Instrumentação e Controle em uma Cervejaria

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Instrumentação e controle em uma cervejaria 
Adair Delgado, Eduardo Marcondes, Fernando Graça, Gabriel Crepaldi, Hugo Martins, 
Vinicius F. dos Santos 
 
Instrumentação e Controle, Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Federal de 
Alfenas 
59072-970 Poços de Caldas, MG, Brasil 
E-mails: adairmaga@gmail.com, du_marcondes@hotmail.com, 
fernandograça.7@hotmail.com, crepaldigabriel.unifal@gmai.com, hgmchg@gmail.com, 
viniciusfs_rock@hotmail.com 
Resumo - O presente artigo abrange o processo industrial envolvido na produção de cerveja. 
Assim, descrevendo todo o processo envolvido na fabricação da cerveja, desde a obtenção da 
matéria prima, ate a chegada do mesmo ao consumidor. Atingindo o objetivo de descrever 
alguns instrumentos necessários para realizar o devido controle em tal produção. Para o produto 
final de qualidade é necessário controle rigoroso nos processos de malteação, mosturação, 
fermentação e os processos Downstream. Dessa forma, há a necessidade o uso de instrumentos 
que realizem medições in-line de parâmetros como temperatura, pressão, vazão, entre outros, 
para manter o processo padronizado e garantir a qualidade do produto, lembrando que, 
alterações indesejadas de um desses fatores comprometem diretamente os processos 
fundamentais na fabricação cervejeira. De modo a exemplificar, o descuido com a temperatura 
compromete a qualidade da fermentação, ou o descuido com a vazão pode acarretar quantidades 
excessivas ou insuficientes na adição de água cervejeira, entre outros. 
Palavras-chave - Cerveja; Sensores; Instrumentos. 
1. Introdução 
A cerveja atualmente é a bebida 
alcoólica mais consumida em todo mundo, 
sendo a terceira mais popular, perdendo 
apenas para a água e chá. Historiadores 
acreditam que essa foi a primeira bebida 
alcoólica produzida pelo homem a cerca de 
10.000 anos atrás. Por ser uma bebida 
produzida a partir da fermentação de 
cereais, acredita-se também, que sua essa 
descoberta ocorreu através do contato de 
cereais com a água de forma inusitada. 
Arqueologicamente falando, devido a 
artefatos encontrados, atribui-se sua criação 
aos povos Sumérios. 
Antigamente a bebida era muito 
utilizada em comemorações, tratamentos 
médicos e como presentes entre reinados. 
Na idade média devido a grande aceitação 
da bebida, a mesma passou a ser usada 
como moeda de troca. Assim muitos povos 
antigos iniciaram sua produção, inclusive 
monges, que produziam a bebida em seus 
mosteiros adicionando diferente ervas com 
o intuito de criar modificações no gosto da 
bebida. Também é atribuído aos monges o 
característico gosto amargo proveniente do 
lúpulo. 
A cerveja consumida hoje em dia 
possui basicamente os mesmo ingredientes, 
onde as diferenças são dadas basicamente 
pela distinção em quantidades de cada 
matéria prima adicionada, bem como a 
forma de produção e armazenamento das 
mesmas. Sendo essas a água, a cevada, o 
lúpulo e a levedura. 
2. Processo de produção 
Após a aquisição das matérias primas 
iniciam-se os processos fundamentais que 
caracterizam a cerveja de acordo com a 
variação do gosto de cada mestre 
cervejeiro. A mínima variação no tempo de 
algum processo ou adição de um dos 
ingredientes pode apresentar grandes 
diferenças nos diversos tipos de produção. 
O processo a ser apresentado consiste o 
método básico que todo o mestre cervejeiro 
deve seguir para adquirir um produto final 
com qualidade pilsen. 
2.1. Malteação 
A malteação consiste em germinar os 
grãos cereais. Para essa germinação, os 
grãos são umedecidos ate um certo teor sob 
condições de temperatura e tempo 
controlados, logo que começam a germinar 
os grãos são mantidos em estufa por cerca 
de 7 dias, tempo o qual as raízes de uma 
nova planta começa a brotar. Esse processo 
de germinação é interrompido quando os 
grãos são colocados no forno com 
temperatura por volta de 45ºC, temperatura 
que é elevada para cerca de 100º após a 
secagem iniciando-se o processo de 
caramelização, resultando no malte. 
2.2. Mosturação 
A mosturação caracteriza uma das 
etapas mais importantes no processo. Nessa 
etapa o corre a moagem dos grãos, com o 
intuito de expor o amido e as proteínas. Em 
seguida ocorre a maceração, onde ha o 
aquecimento dos grãos em água, ativando 
as enzimas que quebrarão as moléculas 
complexas, tornando possível a solubilidade 
em água. Logo após, é feita a filtração do 
mosto e a fervura do mosto ate seu ponto de 
ebulição a fim de inativar as enzimas e 
esteriliza-lo. 
2.3. Fermentação 
A fermentação é feita em duas etapas, 
na primeira etapa ocorre a fermentação 
aeróbica, onde é realizada a reprodução das 
leveduras. Em seguida inicia-se a segunda 
etapa, fermentação anaeróbica, convertendo 
os açucares presentes em 𝐶𝑂2 e álcool, 
além de outros componentes responsáveis 
pelo sabor e aroma da bebida. Após a 
fermentação, ocorre a carbonização, todo 
esse processo deve ser feito em temperatura 
controlada, por volta de 10ºC. Ao fim desse 
processo, a bebida já compõe grande 
características do produto final, como cor e 
aroma. 
Seguinte a fermentação, ocorre o 
processo de maturação, onde a cerveja é 
mantida em repouso de 15 a 60 dias, de 
modo a separar partículas em suspensão por 
meio de decantação. 
2.4. Filtração 
A filtração tem o objetivo de remover 
partículas incapazes de serem extraídas por 
decantação. Tal processo é realizado de 
forma comum, por filtros de vela. Junto a 
filtração, ocorre a injeção de gás carbônico. 
Nesse ponto já temos o produto final, que é 
armazenado em adegas de pressão, as quais 
mantem temperatura e pressão controladas, 
a fim de manter o sabor e o gás da bebida. 
2.5. Envase e Pasteurização 
As etapas de envase e pasteurização 
caracterizam o final da produção. Após a 
filtração a cerveja já pronta para o consumo 
é guiada ás enchedoras, que realizam o 
processo de envase em latas, garras ou 
barris. Devido a possíveis impurezas que 
possa comprometer a validade do produto 
há a necessidade da pasteurização, que 
caracteriza um processo de esterilização, 
eliminando microrganismos, onde o 
produto é aquecido ate 60º e resfriado 
rapidamente. 
Após todo o processo de produção a 
bebida já pode ser transportada ate o 
consumidor. 
3. Instrumentos Abordados 
A fim de manter a eficiência na 
produção foram escolhidos 3 sensores que 
controlam variáveis fundamentais para que 
a linha não pare. Esses sensores são o 
ultrassônico Easytrek da Nivelco para 
níveis, o Serie 2551 da linha GF Signet para 
vazão e o capacitivo E2K-C para 
identificação de presença, sendo um 
destinado ao monitoramento do nível em 
tanques, outro ao monitoramento da vazão e 
por ultimo um capacitivo destinado a 
identificar possíveis garrafas vazias. 
3.1. Easytrek Ultrassônico 
A flexibilidade apresentada pelo 
presente sensor se da em diversos fatores, 
tanto pelo seu alcance (25m) quanto pelo 
ângulo reduzido (entre 5 e 7º). Além dessas 
características especificadas pelo 
fornecedor, esse sensor também pode ser 
aplicado tanto para líquidos como para 
sólidos. Tendo em vista que os tanques a 
serem utilizados para o armazenamento das 
matérias primas, separadamente, podem ser 
da mesma dimensão (3 metros de altura e 1 
metros de diâmetro), conferindo uma 
padronização no setor ao utilizar o mesmo 
sensor, porem com configurações 
diferentes. 
O sensor Easytrek é um sensor 
ultrassônico muito indicado para medição 
de nível em líquidos alimentícios, pois o 
mesmo efetua medição continua e sem 
necessidadede contato com o liquido. Seu 
funcionamento se da de forma simples, 
onde o sensor envia sinais ultra sônicos, os 
quais chegam a superfície do liquido e são 
refletidos devido a energia sonora. Dessa 
forma, como o sensor já é pré configurado 
com as dimensões do tanque, o próprio 
sensor é capaz de efetuar os cálculos e 
envia a resposta de forma continua, assim 
podendo saber o nível a qualquer momento 
desejado, mantendo o controle do mesmo. 
 
 
Figura 1: Representação do sensor Ultrassônico 
Easytrek. 
3.2. Serie 2551 Eletromagnético 
Para medir a vazão da água, tanto 
residuais quanto para a distribuição 
industrial, o sensor eletromagnético Serie 
2551 da linha GF apresentou as 
características mais indicadas para ambas as 
aplicações, já que o mesmo apresenta ótima 
resistência, suporta sólidos em suspenção e 
opera para vazões com velocidade entre 
0,05 e 10 m/s. Esse tipo de sensor realiza a 
medição a partir da lei de Faraday, a qual 
afirma que todo condutor em movimento 
com certa velocidade em uma tubulação 
com diâmetro conhecido em um campo 
magnético da origem a uma força 
eletromotriz. Dessa forma, esse sensor 
possui duas bobinas que geram um campo 
magnético na seção transversal da 
tubulação e dois eletrodos alinhados um de 
frente para o outro. Então o campo 
magnético aplica uma força sobre as 
partículas, que são separadas entre positivas 
e negativas, assim gerando a tensão que 
será detectada pelos eletrodos. Essa tensão 
é proporcional a velocidade do fluido, que 
ao multiplica-la pera área da seção em 
questão pode-se chegar a vazão nesse 
momento. 
 
Figura 2: Representação do sensor 
Eletromagnético Serie 2551. 
3.3. E2K-C Capacitivo 
O Sensor E2K-C é um sensor 
capacitivo com boa indicação para 
identificar líquidos dentro de recipientes de 
vidro, podendo ser esses líquidos 
espumantes. O sensor também trás a ótima 
vantagem de poder regular a distancia de 
detecção. 
Para a identificação de um liquido 
dentro de um objeto a constante dielétrica 
do liquido deve ser maior do que a 
constante do material que a envolve. Neste 
caso o recipiente envolvente é feito de 
vidro, que possui constante dielétrica entre 
6 e 10 (F/m) e o liquido dentro do 
recipiente é a cerveja, que possui constante 
maior que 20 F/m. Dessa forma, deve-se 
configurar o sensor para ser sensível apenas 
a matérias com essa constante maior do que 
11 F/m, por exemplo. Assim, após a 
realização do envase, enquanto ocorrer a 
alteração capacitiva no sensor, para valores 
maiores do que 11 F/m, ele não enviara 
sinal de saída, pois entendera que esta 
dentro do padrão desejado, ou seja, garrafas 
com cerveja. E ao passar um material pela 
face sensora com uma constante menor do 
que a pré-estabelecida o sensor não sofrerá 
alteração alguma, provocando o envio do 
sinal para o controle, ou seja, identificando 
que falta cerveja em determinada garrafa. 
 
Figura 3: Representação do sensor Capacitivo 
E2K-C. 
4. Conclusão 
Sendo um processo de grande 
complexidade, devido as pequenas 
variações que influenciam diretamente no 
produto final, há a necessidade de um 
controle rigoroso na adição de cada matéria 
prima, bem como, o controle em cada 
processo. A fim de manter a produção ativa 
em todo o momento, deve-se escolher 
minuciosamente os instrumentos 
necessários, desde sensores, recipientes de 
armazenamento, bem como os materiais 
que os compõem. 
Referencias Bibliográficas 
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http://www.nivetec.com.br/produto.asp?cat
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[7]NIVETEC. Medidos de Vazão 
Eletromagnético. Disponível em: 
http://www.nivetec.com.br/produto.asp?cat
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[8]OMRON .Sensores Capacitivos. 
Disponível em: 
http://industrial.omron.com.br/e2k-c/
 
Anexos 
Anexo 1: Fluxo grama do processo de produção de cerveja. 
 
 
 
Anexo 2: Datasheet do sensor ultrassônico Easytrek. 
 
 
Anexo 3: Datasheet do sensor 2551 Eletromagnético. 
 
 
 
 
Anexo 4: Datasheet do sensor capacitivo E2K-C.