DA PRODUÇÃO ................................................................................. 56 
5.2.1. GASTO ENERGÉTICO .................................................................................................. 56 
5.2.2. GASTO DE MATÉRIA-PRIMA .................................................................................... 56 
5.3. GASTO INDIRETO DA PRODUÇÃO ............................................................................. 57 
5.4. DESPESAS DE MANUTENÇÃO ADMINISTRATIVA................................................. 58 
5.5. CUSTO DO PRODUTO ..................................................................................................... 58 
5.6. PREÇO DE VENDA ........................................................................................................... 59 
5.7. PAYBACK ............................................................................................................................. 59 
5.8. ANÁLISE DE MERCADO COM PRODUTOS SIMILARES ....................................... 60 
6. TRATAMENTO DE RESÍDUOS .............................................................................................. 61 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................................... 63 
REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 64 
 
 
 
14 
 
1. INTRODUÇÃO 
A cerveja é considerada uma das bebidas mais consumidas no mundo e está entre as mais 
antigas da história, com os seus primeiros registros realizados na região da Mesopotâmia pelos 
sumérios por volta de 6.000 a 8.000 a.C (SOUZA, 2018; PIMENTA et al., 2020). 
Anteriormente a evolução do processo de produção da cerveja, não se tinha conhecimento sobre 
as mudanças químicas que ocorriam durante a produção e a mesma era feita artesanalmente por 
mulheres para a alimentação de toda a família (SILVA et al., 2016). 
A cerveja era composta antigamente apenas por água, malte e lúpulo segundo a Lei da 
Pureza Alemã, denominada Reinheitsgebot, e não utilizavam a levedura para a fermentação. 
Anos mais tarde acrescentaram o uso da levedura e por meio da Revolução Industrial durante 
o século XVIII, surgiram os primeiros processos industriais da produção da cerveja 
(HORNSEY, 2016). 
Com o passar dos anos, estes processos foram sendo aprimorados quanto a higienização, 
entendimento dos processos químicos, otimização do tempo, temperatura de fermentação, 
quantidade dos ingredientes, qualidade da cerveja e teor alcoólico. A crescente expansão na 
produção de cervejas e a criação de novas cervejarias despertou o interesse pelo 
desenvolvimento de bebidas com diferentes aromas, cores e sabores. O desenvolvimento destas 
novas cervejas é ocasionado devido às mudanças realizadas no processo e escolhas de matérias-
primas, surgindo assim cervejas adicionadas de ervas, especiarias, frutas e diferentes fontes de 
cereais, ampliando a possibilidade de mais consumidores se sentirem atraídos por pelo menos 
um tipo dessa bebida (VASCONCELOS, 2019). 
Frutas cítricas são bastante utilizadas com a finalidade de conferir aroma e gosto frutado à 
bebida, proporcionando maior frescor. Segundo Dinslaken (2017), as frutas, polpas, sucos ou 
extratos de frutas podem ser inseridos em distintas partes do processamento da cerveja como 
na fervura, fermentação ou maturação, conferindo diferentes sabores e aromas ao final da 
produção. 
Dessa forma, o presente Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) tem como objetivo 
apresentar o processo de produção industrial da cerveja artesanal com adição da polpa de 
abacaxi. Assim, serão apresentadas as referências teóricas sobre a cerveja e o abacaxi, o 
processo produtivo da cerveja artesanal, descrevendo cada etapa do processo, acrescido do 
fluxograma do processo, assim como uma estimativa dos balanços de massa, de energia e da 
15 
 
análise econômica do processo. Por fim, apresenta-se o tratamento e destino dos resíduos 
gerados e as considerações sobre o desenvolvimento deste trabalho. 
2. REFERENCIAL TEÓRICO 
2.1 CERVEJA 
A cerveja segundo Müller (2002) é definida como uma bebida alcoólica obtida a partir da 
fermentação do extrato sucedido da fervura do cereal maltado adicionado do lúpulo. A cerveja 
comumente é composta por água, malte, lúpulo e levedura, porém há grande variedade de 
cervejas que possuem em sua receita malte de cevada, de arroz, milho e sorgo ou da combinação 
de maltes de diferentes cereais. A diversidade das cervejas não varia somente o tipo de malte, 
mas também das quantidades e origens do lúpulo e levedura utilizados, possuindo distintas 
classificações e tipos que determinam a sua característica. Dentre os diferentes tipos de 
cervejas, as mais consumidas estão divididas em: Pilsen, Export, Lager, Dortmunder, Munchen, 
Bock, Malzbier, Ale, Stour, Porter e Weissbier (JUNIOR; VIEIRA; FERREIRA, 2009). 
A classificação da cerveja é dividida em 5 tópicos (Tabela 1), no qual a fermentaçãoé 
definida a partir da temperatura em graus celsius (ºC) utilizada para o processo. Contudo, a 
classificação em temperaturas mais baixas é definida como baixa fermentação e alta 
fermentação para maiores temperaturas. O extrato primitivo (EP) determina a porcentagem de 
açúcares (ºBrix) presente no mosto, obtido no processo de mosturação, que é necessário para 
se iniciar o processo de fervura, que também pode ser representado pela nomenclatura Plato 
(ºP) que indica quantos gramas de açúcares estão presentes em 100 mL de mosto 
(ABOUMRAD; BARCELLOS, 2015). 
A cor da cerveja é definida por unidade de EBC (European Brewery Convention), que 
representa uma medida de coloração ou turvação das cervejas, sendo escuras as cervejas com 
20 unidades ou mais de EBC e a cerveja clara com menores que 20 unidades de EBC (AGUIAR; 
RODRIGUES JUNIOR, 2019). O teor alcoólico da cerveja tem o objetivo de informar o 
percentual de álcool presente, sendo classificada como alcoólica quando contém álcool igual 
ou acima de 0,5% e zero álcool para valores menores que 0,5% (SINDICERV, 2020). O teor 
de extrato final também representa a porcentagem de açúcares presente na cerveja. 
Dentre estas classificações, segundo Cervesia (2021), é possível classificar a cerveja quanto 
a concentração de malte de cevada utilizado, no qual são divididas em: 
1. Cerveja puro malte - composta por 100% de malte de cevada; 
16 
 
2. Cerveja - em sua receita há 50% ou mais de malte de cevada; 
3. Cerveja acrescida do nome do vegetal em maior quantidade - composta por malte de 
cevada maior que 20% e menor que 50% em peso. 
Tabela 1: Classificação das Cervejas 
 
Fonte: (Sindicerv, 2020) 
Os principais ingredientes como o malte, água, lúpulo e levedura possuem suas 
especificidades necessárias para a obtenção da cerveja com boa qualidade. Entretanto, 
ingredientes como adjuntos, coadjuvantes e conservantes também podem ser utilizados, porém 
dependem do tipo de processamento. Segundo Menezes (2019), os processos industriais 
utilizam produtos químicos objetivando acelerar o tempo de produção e estabilidade da bebida, 
entretanto processos artesanais tendem a não utilizar estes produtos buscando uma cerveja mais 
pura. 
2.1.1 MALTE 
O malte (Figura 1) é o resultado do processo de malteação realizado no cereal antes de 
ser moído. O mesmo pode ser obtido de diversos cereais desde que contenha o nome de malte 
17 
 
de, por exemplo, malte de milho, pois o nome malte se refere somente ao malte advindo da 
cevada (TOZETTO, 2017; MENEZES, 2019). 
A malteação é um processo de preparo muito importante para o malte, por ativar as 
enzimas presentes no grão que transformarão o amido em açúcares que são a fonte de alimento 
das leveduras. Segundo Santos e Ribeiro (2005) e Lemos (2017), o processo de preparo do 
malte é composto por três etapas (maceração, germinação e secagem): 
Maceração - o grão da cevada será umidificado pela adição de água em temperaturas 
controladas até que todos os grãos atinjam 45% em teor de umidade. Desta forma é possível 
que o grão saia do seu estado de dormência devido a umidade incorporada para iniciar o 
processo de germinação. 
Germinação - processo responsável pela formação das enzimas e raízes do grão de 
cevada que se tornará malte. Os grãos são direcionados para estufas com controle de 
temperatura e umidade, pois o grão necessita manter o teor de umidade de 45% para que ocorra 
o processo de germinação. 
Secagem - processo que interrompe a germinação por meio do fluxo de ar que os grãos 
são expostos. Inicialmente a secagem ocorre entre 45 a 60ºC para a retirada de excesso de 
umidade do malte. Em seguida a temperatura aumenta para a realização do processo de cura 
que define características como aroma, sabor e cor. A temperatura e o tempo utilizado variam 
com o tipo de malte que se quer obter, mas a temperatura comumente usada varia entre 80 a 
100ºC. 
A principal cevada utilizada para obtenção do malte é o da espécie Hordeum vulgare 
L., mas a escolha do malte de diferentes cereais depende do tipo de cerveja que se quer produzir, 
custo de produção e características sensoriais e visuais desejadas. O grão de malte é composto 
por casca, endosperma, aleurona, embrião e em sua estrutura, como parâmetro industrial de 
produção da cerveja espera-se que o grão contenha um teor de amido de 61% (LIZARAZO, 
2003). 
O malte possui um papel fundamental na produção da cerveja, em que após a moagem 
a casca auxilia na formação da torta que atua como um filtro no processo de clarificação, é 
responsável pela formação da cor da cerveja devido a Reação de Maillard durante o processo 
de fervura e também durante a secagem do malte (Figura 1), responsável pela formação da 
18 
 
espuma, assim como ser a principal fonte dos açúcares presente na cerveja (ABOUMRAD; 
BARCELLOS, 2015; TOZETTO, 2017). 
Figura 1: Grão de malte com diferentes colorações após a torrefação 
 
Fonte: (ARTESANAL, 2018) 
2.1.2 LÚPULO 
O lúpulo denominado Humulus lupulus L (Figura 2), é uma planta responsável por 
conferir o amargor e aroma da cerveja. Composta por flores femininas e masculinas, apenas as 
flores femininas são utilizadas para a fabricação da cerveja por conterem maior quantidade de 
lupulina que representa a resina que confere o amargor e o aroma das cervejas, assim como os 
óleos essenciais presentes (JUNIOR; VIEIRA; FERREIRA, 2009; TOZETTO, 2017). 
Os lúpulos são obtidos tanto na sua forma de flor, como também em formato de pellets, 
pós e extratos. Além de contribuírem para a formação característica do amargor e aroma, atuam 
como um conservante natural da cerveja por sua ação antibacteriana e na etapa de fervura evita 
a formação de espuma (SOUZA, 2018; MENEZES, 2019). 
A quantidade de lúpulo utilizado durante a etapa de fervura depende do tipo de cerveja 
que se quer produzir. A unidade amargor da cerveja é denominado International Bitterness Unit 
(IBU), no qual quanto maior o IBU da cerveja maior será o seu amargor (TOZETTO, 2017). 
Figura 2: Lúpulo em sua forma de flor 
 
Fonte: (PETRA, 2017) 
19 
 
2.1.3 LEVEDURA 
A levedura cervejeira (Figura 3), principal ingrediente para transformar o mosto em 
cerveja, é responsável pela conversão do açúcar em álcool e dióxido de carbono (CO2) no 
processo de fermentação, sendo a levedura comumente usada a da espécie Saccharomyces 
cerevisae (JUNIOR; VIEIRA; FERREIRA, 2009). 
Componentes do Reino Fungi, as leveduras possuem excelente capacidade de conversão 
das estruturas químicas, trabalham em condições aeróbias e anaeróbias transformando a glicose 
em água e CO2 e em álcool e CO2, respectivamente (BORTOLI et al., 2013; SOUZA, 2018). 
Assim como os demais ingredientes da cerveja, o tipo de levedura usada depende do 
tipo da cerveja e quanto ao tipo de fermentação. As cervejas de alta fermentação utilizam a 
levedura Saccharomyces cerevisiae, enquanto as cervejas de baixa fermentação utilizam a 
espécie Saccharomyces uvarum (BORTOLI et al., 2013). 
Figura 3: Levedura 
 
Fonte: (ROSENTHAL, 2018)) 
2.1.4 ÁGUA 
No processo de produção da cerveja utiliza-se água potável, mas para atender os 
parâmetros da água utilizada, denominada água cervejeira, é necessário passar por um 
tratamento prévio de correções em sua estrutura química para atender o tipo de cerveja que se 
quer produzir (JUNIOR; VIEIRA; FERREIRA, 2009). 
Compondo 92% da bebida, a água cervejeira deve ser potável, composta por sais 
minerais, inodora, não interferir no sabor e aroma e possuir o pH neutro (6,5 a 8) para auxiliar 
nas atividades das enzimas no processo de mostura, convertendo o amido em açúcares 
(ABOUMRAD; BARCELLOS, 2015; SOUZA, 2018). 
20 
 
Segundo Junior, Vieira e Ferreira (2009), cervejas mais amargas requerem águas com 
teores elevados de sulfato de cálcio, entretanto altos teores de carbonato de cálcio são ideais 
para cervejas escuras e com maior dulçor. 
2.2 ABACAXI 
Frutode origem das regiões tropicais e subtropicais o abacaxi (Figura 4), denominado como 
Ananas comosus L, pertence à família Bromeliaceae. O abacaxi é composto por casca, polpa, 
haste central e coroa ou tufo de folha e pesa em média entre 1 a 3 quilos (GRANADA; 
ZAMBIAZI; MENDONÇA, 2004; MIRANDA, 2015). 
Figura 4: Representação do abacaxi 
 
Fonte: (ABRAFRUTAS, 2019) 
A polpa do abacaxi, que pode ser encontrada nas colorações branca, amarela e 
laranja/avermelhado, e é comumente usada para a elaboração de sucos, doces, picolés, geleias, 
mas também é utilizado para a fabricação de vinhos (GRANADA; ZAMBIAZI; MENDONÇA, 
2004). 
A fruta cítrica possui ótima aceitação entre seus consumidores devido ao aroma e sabor 
característico. A sua composição (Tabela 2), pode variar de acordo com a maturação do fruto e 
período de produção. Dentre os carboidratos presentes, estes são divididos em 5,06% açúcares 
redutores e 15,01% totais, além de contar com 0,35% ácido cítrico, 16,2% sólidos solúveis 
totais e pH ótimo de 4,5 que auxiliam no processo fermentativo quando usado em fabricação 
de cervejas (PINTO,2015). 
Segundo Araújo et al. (2009), o abacaxi que possui ótimas atividades fermentativas e 
deveria ser melhor aproveitado em processos industriais. O autor citou o vinho como exemplo, 
por possuir excesso em sua produção que muitas vezes é apenas utilizado para consumo da fruta 
fresca e acaba gerando desperdícios. 
21 
 
Tabela 2: Composição do Abacaxi Cru 
 
Fonte: (TACO, 2011) 
2.3 ESCOLHA DO PRODUTO 
2.3.1 CERVEJA ARTESANAL PREMIUM LAGER 
Entre as bebidas mais consumidas no mundo, segundo a Sindicerv (2020), a cerveja 
atingiu o consumo de 13 bilhões de litros por ano no Brasil e movimentou o mercado nacional 
em 77 bilhões de reais de faturamento em 2019, gerando cada vez mais empregos devido ao 
grande aumento de novas cervejarias tanto industriais quanto artesanais. 
Entre os tipos de cervejas mais consumidas no Brasil, as da família Lager são as cervejas 
mais aceitas pelos consumidores devido a refrescância proporcionada por meio da maior 
carbonatação, sendo que a cerveja do tipo Premium Lager possui amargor característico 
atribuído a maior quantidade de lúpulo presente em sua formulação (LARA, 2018). Segundo 
De Jesus, et al (2017), a cerveja do tipo Premium Lager tem como características a baixa 
fermentação, coloração dourada, corpo médio, maior amargor com variação de 15 a 25 IBUs, 
teor alcoólico entre 4,6 a 6%, coloração entre 3,9 a 11,8 EBC e densidade da cerveja esperada 
entre 1,046 a 1,056 g/L. 
22 
 
Os sabores que as cervejas proporcionam nem sempre são agradáveis ao paladar de 
determinados consumidores. Como uma alternativa para atrair este público vem crescendo os 
números de cervejas com adição de frutas (fruit beers) para conferir o sabor frutado à bebida 
(BARBOSA, 2019). 
As Fruit beers são tipos de cervejas que usam frutas ou combinações de diversas frutas 
em sua formulação, visando harmonizar o sabor e aroma com o tipo de cerveja que será 
produzido e evidenciar o sabor da fruta utilizada (SANTOS, 2018). O consumo das fruit beers 
estão crescendo no Brasil e no Mundo buscando cada vez mais agradar a todos os consumidores. 
No mercado há cervejas elaboradas com uva, morango, hortelã, amora, maracujá e framboesa. 
O abacaxi, por ser uma fruta tropical, tem sido uma ótima opção de fruta na fabricação de 
cerveja, porém ainda é pouco explorada a sua utilização e as cervejas com adição de abacaxi 
existentes possuem valores altos restringindo o público consumidor. 
Dessa forma, a cerveja escolhida para o desenvolvimento deste trabalho é a cerveja 
artesanal do tipo Premium Lager adicionada de polpa de abacaxi com o objetivo de trazer o 
sabor frutado, minimizando o amargor por meio da doçura conferida pela fruta, além de atribuir 
aroma da fruta à bebida, aumentar o público consumidor e obter uma cerveja com qualidade e 
baixo custo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
23 
 
3 DESCRIÇÃO DO PROCESSO 
3.1 FLUXOGRAMA 
Na Figura 5 estão apresentadas as etapas do processo produtivo da cerveja artesanal 
Premium Lager com a adição de polpa de abacaxi, por meio de um fluxograma vertical. As 
caixas em cinza representam a adição das matérias-primas e as caixas em vermelho indicam a 
geração de resíduos. 
Figura 5: Fluxograma do processo de produção da cerveja 
 
Fonte: Autora 
24 
 
3.2 DESCRIÇÃO DAS ETAPAS 
3.2.1 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CERVEJA 
As etapas indicadas na Figura 5 estão descritas detalhadamente a seguir, juntamente 
com os equipamentos utilizados para a realização de cada processo de transformação. 
3.2.1.1 RECEBIMENTO DA MATÉRIA-PRIMA 
O início do processamento consiste no recebimento das matérias-primas. Os 
ingredientes são adquiridos de produtores terceiros e que garantam a qualidade dos produtos 
para que possam ser inseridos diretamente na produção. O malte, lúpulo, fermento e polpa de 
abacaxi, são armazenados na sala de estocagem para conferência e organização da ordem de 
saída das matérias-primas. 
As polpas de abacaxi são armazenadas em geladeiras comerciais para manter a 
segurança, qualidade e sua vida de prateleira até a entrada no processamento. Desta forma 
minimiza desperdícios devido ao mau armazenamento, que pode oferecer um ambiente ótimo 
para crescimento microbiano. 
3.2.1.2 MOAGEM 
O grão de malte possui uma casca protetora (Figura 6) do endosperma, no qual contém 
o amido que é hidrolisado durante a etapa de mostura, disponibilizando os açúcares que são 
fermentados (TOZETTO, 2017). A disposição do amido ocorre por meio da moagem dos grãos 
através do moinho de malte com dois pares de rolos cilíndricos. Esta etapa deve ser realizada 
de maneira adequada sem que ocorra a ruptura extrema ou mínima da casca e do endosperma 
que prejudicam a qualidade do malte liberando substâncias indesejáveis à bebida, dificultando 
a filtração, provocando turvação e perda de rendimento (MALTE, 2016). 
Figura 6: Malte com a casca e malte moído 
 
 Fonte: Agrária Malte 
25 
 
O malte utilizado será o Malte Alemão Vienna Barke® da marca Weyermann que traz 
a coloração desejada, sabores mais intensos de malte e adocicados como leves notas de mel, 
avelã e amêndoas representados pela Figura 7 (MALTE, 2020). 
Figura 7: Características do Malte Vienna Barke® 
 
Fonte: Agrária Malte 
3.2.1.3 MOSTURAÇÃO 
A formação do mosto ocorre através da adição da água cervejeira e do malte moído na 
tina de mostura. No início do processo, a água pré-aquecida a 65ºC por 40 minutos, entra em 
contato com o malte moído liberando as enzimas α-amilase e β-amilase (JUNIOR; VIEIRA; 
FERREIRA, 2009). No tratamento enzimático ocorre a hidrólise do amido disponibilizando os 
açúcares como glicose, maltose e dextrinas, formando uma solução açucarada denominado 
mosto (SANTOS; RIBEIRO, 2005; TOZETTO, 2017). A tina de mostura compõem a sala de 
brasagem (Figura 8), combinada por três tinas: mostura, clarificação e fervura. 
Figura 8: Sala de Brassagem - Triblock 
 
Fonte: EGISA 
26 
 
3.2.1.4 CLARIFICAÇÃO 
Nesta etapa o mosto e o bagaço de malte (parte sólida) são encaminhados para a tina de 
clarificação, integrante da sala de brasagem (Figura 8), onde ocorre a separação do mosto da 
parte sólida via filtração. A filtração é feita a partir da torta de filtro formada pela parte sólida 
insolúvel composta por resíduos como casca, proteínas coaguladas e paredes celulares 
(SOUZA, 2018). 
O mosto primário é o produto da recirculação do mosto para diminuir a sua turvação e 
quantidade de partículas suspensas, resultando em um mosto clarificado. O processo é realizado 
com a tina de clarificação aquecida a 78ºC. Em seguida, para obtenção do mosto secundário é 
realizada a lavagem do bagaço do malte com água quente a 78ºC, extraindo o restante de 
açúcares presentes (MALTE, 2016). A etapa de clarificaçãopossui uma duração de 90 a 120 
minutos. 
3.2.1.5 FERVURA 
O mosto após a clarificação é direcionado para a tina de fervura que compõe a terceira 
tina da sala de brasagem (Figura 8). A fervura é iniciada no momento em que o mosto atinge 
100ºC após 30 minutos de aquecimento e passa pelo processo de fervura durante 80 minutos. 
Esta etapa é muito importante por realizar a esterilização do mosto, realçar a cor por meio da 
reação de Maillard, ser responsável pela formação da espuma, concentrar o mosto e retirar 
componentes indesejáveis via evaporação (ABOUMRAD; BARCELLOS, 2015; 
MALTE,2016) 
Na etapa de fervura, componentes solúveis são extraídos do lúpulo adicionado devido a 
isomerização do α-ácido conferindo o amargor ao mosto. Segundo Tozetto (2017), o lúpulo tem 
o seu amargor intensificado ao ser adicionado no início da fervura e pode ser adicionado no 
final para desenvolver o aroma desejado. Dois tipos de lúpulo vão ser adicionados à bebida: 
60% em massa do lúpulo Hallertau Magnum no início da fervura sendo responsável pelo 
amargor; e no final da fervura 40% em massa do lúpulo Hallertau Tradition, conferindo o 
aroma a cerveja (MALTE, 2020). 
3.2.1.6 SEPARADOR WHIRLPOOL 
Durante o processo de fervura ocorre a formação do Trub, que são impurezas floculadas 
que precisam ser retiradas para evitar sabores e aparência indesejáveis à cerveja. O Trub 
formado durante a fervura pode ser denominado como Trub quente ou grosso. A retirada destas 
impurezas é feita em um tanque com o auxílio da pá de Whirlpool (Figura 9), realizando um 
27 
 
processo de decantação das partículas suspensas por meio da rotação centrípeta, depositando o 
Trub no fundo do separador (SANTOS; RIBEIRO, 2005; SOUZA, 2018). Esta etapa também 
pode ser chamada de clarificação. 
Figura 9: Pá de Whirlpool 
 
Fonte: Indupropil 
3.2.1.7 RESFRIAMENTO/AERAÇÃO 
Anteriormente a inserção das leveduras é necessário realizar o resfriamento do mosto 
que é feito em trocador de calor a placas (Figura 10). O mosto é resfriado a temperaturas baixas 
que são usadas durante a etapa de fermentação para não causar modificações nas leveduras 
prejudicando assim o processo (ABOUMRAD; BARCELLOS, 2015). A cerveja Premium 
Lager por ser uma cerveja de baixa fermentação deve resfriar o mosto entre 7 a 14ºC 
(MALTE,2016). 
O processo de aeração do mosto ocorre antes da inserção das leveduras e tem como 
objetivo auxiliar a rápida reprodução da levedura (MENEZES, 2019). 
Figura 10: Resfriador de mosto a placas 
 
Fonte: EGISA 
3.2.1.8 FERMENTAÇÃO 
Após a etapa de resfriamento o mosto é direcionado para o fermentador (Figura 11). 
Anteriormente à fermentação, as leveduras são hidratadas e utilizam o oxigênio para sua 
28 
 
reprodução e adaptação ao mosto (SOUZA,2018). O ambiente aeróbio é muito importante para 
o início da fermentação, para que não haja alterações no sabor da bebida, comprometendo sua 
qualidade (OLIVEIRA, 2011). Denominado como fermentação primária, o processo de 
fermentação tem função principal realizar a conversão dos açúcares presentes, por meio das 
leveduras em um ambiente anaeróbio, em álcool e gás carbônico (CO2) (PALMER, 2006). 
A cerveja Premium Lager é uma bebida de baixa fermentação, em que é utilizado a 
levedura Saccharomyces uvarum a temperaturas que variam entre 7 à 14ºC durante um período 
de 7 a 10 dias (BORTOLI et al., 2013). 
Durante a produção da cerveja na etapa de maturação ocorre o processo de carbonatação 
que consiste em adicionar CO2 ao mosto fermentado. Entretanto, por ser uma produção de 
pequeno porte, a formação do gás carbônico é realizada através da etapa de fermentação e 
favorecida pela adição da polpa na etapa de maturação, não sendo necessário a adição a mais 
de CO2 na etapa de maturação (TOZETTO, 2017). 
Figura 11: Tanque de fermentação 
 
Fonte: Panelox 
3.2.1.9 MATURAÇÃO E ADIÇÃO DA POLPA DE ABACAXI 
Finalizada a fermentação, as leveduras floculam e se concentram no fundo do 
fermentador devido a diminuição das suas atividades sem a presença dos açúcares que foram 
consumidos. Contudo, são retiradas e reaproveitadas para a próxima produção de cerveja 
(SANTOS; RIBEIRO, 2005; DIAS, 2020). 
O mosto advindo da fermentação primária é direcionado para o tanque de maturação 
(Figura 12) no qual permanecerá por 15 a 60 dias à 0ºC (SANTOS; RIBEIRO, 2005). O 
processo de maturação ou fermentação secundária possui o objetivo de refinar o mosto, 
denominado como caldo verde, retirar compostos indesejáveis, como acetil e acetaldeídos que 
29 
 
são formados durante a fermentação e acentuar os aromas e sabores desejados a cerveja 
(ABOUMRAD; BARCELLOS, 2015). 
Segundo Barbosa (2019), a adição da fruta no processo de maturação tem como 
finalidade atenuar o aroma e sabor de fruta fresca à bebida. A polpa do abacaxi por conter alto 
teor de fibras no total de 1 g segundo Taco (2011), deve ser previamente tratada anteriormente 
à sua adição ao processo. A polpa será filtrada para a retiradas das fibras presentes e assim não 
ocasionar alterações no aroma e sabor da cerveja. Após a filtração a polpa é pasteurizada a fim 
de eliminar microrganismos presentes. 
Contudo, nesta etapa é adicionado a polpa de abacaxi atentando-se para o teor de açúcares 
da polpa e assim não gerar o excesso de carbonatação após o envase. Dessa forma é necessário 
que o tanque contenha espaço no topo, caso ocorra o excesso de fermentação por meio dos 
açúcares presentes do abacaxi. 
Figura 12: Tanque de maturação 
 
Fonte:EGISA 
3.2.1.10 FILTRAÇÃO 
A etapa de filtração é realizada por filtro de terra diatomácea (Figura 13) e tem como 
função realizar a retirada dos sólidos ainda presentes que não decantaram durante a 
fermentação, denominados Trub frio ou fino, além de promover a clarificação final. Os sólidos 
ainda presentes são compostos por bagaços da polpa de abacaxi caso houver e demais impurezas 
presentes na cerveja. (SANTOS; RIBEIRO, 2005). 
Figura 13: Filtro de terra diatomácea 
 
Fonte:EGISA 
30 
 
3.2.1.11 ENVASE 
Em seguida, a cerveja devidamente filtrada será encaminhada para o envase, este feito 
pela envasadora (Figura 14) de latas de alumínio contendo 473 mL. As latas são adquiridas de 
fornecedores terceiros. Anteriormente ao envase, as latas são higienizadas corretamente pelo 
próprio equipamento a fim de evitar qualquer contaminação cruzada com o produto final. 
Figura 14: Máquina Tribloco – Lavagem, Envase e Recravamento 
 
Fonte: Tech 
3.2.1.12 PASTEURIZAÇÃO 
O processo de pasteurização realizado pelo pasteurizador do tipo túnel (Figura 15), tem 
o objetivo de inativar microrganismos presentes que podem conferir aromas e sabores 
indesejáveis à cerveja, assim como aumentar a vida útil da bebida por meio do aquecimento a 
60ºC por 10 min que em seguida é resfriado a 4ºC (SANTOS; RIBEIRO, 2005; ABOUMRAD; 
BARCELLOS, 2015; CERVEJARIA, 2017). 
Figura 15: Pasteurizador de latas - tipo Túnel 
 
Fonte: Industry 
3.2.1.13 ESTOCAGEM 
Posterior a pasteurização, as latas são direcionadas para a sala de estoque e organizadas 
por ordem de produção. O lote de cerveja que for fabricado primeiro, será direcionado para os 
pontos de venda conforme a Figura 16. O sistema de organização do estoque, possui a 
31 
 
denominação de PEPS primeiro que entra é o primeiro que sai ou FIFO em inglês (first in, first 
out), ou seja, leva em consideração a fabricação e validade do produto (FERREIRA, 2020). 
 
Figura 16: Entrada e Saída de Estoque 
 
Fonte: Autora 
3.2.1.14 CIP (CLEAN-IN-PLACE) 
O sistema de limpeza utilizado nos tanques, tubulações e equipamentos do processo de 
produção é composto por um sistema automático denominado clean-in-place, ou seja, limpeza 
no lugar, de forma que não haja a necessidade de desmontagem ou deslocamento dos itens 
mencionados para que efetivamente sejam higienizados (SANTOS; RIBEIRO, 2005).A 
limpeza é realizada após cada batelada de produção da cerveja. 
Segundo Santos e Ribeiro, (2005), a sequência de limpeza é descrita por: remoção de 
sujidades por água, enxague com água, limpeza com substâncias químicas alcalinas, enxágue 
com água, lavagem com substâncias ácidas e enxágue novamente com água. Esta sequência 
tem como objetivo realizar a limpeza e desinfecção do sistema de produção a fim de minimizar 
e eliminar quaisquer riscos de contaminação. 
3.2.1.15 COMERCIALIZAÇÃO 
A cerveja é distribuída e comercializada em pontos de vendas estratégicos como: 
restaurantes, mercados e public house (PUB). Os restaurantes e mercados proporcionam maior 
visualização do produto para diversos públicos, tornando-se um vendedor oculto da cerveja. Os 
PUB’s são excelentes pontos de venda por internalizar a cultura de consumo de cervejas 
artesanais. 
3.3 LAYOUT SIMPLIFICADO 
A Figura 17 representa o layout simplificado da indústria de cerveja que contém 700 m², 
seguindo a norma estabelecidas pela Portaria 326 do Ministério da Saúde que trata sobre as 
32 
 
Condições Higiênico-Sanitárias e Boas Práticas de Fabricação para Estabelecimentos 
Produtores/Industrializadores de Alimentos (BRASIL, 1997). 
O layout da indústria foi desenhado pensando na higiene e segurança dos produtos e dos 
trabalhadores, com o recebimento da matéria-prima pelo lado esquerdo da planta e a saída pelo 
lado direito buscando evitar qualquer possibilidade de contaminação cruzada. Anteriormente a 
entrada dos colaboradores na produção, os mesmos passam pelos vestiários para que coloquem 
a vestimenta correta, guardem os seus pertences e sigam para a sala de preparo para a produção 
onde são higienizadas as mãos e botas e vestidos os equipamentos de proteção individual (EPI). 
A área de produção conta com um amplo espaço de circulação que foi enumerada representando 
os seguintes processos: 
1. Moagem 
2. Sala de Brassagem (Mostura, Clarificação e Fervura) 
3. Separador Whirlpool 
4. Resfriamento e Aeração 
5. Fermentação 
6. Maturação 
7. Filtração 
8. Envase 
9. Pasteurização 
10. Tubulação que leva ao sistema de tratamento de efluentes 
11. Pré-tratamento 
12. Tratamento Primário 
13. Tratamento Secundário 
14. Tratamento Terciário 
 
 
 
33 
 
Figura 17: Layout Simplificado da Indústria de Cerveja 
 
Fonte: Autora 
4 BALANÇO DE MASSA E DE ENERGIA 
O balanço de massa da produção da cerveja artesanal Premium Lager com adição de polpa 
de abacaxi foi descrito separadamente para oito etapas do processo. Enquanto o balanço de 
energia foi realizado apenas para duas etapas. Os balanços realizados são o resultado do 
levamento de dados obtido por meio dos estudos teóricos. 
34 
 
4.1 BALANÇO DE MASSA 
O princípio do balanço de massa tem como base a lei da conservação de massa ou Lei 
de Lavoisier, que diz que na natureza nada se cria, nada se perde e sim, tudo se transforma 
(JÚNIOR; CRUZ, 2011). Esta lei, determina os fluxos de entrada e de saída de cada etapa do 
processo, além dos fluxos de geração, consumo e acúmulo, descritos na Equação (1). 
 𝑑�̇�/𝑑𝑡 = (𝛴�̇�𝑒 − 𝛴�̇�𝑠) + 𝛴�̇�𝑔 − 𝛴�̇�𝑐𝑜 (1) 
 Sendo, 
𝛴�̇�𝑒 o somatório das vazões mássica de entrada; 
𝛴�̇�𝑠 o somatório das vazões mássica de saída; 
𝛴�̇�𝑔 o somatório das vazões mássica de geração; 
𝛴�̇�𝑐𝑜 o somatório das vazões mássica de consumo; 
𝑑�̇�/𝑑𝑡 a vazão mássica do acúmulo. 
 
O balanço de massa foi realizado para as seguintes etapas (Figura 18): mosturação, 
clarificação, fervura, separador Whirlpool, resfriamento/aeração, fermentação, maturação e 
filtração. O processo de produção da cerveja é realizado em batelada sem o acúmulo de 
insumos, ou seja, 𝑑�̇�/𝑑𝑡 é igual a 0. 
Figura 18: Fluxograma dos processos para o balanço de massa 
 
Fonte: Autora 
O balanço de massa foi dimensionado para a produção de 1500 litros (L) de cerveja por 
batelada/dia, que serão envasadas em latinhas contendo 473 mL, alcançando uma produção 
35 
 
final de 3171 unidades de latinhas de cerveja. O cálculo do balanço de massa foi baseado no 
estudo de Delcor (2019), em que a quantidade em vazão mássica das etapas e dos ingredientes, 
são determinados a partir da quantidade de litros de cerveja que se quer obter por batelada. 
Dessa forma, o cálculo foi realizado a partir da etapa final do processo, que é a filtração. 
Para a efetivação dos cálculos, alguns parâmetros iniciais da cerveja premium lager 
foram pré-definidos na Tabela 3 a partir da receita estudada por De Jesus, et al (2017). 
Tabela 3: Parâmetros da cerveja premium lager 
 
Fonte: (De Jesus, et al 2017) 
4.1.1 FILTRAÇÃO 
A etapa de filtração possui a entrada do mosto maturado e duas saídas, sendo elas o 
Trub frio e a cerveja acabada. Durante a etapa de fermentação ocorre a retirada das leveduras 
residuais (a maior parte dos resíduos), mas durante a etapa de maturação junto da adição da 
polpa de abacaxi (considerando que tenha o teor mínimo de resíduos sólidos) podem surgir 
impurezas (Trub frio) e se faz necessário realizar a filtração/acabamento final da cerveja. 
Considera-se que o Trub frio representa 0,1% do mosto já maturado. Contudo, o balanço de 
massa global da etapa de filtração é expresso como: 
 �̇�𝑚𝑚 = �̇�𝑐 + �̇�𝑡𝑓 (2) 
Sendo: 
�̇�𝑚𝑚 a vazão mássica do mosto maturado (kg/dia); 
�̇�𝑐 a vazão mássica da cerveja final (kg/dia); 
�̇�𝑡𝑓 a vazão mássica do Trub frio (kg/dia). 
36 
 
A vazão volumétrica da cerveja final foi definida como 1500L/dia e sua densidade final 
em 1,048 kg/L segundo a Tabela 3. Dessa forma, a vazão mássica da cerveja foi determinada a 
partir do produto da densidade e vazão volumétrica, mostrado pela Equação (3). 
 𝜌 =
�̇�
�̇�
 (3) 
 
Sendo, 𝜌= densidade (kg/L); �̇�= massa (kg/dia); �̇�= volume (L/dia). 
 
A vazão mássica da cerveja será: 
 𝑚𝑐̇ = 𝜌 ∗ �̇� 
Sendo: 
�̇�𝑐 a massa de cerveja. 
 
 
 𝑚𝑐̇ = 1,048 𝑘𝑔/𝐿 ∗ 1500 𝐿/𝑑𝑖𝑎 
 𝑚𝑐̇ = 1572 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
Para a determinação da vazão mássica do mosto maturado, foi necessário determinar a 
quantidade de Trub frio que deixa o processo. O Trub frio representa 0,1% da vazão mássica 
do mosto maturado, então temos que: 
 �̇�𝑡𝑓 = 0,001 ∗ �̇�𝑚𝑚 (4) 
 
Ao substituir a Equação (4) na Equação (2), encontra-se a vazão mássica do mosto 
maturado e a em seguida do Trub frio: 
 �̇�𝑐 = �̇�𝑚𝑚 − �̇�𝑡𝑓 
 �̇�𝑐 = �̇�𝑚𝑚 − 0,001 �̇�𝑚𝑚 
 1572 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 = �̇�𝑚𝑚 − 0,001 �̇�𝑚𝑚 
 �̇�𝑚𝑚 = 1573,57 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
Contudo, a vazão mássica do Trub frio (Equação 4) é igual a: 
 �̇�𝑡𝑓 = 0,001 ∗ �̇�𝑚𝑚 
 �̇�𝑡𝑓 = 0,001 ∗ 1573,57 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑡𝑓 = 1,57 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
37 
 
4.1.2 MATURAÇÃO 
Durante a etapa de maturação ocorre a adição da polpa de abacaxi. Segundo Artesanal 
(2018), para cada 20 L de cerveja são adicionados em média 150 g de polpa de abacaxi. Para a 
formulação de 1500L da cerveja premium lager foi adicionado 11250 g ou 11,25 kg da polpa 
de abacaxi. O balanço de massa global da etapa de maturação é representado por: 
 �̇�𝑝𝑎 + �̇�𝑚𝑓 = �̇�𝑚𝑚 (5) 
Sendo: 
�̇�𝑝𝑎 a vazão mássica da polpa de abacaxi; 
 �̇�𝑚𝑓 a vazão mássica do mosto fermentado. 
�̇�𝑚𝑚 a vazão mássica do mosto maturado; 
A vazão mássica do mosto fermentado será igual a: 
 �̇�𝑚𝑓 = �̇�𝑚𝑚 − �̇�𝑝𝑎 
 �̇�𝑚𝑓 = 1573,57 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − 11,25 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑚𝑓 = 1562,32𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
4.1.3 FERMENTAÇÃO 
O balanço de massa das etapas foi realizado em batelada, identificando as vazões 
mássicas que entram e que saem do processo. Mas na etapa de fermentação foi analisado o 
sistema do processo que conta com a geração e consumo de componentes. 
Segundo De Briggs et al (2004) citado por (Delcor (2019), a obtenção da quantidade de 
álcool gerada pelo processo de fermentação se dá pela conversão do açúcar, oxigênio (O2) e 
levedura em álcool, dióxido de carbono (CO2) e levedura residual, representadopela Equação 
(6). 
𝑎çú𝑐𝑎𝑟 𝑓𝑒𝑟𝑚𝑒𝑛𝑡á𝑣𝑒𝑙 + 𝑙𝑒𝑣𝑒𝑑𝑢𝑟𝑎 + 𝑜𝑥𝑖𝑔ê𝑛𝑖𝑜 = á𝑙𝑐𝑜𝑜𝑙 + 𝐶𝑂2 + 𝑙𝑒𝑣𝑒𝑑𝑢𝑟𝑎 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑑𝑢𝑎𝑙 
 150 (𝑔/𝐿) ∶ 1 (𝑔/𝐿) ∶ 2,5 (𝑔/𝐿 ) ∶ 45 (𝑔/𝐿) ∶ 42 (𝑔/𝐿) ∶ 5 (𝑔/𝐿) (6) 
 
O teor alcoólico da cerveja, definido na Tabela 3, foi obtido a partir da quantidade de 
álcool necessária para atingir 5,3% em 1500 L de cerveja. O valor necessário de álcool resultou 
em 79,5 L. A quantidade de álcool em vazão mássica foi determinada pela Equação (3), em que 
a densidade do álcool etílico, segundo Cruz (2003), é igual a 0,789 kg/L. 
38 
 
�̇�𝑎𝑙 = 𝜌 ∗ �̇� 
 
Sendo: 
�̇�𝑎𝑙 a massa de álcool. 
 
Contudo, temos que a vazão mássica de álcool é igual a: 
�̇�𝑎𝑙 = 0,789𝑘𝑔/𝐿 ∗ 79,5 𝐿/𝑑𝑖𝑎 
 
�̇�𝑎𝑙 = 62,73 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
As vazões mássicas (kg/dia) encontradas para: álcool, açúcares fermentáveis, levedura, 
oxigênio, dióxido de carbono e leveduras residuais segundo a Equação (6), estão descritos na 
Tabela 4. 
Tabela 4: Vazões mássicas (kg/dia) para: álcool, açúcares fermentáveis, levedura, oxigênio, 
dióxido de carbono e leveduras residuais na etapa de fermentação. 
 
Fonte: Autora 
 
Para o balanço de massa global desta etapa temos a entrada do mosto aerado e das 
leveduras, enquanto as correntes de saída são da levedura residual e mosto fermentado. 
Entretanto, durante o processo de fermentação, a levedura adicionada consome o O2 e os 
açúcares fermentáveis convertendo-os em álcool e CO2. Desta forma, o balanço de massa 
global da etapa de fermentação foi realizado segundo a Equação (1) e no processo ocorre o 
consumo de O2 e açúcar e a geração de álcool e CO2, porém não há acúmulo. 
O balanço de massa global, foi representado da seguinte forma: 
39 
 
0 = (�̇�𝑚𝑎𝑒 + �̇�𝑙) − (�̇�𝑚𝑓 + �̇�𝑙𝑟) + (�̇�𝑎𝑙 + �̇�𝑐𝑜2) − (�̇�𝑎ç𝑢 + �̇�𝑜2) 
 
Sendo: 
�̇�𝑚𝑎𝑒 a vazão mássica do mosto aerado; 
�̇�𝑙 a vazão mássica da levedura; 
�̇�𝑚𝑓 a vazão mássica do mosto fermentado; 
�̇�𝑙𝑟 a vazão mássica da levedura residual; 
�̇�𝑐𝑜2 a vazão mássica do CO2; 
�̇�𝑎𝑙 a vazão mássica do álcool; 
�̇�𝑎ç𝑢 a vazão mássica do açúcar; 
�̇�𝑜2 a vazão mássica do O2. 
 
A vazão mássica do mosto aerado (�̇�𝑎𝑒), foi determinado a seguir: 
�̇�𝑚𝑎𝑒 = −�̇�𝑙 + (�̇�𝑓 + �̇�𝑙𝑟) − (�̇�𝑎𝑙 + �̇�𝑐𝑜2) + (�̇�𝑎ç𝑢 + �̇�𝑜2) 
 
�̇�𝑚𝑎𝑒 = −1,39 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + (1562,32 + 6,97) 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − (62,73 
+ 58,54) 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + (209,09 + 3,48) 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
�̇�𝑚𝑎𝑒 = 1659,2 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
 A partir da quantidade de açúcares fermentáveis que o malte forneceu durante o 
processo de fermentação foi determinada a vazão mássica do malte moído, sendo 
desconsiderado qualquer perda durante o processo de moagem do grão. A quantidade 
de açúcar fermentável corresponde em média 71,5% dos 90% de carboidrato presentes 
em 80% de extrato de malte obtido no processo de extração do grão (DELCOR, 2019). 
 Durante a etapa de fermentação foi obtida a vazão mássica do açúcar fermentável 
no valor de 209,09 kg/dia. Dessa forma, na Tabela 5 estão descritas as vazões mássicas 
em kg/dia correspondente às porcentagens do açúcar fermentável, carboidrato, extrato 
de malte e malte. 
 
 
 
 
 
 
40 
 
Tabela 5: Percentuais e vazões mássicas correspondentes aos ingredientes 
existentes na etapa de fermentação 
 
Fonte: Autora 
4.1.4 RESFRIAMENTO/AERAÇÃO 
Nesta etapa ocorre o resfriamento do mosto e a injeção de oxigênio que será consumido 
pela levedura na etapa de fermentação. As correntes que entram são as vazões mássicas de O2 
e do mosto sem Trub quente, entretanto o mosto aerado como a corrente de saída. A vazão 
mássica de oxigênio necessária para o processo de fermentação foi determinada pela Equação 
(6) obtendo 3,48 kg/dia. 
O balanço de massa global do processo de resfriamento/aeração foi descrito da seguinte 
forma: 
 �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 + �̇�𝑜2 = �̇�𝑚𝑎𝑒 (7) 
Sendo: 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 a vazão mássica do mosto sem trub quente; 
�̇�𝑜2 a vazão mássica do oxigênio; 
�̇�𝑚𝑎𝑒 a vazão mássica de mosto aerado. 
Dessa forma para obter a vazão mássica do mosto sem Trub quente, temos que: 
 �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 = �̇�𝑚𝑎𝑒 − �̇�𝑜2 
 �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 = 1659,2 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − 3,48 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 = 1655,72 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
41 
 
4.1.5 SEPARADOR WHIRLPOOL 
Na etapa do separador temos a entrada da vazão mássica do mosto fervido e saída do 
Trub quente e do mosto sem o Trub quente. Após a etapa de fervura ocorre a formação de Trub 
quente que precisa ser retirado do processo para que não haja formação de sabores indesejáveis. 
O Trub quente corresponde, em média, 0,245 kg de Trub quente para cada hectolitro (hL) de 
mosto (Delcor, 2019). 
A vazão mássica obtida do mosto que não possui o Trub quente é de 1655,72 kg/dia e 
ao considerar a sua densidade de 1,072 kg/L, foi obtido o volume do mosto por meio da Equação 
(3) da densidade. 
 �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 = 𝜌 ∗ �̇� 
 �̇� = 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 
𝜌
 
 �̇� = 
1655,72 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
1,072 𝑘𝑔/𝐿
 
 �̇� = 1544,51 𝐿/𝑑𝑖𝑎 
Após o cálculo do volume do mosto sem Trub quente foi obtido a sua quantidade em 
hL de mosto, obtendo 15,45. A partir da quantidade de 15,45 hL foi determinado a quantidade 
de Trub quente gerado durante esta etapa que é igual a 3,78 kg. 
O balanço de massa global do separador Whirlpool foi descrito da seguinte forma: 
 �̇�𝑚𝑓𝑒 = �̇�𝑡𝑞 + �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 (8) 
 
Sendo: 
�̇�𝑚𝑓𝑒 a vazão mássica do mosto fervido; 
�̇�𝑡𝑞 a vazão mássica do trub quente; 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 a vazão mássica do mosto sem trub quente. 
 
A vazão mássica do mosto fermentado foi definida a seguir: 
�̇�𝑚𝑓𝑒 = �̇�𝑡𝑞 + �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 
�̇�𝑚𝑓𝑒 = 1655,72 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + 3,78 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
�̇�𝑚𝑓𝑒 = 1659,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
42 
 
4.1.6 FERVURA 
Na etapa da fervura é adicionado o lúpulo que confere aroma e sabor amargo à cerveja. 
Nesta etapa possui a entrada das vazões do lúpulo e do mosto clarificado e saída do mosto 
fervido e água evaporada. 
A produção da Cerveja premium lager conta com a adição de dois tipos de lúpulo, 
Hallertau Magnum responsável pelo amargor e o Hallertau Tradition pelo aroma. As 
quantidades dos lúpulos foram determinadas separadamente através da Equação 10 e o 
rendimento do amargor do lúpulo considerado para a realização dos cálculos é igual a 21% 
(MALTE, 2016). 
O volume do mosto fervido foi obtido por meio da Equação (3) da densidade, esta que 
foi considerada igual a 1,079 kg/L. 
�̇�𝑚𝑓𝑒 = 𝜌 ∗ �̇� 
�̇� = 
�̇�𝑚𝑓𝑒 
𝜌
 
�̇� = 
1659,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎
1,079 𝑘𝑔/𝐿
 
�̇� = 1578 𝐿/𝑑𝑖𝑎 
Anteriormente a determinação da quantidade em massa dos lúpulos, foi preciso definir 
a quantidade de α-ácidos (g) necessários na produção da cerveja, através da Equação 9. 
 
𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 (𝑔) =
𝐼𝐵𝑈 ∗ 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑜 𝑚𝑜𝑠𝑡𝑜 𝑝ó𝑠 𝑓𝑒𝑟𝑣𝑢𝑟𝑎 (𝐿)
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝐴𝑚𝑎𝑟𝑔𝑜𝑟 (%) ∗ 1000
 (9) 
Sabendo que o IBU (Tabela 3), volume do mosto e rendimento do amargor é igual 19, 
1578 L e 21%, respectivamente, temos que a quantidade em gramas de α-ácidos, é igual a: 
 
𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 (𝑔) =
19 ∗ 1578 𝐿
0,21 ∗ 1000
 
 𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 (𝑔) = 142,77 𝑔 
 
Segundo Malte (2016), a fórmula para o cálculo da quantidade em gramas dos lúpulos 
foi obtida da seguinte maneira: 
 
𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 (𝑔) =
𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 (𝑔) ∗ 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 𝑢𝑠𝑎𝑑𝑜 (%)
𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑜 𝑙ú𝑝𝑢𝑙𝑜 𝑛𝑎 𝑒𝑚𝑏𝑎𝑙𝑎𝑔𝑒𝑚 (%)
 (10) 
 
43 
 
Para a determinação dos valores dos lúpulos, é necessário obter os valores de 𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 
contido nos lúpulos e a quantidade que será usada durante a etapa de fervura. Contudo as médias 
definidas de 𝛼 − á𝑐𝑖𝑑𝑜𝑠 na descrição dos lúpulos é igual a 13,5 % para o Hallertau Magnum e 
5 % para o Hallertau Tradition (MALTE, 2020). Entretanto, a quantidade de cada lúpulo 
utilizado será em 60% para Hallertau Magnum e 40 % para Hallertau Tradition.Dessa forma, para o lúpulo Hallertau Magnum a quantidade requerida é igual a: 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 (𝑔) =
142,77 (𝑔) ∗ 60 (%)
13,5 (%)
 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 (𝑔) = 634,53 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 = 0,63 𝑘𝑔 
 
E para o lúpulo Hallertau Tradition é igual a: 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 (𝑔) =
142,77 (𝑔) ∗ 40 (%)
5 (%)
 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 (𝑔) = 1142,16 
 𝐿ú𝑝𝑢𝑙𝑜 = 1,14 𝑘𝑔 
 
 
O valor total de lúpulo usado para a etapa de fervura foi obtido através da somatória da 
quantidade em kg encontrados para os dois tipos de lúpulo, sendo igual a 1,77 kg. 
Posteriormente, foi determinado a vazão mássica da água evaporada durante a etapa de 
fervura. Segundo Malte (2016) a taxa de evaporação da água corresponde a 8% do volume do 
mosto por hora de fervura. Durante a etapa de fervura foi evaporado10,67% em volume do 
mosto. 
O volume do mosto fervido, determinado anteriormente, é igual a 1578 L/dia, contudo 
10,67% do volume do mosto evaporado corresponde a 168,37 L\dia. Para converter o volume 
evaporado por batelada, ou seja, por dia, será obtido a sua quantidade em vazão mássica. 
Contudo, a densidade da água a 100ºC é definida como 0,958 kg/L (SILVA; ALBERTONI, 
2013). 
A massa de água evaporada foi determinada através da Equação (3). 
 �̇�𝑎𝑒𝑣 = 𝜌 ∗ �̇� 
 
 Sendo, 
44 
 
�̇�𝑎𝑒𝑣 a vazão mássica da água evaporada. 
 �̇�𝑎𝑒𝑣 = 0,958 𝑘𝑔/𝐿 *168,37 L 
 �̇�𝑎𝑒𝑣 = 161,3 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
Definida a quantidade de água evaporada, em seguida foi obtido a vazão mássica do 
mosto clarificado por meio do balanço de massa global do processo de fervura, que será descrito 
da seguinte forma: 
 �̇�𝑚𝑐𝑙 + �̇�𝑙𝑢 = �̇�𝑚𝑓𝑒 + �̇�𝑎𝑒𝑣 (11) 
Sendo, 
�̇�𝑚𝑓𝑒 a vazão mássica do mosto fervido; 
�̇�𝑚𝑐𝑙 a vazão mássica do mosto clarificado; 
�̇�𝑙𝑢 a vazão mássica do lúpulo. 
A vazão mássica do mosto clarificado é igual a: 
 �̇�𝑚𝑐𝑙 = �̇�𝑚𝑓𝑒 + �̇�𝑎𝑒𝑣 − �̇�𝑙𝑢 
 �̇�𝑚𝑐𝑙 = 1659,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − 1,77 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + 161,3 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑚𝑐𝑙 = 1819, 03 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
4.1.7 CLARIFICAÇÃO E MOSTURAÇÃO 
No processo de clarificação é realizada a lavagem do mosto para melhor aproveitamento 
dos açúcares retidos nas cascas do malte. A etapa de clarificação possui a entrada das vazões 
mássicas do mosto maturado e água secundária e saída do mosto clarificado e bagaço de malte. 
Entretanto, o processo de mosturação que é responsável pela formação do mosto açucarado, 
contém a entrada de malte e água primária e saída do mosto açucarado. O balanço de massa das 
etapas foi realizado de forma conjugada. 
Segundo Malte (2016) a quantidade de malte e água primária que foram inseridos na 
etapa de mosturação, possuem a seguinte relação: em 1 kg de malte são necessários 4 L de água. 
Na etapa de mosturação a água entra no processo pré-aquecida à 25ºC e sua densidade é igual 
a 0,997 kg/L (SILVA; ALBERTONI, 2013). A partir do cálculo da densidade foi obtido que 
em 1 kg de malte foi necessário 3,99 kg de água. Lembrando que a vazão mássica do malte 
moído foi descrita na Tabela 5. 
45 
 
O balanço de massa global da etapa de mostura foi representado por: 
 �̇�𝑚𝑎𝑙 + �̇�𝑎𝑝 = �̇�𝑚𝑎𝑐 (12) 
Sendo, 
�̇�𝑚𝑎𝑙 a vazão mássica do malte; 
�̇�𝑎𝑝 a vazão mássica da água primária; 
�̇�𝑚𝑎𝑐 a vazão mássica do mosto açucarado. 
Segundo a relação entre água e malte, temos que a quantidade de água primária é igual 
a: 
 �̇�𝑎𝑝 = 3,99 ∗ �̇�𝑚𝑎𝑙 (13) 
 �̇�𝑎𝑝 = 3,99 ∗ 365,54 
 �̇�𝑎𝑝 = 1458,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
A vazão mássica do mosto açucarado foi calculada após a determinação da quantidade 
de bagaço de malte e água secundária, fazendo relação do balanço de massa global entre a etapa 
de mostura (Equação 12) e clarificação (Equação 15). 
Anteriormente, foi obtido a vazão mássica do bagaço de malte na corrente de saída da 
etapa de clarificação, em que a média de bagaço de malte possui a seguinte relação: em 100 kg 
de malte são gerados 125 kg de bagaço (MALTE, 2016). 
Entretanto, temos que a quantidade de bagaço de malte é igual a: 
 �̇�𝑏𝑚 = 1,25 ∗ �̇�𝑚𝑎𝑙 (14) 
 �̇�𝑏𝑚 = 1,25 ∗ 365,54 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑏𝑚 = 456,93 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
Contudo, o balanço de massa global da etapa de clarificação foi descrito da seguinte 
forma: 
 �̇�𝑚𝑎𝑐 + �̇�𝑎𝑠 = �̇�𝑚𝑐𝑙 + �̇�𝑏𝑚 (15) 
Sendo, 
�̇�𝑎𝑠 a vazão mássica da água secundária; 
46 
 
�̇�𝑏𝑚 a vazão mássica do bagaço de malte; 
�̇�𝑚𝑐𝑙a vazão mássica do mosto clarificado. 
A vazão mássica da água secundária é definida por meio da substituição da Equação 12 
na Equação 15. 
Relembrando na etapa de mostura temos que: 
�̇�𝑚𝑎𝑐 = �̇�𝑚𝑎𝑙 + �̇�𝑎𝑝 
E na etapa de clarificação: 
�̇�𝑚𝑐𝑙 = �̇�𝑚𝑎𝑐 + �̇�𝑎𝑠 – �̇�𝑏𝑚 
Ao substituirmos o termo da vazão mássica do mosto açucarado temos que: 
�̇�𝑚𝑐𝑙 = �̇�𝑚𝑎𝑙 + �̇�𝑎𝑝 + �̇�𝑎𝑠 − �̇�𝑏𝑚 
Após isolar o termo da água secundária foi possível determinar a sua vazão mássica, 
que é igual a: 
 �̇�𝑎𝑠 = �̇�𝑚𝑐𝑙 − �̇�𝑚𝑎𝑙 − �̇�𝑎𝑝 + �̇�𝑏𝑚 
 �̇�𝑎𝑠 = 1819, 03 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − 365,54𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 − 1458,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + 456,93 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑎𝑠 = 451,92 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 
 
Em seguida, a vazão mássica do mosto açucarado foi determinada pelo balanço de 
massa global da etapa de mosturação (Equação 12), obtendo: 
 �̇�𝑚𝑎𝑐 = �̇�𝑚𝑎𝑙 + �̇�𝑎𝑝 
 �̇�𝑚𝑎𝑐 = 365,54 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 + 1458,5 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
 �̇�𝑚𝑎𝑐 = 1824,04 𝑘𝑔/𝑑𝑖𝑎 
4.2 BALANÇO DE ENERGIA 
O balanço de energia foi realizado para as seguintes etapas: fervura e resfriamento/aeração. 
4.2.1 FERVURA 
A etapa de fervura ocorre em sistema aberto para que o mosto seja fervido e a água 
presente evaporada, realizando assim a concentração em açúcares do mosto. O aquecimento é 
realizado pelo vapor d’água saturado em tanque encamisado. Dessa forma para a etapa de 
47 
 
fervura é necessário avaliar as taxas de transferência de calor (�̇�), a vazão mássica de vapor 
d’água saturado e a área necessária para o tanque. Vale ressaltar que na etapa de fervura ocorre 
mudança de fase da água, contudo é considerado no cálculo da taxa de transferência de calor o 
calor latente de evaporação da água e o calor latente do vapor d’água saturado. 
A equação do balanço de energia global foi realizado de forma simplificada segundo 
Lima (2019), para a etapa de fervura que conta como entrada a alimentação composta por mosto 
clarificado mais lúpulo e aquecimento do tanque e como saída a evaporação da água, mosto 
fervido e a taxa de calor que se perde para o ambiente por ser um tanque aberto. A equação foi 
descrita da seguinte maneira: 
 
�̇�𝐹 + �̇�𝐴𝑞 = �̇�𝑎𝑒𝑣 + �̇�𝑚𝑓𝑒 + �̇�𝐴𝑏 
(1
5) 
Sendo, 
�̇�𝐹 a taxa de transferência de calor da alimentação da fervura (kW); 
�̇�𝐴𝑞 a taxa de transferência de calor do aquecimento da fervura (kW); 
�̇�𝑎𝑒𝑣 a taxa de transferência de calor da evaporação da água (kW); 
�̇�𝑚𝑐𝑙 a taxa de transferência de calor do mosto fervido que sai da fervura (kW); 
�̇�𝐴𝑏 a taxa de transferência de calor perdida para o ambiente (kW); 
A taxa de transferência de calor do balanço de energia global está representada pelas 
seguintes equações: 
 �̇�𝐹 = �̇�𝐹 ∗ 𝑐𝑝𝐹 ∗ ∆𝑇𝐹 (16) 
 �̇�𝐴𝑞 = 𝑈𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 ∗ 𝐴𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 ∗ ∆𝑇 (17) 
 �̇�𝑎𝑒𝑣 = �̇�𝑎𝑒𝑣 ∗ ℎ𝑓𝑔 (18) 
 �̇�𝑚𝑓𝑒 = �̇�𝑚𝑓𝑒 ∗ 𝑐𝑝𝑚𝑓𝑒 ∗ 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 (19) 
 �̇�𝐴𝑏 = �̇�𝐹 + �̇�𝐴𝑞 − (�̇�𝑎𝑒𝑣 + �̇�𝑚𝑓𝑒) 
Sendo, 
�̇�𝐹 a vazão mássica da alimentação (kg/s); 𝑐𝑝𝐹 o calor específico da alimentação 
(kJ/kg*K); ∆𝑇𝐹 a variação de temperatura da alimentação (K); 𝑈𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 coeficiente 
global de troca térmica do tanque (W/m²*K); 𝐴𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 área do tanque (m²); ∆𝑇 
variação de temperatura do tanque (K); �̇�𝑎𝑒𝑣 a vazão mássica da água evaporada 
48 
 
(kg/s); ℎ𝑓𝑔 o calor latente de vaporização da água (kJ/kg); �̇�𝑚𝑓𝑒 a vazão mássica do 
mosto fervido (kg/s); 𝑐𝑝𝑚𝑓𝑒 o calor específico do mosto fervido (kJ/kg*K);𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 a 
temperatura de saída do mosto fervido (K). 
Os dados dos calores específicos do mosto clarificado e do mosto fervido foram obtidos 
por meio das equações que determinam as propriedades termofísicas dos alimentos segundo 
Choi e Okos (1986). O mosto é composto por água e açúcar (carboidrato) extraídas do malte. 
A quantidade de carboidratos presente no mosto é igual a 14,43% da massa de malte. Para o 
cálculo dos calores específicos obtidos foi considerado as temperaturas de cada mosto, sendo a 
calor específico do mosto clarificado igual a 4,071 kJ/kg*K a 78ºC e para o mosto fervido 4,165 
kJ/kg*K a 100ºC (CHOI; OKOS, 1986). 
Entretanto, foi considerado para a etapa de fervura a média do coeficiente global de 
troca térmica do tanque no valor 600 (W/m²*K) e a temperatura do vapor d’água igual a 148ºC 
(DELCOR, 2019). 
Os dados necessários para a realização dos cálculos para a etapa de fervura estão 
descritos na Tabela 6. 
 Tabela 6: Dados da etapa de fervura 
 
 Fonte: Autora 
49 
 
Inicialmente foi determinada a taxa de transferência de calor da alimentação da etapa 
de fervura a partir dos dados apresentados na Tabela 6. Dessa forma temos que a taxa de 
transferência da alimentação é igual a: 
 �̇�𝐹 = �̇�𝐹 ∗ 𝑐𝑝𝐹 ∗ ∆𝑇𝐹 
 �̇�𝐹 = 167601 𝑘𝐽 
Para a obtenção da taxa de transferência de calor da alimentação em kW é necessário 
dividir pelo tempo de duração do processo de aquecimento, que será igual a: 
 
�̇�𝐹 = 
163074,5 𝑘𝐽/𝑑𝑖𝑎
1800 𝑠
 
 �̇�𝐹 = 90,6 𝑘𝐽/𝑠 = 90,6 𝑘𝑊 
Considerando que a quantidade de calor recebida pelo mosto é igual ao calor cedido 
pelo vapor d’água saturado para que ocorra o aquecimento, é possível determinar a vazão 
mássica de vapor d’água e a área necessária do tanque de fervura. Sabendo que o calor latente 
de vaporização do vapor d’água é igual a 2119,43 (kJ/kg) a pressão de 4,51 bar a 148 ºC segundo 
Felder, Rousseau (1939) e com a utilização dos dados da Tabela 6, temos que: 
 �̇�𝐹 = �̇�𝑣𝑝 ∗ ℎ𝑓𝑔𝑣𝑝 
Sendo, 
�̇�𝑣𝑝 a vazão mássica do vapor d’água (kg/s); 
ℎ𝑓𝑔𝑣𝑝 o calor latente de vaporização do vapor d’água (kJ/kg) 
A vazão mássica do vapor d’água é igual a: 
 
�̇�𝑣𝑝 = 
�̇�𝐹
ℎ𝑓𝑔𝑣𝑝
 
 �̇�𝑣𝑝 = 0,043 𝑘𝑔/𝑠 
Como o tempo total do processo (aquecimento e fervura) é igual a 6600 s é possível 
determinar a massa de vapor d’água requerido para a etapa de fervura, com o produto do 
tempo e a massa determinada. Contudo temos que a massa total será igual a 282,13 kg/s. 
Contudo a área do tanque segundo a Equação 17 será igual a: 
 �̇�𝐴𝑞 = �̇�𝐹 
 
𝐴𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 
�̇�𝐴𝑞
𝑈𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 ∗ ∆𝑇
 
 
 𝐴𝑡𝑎𝑛𝑞𝑢𝑒 = 2,157𝑚² 
50 
 
Para o cálculo da taxa de transferência de calor da água evaporada (Equação 18) é 
preciso encontrar o calor latente de vaporização da água a 100ºC, que apresenta o valor de 2257 
(kJ/kg) (FELDER, ROUSSEAU, 1939). Dessa forma, a taxa da água evaporada será igual a: 
�̇�𝑎𝑒𝑣 = �̇�𝑎𝑒𝑣 ∗ ℎ̇𝑎𝑒𝑣 
�̇�𝑎𝑒𝑣 = 75,84 𝑘𝐽/𝑠 = 75,84 𝑘𝑊 
Em seguida foi determinado a taxa de transferência de calor do mosto fervido e após a 
taxa de transferência de calor perdida para o ambiente. 
 �̇�𝑚𝑓𝑒 = �̇�𝑚𝑓𝑒 ∗ 𝑐𝑝𝑚𝑓𝑒 ∗ 𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 
 �̇�𝑚𝑓𝑒 = 2579144,7 𝑘𝐽/𝑑𝑖𝑎 
 
Para obter a taxa de transferência de calor da fervura em kW é necessário dividir pelo 
tempo de duração do processo de fervura, que será igual a: 
 
�̇�𝑚𝑓𝑒 = 
2579144,7 𝑘𝐽/𝑑𝑖𝑎
4800 𝑠
 
 �̇�𝑚𝑓𝑒 = 537,32 𝑘𝐽/𝑠 = 537,32 𝑘𝑊 
 
Dessa forma a taxa de transferência de calor perdida para o ambiente segundo a 
Equação 15, será igual a: 
 �̇�𝐴𝑏 = �̇�𝐹 + �̇�𝐴𝑡 − (�̇�𝑎𝑒𝑣 + �̇�𝑚𝑓𝑒) 
 �̇�𝐴𝑏 = −280,28 𝑘𝑊 
A taxa de transferência de calor negativa indica que foi perdido calor para o ambiente, 
visto que a tina de fervura é um tanque aberto. 
 
4.2.2 RESFRIAMENTO 
O trocador a placas utilizado para a etapa de resfriamento possui dois estágios com 
sistema fechado, em estado estacionário e usa apenas água para o resfriamento do mosto. Na 
etapa de resfriamento que ocorre através do trocador de placas será quantificado a taxa de 
transferência de calor dos dois estágios, a vazão mássica do fluido frio, a diferença média 
logarítmica (∆𝑇𝑚𝑙) e a área do trocador (MEDEIROS, 2017) . 
51 
 
Os dados da etapa de fervura estão descritos na Tabela 7 e o dado de coeficiente global 
de troca térmica foi obtido através o estudo realizado por Delcor (2019). 
Tabela 7: Dados da etapa de resfriamento 
 
Fonte: Autora 
Primeiramente foi quantificada a quantidade de calor necessária pela água fria para o 
estágio 1 do trocador a placas. Segundo Jesus e Palma (2008) a densidade da água à 20ºC é 
igual a 0,9982 kg/L. Por meio da densidade da água e sua vazão volumétrica, foi encontrado 
que a vazão mássica da água (Equação 3) que passa pelos dois estágios que é igual a 1,258 kg/s. 
A média da temperatura de entrada e saída do primeiro estágio é igual a 48,5ºC, em que a seu 
calor específico segundo Incropera (2008) citado por Delcor (2019), é igual a 4,181 kJ/kg*K. 
Contudo a taxa de transferência de calor requerida pela água fria foi determinada a 
seguir, segundo a Equação 20. 
 �̇�𝑎𝑓 = �̇�𝑎𝑓 ∗ 𝑐𝑝𝑎𝑓 ∗ ∆𝑇𝑎𝑓 (20) 
Sendo, 
�̇�𝑎𝑓 a taxa de transferência de calor da água fria (kW); 
�̇�𝑎𝑓 a vazão mássica da água fria (kg/s); 
52 
 
𝑐𝑝𝑎𝑔 o calor específico da água fria (kJ/kg*K); 
∆𝑇𝑎𝑓 a variação de temperatura da água (K/s). 
Contudo temos que: 
 �̇�𝑎𝑓 = 1,258 ∗ 4,181 ∗ ( 350,15 – 293,15) 
 �̇�𝑎𝑓 = 299,74 𝑘𝑔/𝑠 = 299,74 𝑘𝑊 
 
Considerando que a quantidade de calor recebida pela água é igual ao calor cedido pelo 
mosto sem Trub quente é possível determinar o tempo da etapa de resfriamento no primeiro 
estágio pela Equação 21. 
�̇�𝑎𝑓 =
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 
𝑡
∗ 𝑐𝑝𝑚𝑠𝑡𝑞 ∗ ∆𝑇𝑚𝑠𝑡𝑞 (21) 
Sendo, 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞 a vazão mássica do mosto sem Trub quente (kg/dia); 
𝑡 o tempo em segundos que o mosto passa pelo trocador (s); 
𝑐𝑝𝑚𝑠𝑡𝑞 o calor específico do mosto sem Trub quente (kJ/kg*K); 
∆𝑇𝑚𝑠𝑡𝑞 a variação da temperatura do mosto pelo tempo de processo (K). 
O tempo necessário para o resfriamento do mosto no primeiro estágio foi igual a: 
299,74 =
1665,72
𝑡
 ∗ 4,184 ∗ (373,15 − 298,15) 
𝑡 = 1743,85 𝑠 
Dessa forma, a vazão mássica do mosto no primeiro estágio do trocador de calor foi 
obtida pela divisão da vazão mássica de entrada na etapa pelo tempo que o mosto passará pelo 
primeiro estágio que será igual a 0,955 kg/s. 
Em seguida, determinou-se a taxa de transferência de calor do segundo estágio do 
trocador de calor segundo a Equação 22. A vazão mássica determinada é a mesma que entra no 
segundo estágio e as temperaturas de entrada e saída do mosto é igual a 25 e 14ºC, 
respectivamente. 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 = �̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 ∗ 𝑐𝑝𝑎𝑔𝑠𝑒𝑡 ∗ ∆𝑇𝑎𝑓𝑠𝑒𝑡 (22) 
 
53 
 
Sendo, 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 a taxa de transferência de calor do mosto sem Trub quente no segundo 
estágio (kw); 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 a vazão mássica do mosto sem Trub quente no segundo estágio (kg/s); 
𝑐𝑐𝑝𝑚𝑠𝑡𝑞 o calor específico do mosto sem Trub quente (kJ/kg*K); 
∆𝑇𝑚𝑠𝑡𝑞 a variação de temperatura do mosto no segundo estágio (K). 
A taxa de transferência de calor determinada foi igual a: 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 = 0,955 ∗ 4,184 ∗ (298,15 − 287,15) 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡 = 43,95 𝑘𝐽/𝑠 = 43,95 𝑘𝑊 
 
 
Como a quantidade de calor recebido pela água é igual ao cedido pelo mosto sem Trub 
quente, a partir da Equação 23 foi determinado a vazão mássica da água fria que passa pelo 
segundo estágio. A temperatura de entrada da água fornecida por um tanque de água é igual a 
1ºC e a saída 19ºC e o calor específico para a média das temperaturas de 10ºC segundo Silva e 
Albertoni (2013), é igual a 0,999 kg/L. 
A temperatura final no segundo estágio foi descrita a seguir: 
�̇�𝑚𝑠𝑡𝑞𝑠𝑒𝑡