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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA CAMPUS DIADEMA PROCESSO DE PRODUÇÃO DA CERVEJA Danilo Sidrão Edivaldo Bernardino de Melo Emerson Tunes de Oliveira Ivan Spagnol Marcelo Zorzetto Francatto DIADEMA Fevereiro/2013 RESUMO A cerveja é uma das bebidas mais comuns do mundo, sendo que por traz de sua produção se encontra uma grande fábrica com uma das produções mais tradicionais da engenharia moderna. Seus primeiros registros de produção se deram com os Sumérios, mas atualmente a maior produção se encontra na China. É produzida a partir de matérias primas como o malte, lúpulo, água e leveduras, com a presença ainda de adjuntos como antioxidantes e acidulantes. Devido a tais insumos, a cerveja é caracterizada por ter um alto valor nutritivo, apresentando efeitos benéficos, apenas com a combinação de um consumo moderado, uma dieta saudável e exercícios físicos. As propriedades finais apresentadas pela cerveja como odor, sabor e textura diferem de marca em marca, dependendo dos equipamentos, matérias primas e procedimentos específicos de cada empresa. Porém, o processo de fabricação em geral é o mesmo. A primeira etapa refere-se à obtenção do malte, dividida em três etapas: limpeza e seleção, secagem e malteação. A malteação é o processo de transformação do grão em malte, subdivida em outras quatro etapas, sendo elas a maceração, germinação, secagem e crivagem. A partir do grão do malte começa a etapa de preparo do mosto, iniciando a produção da cerveja propriamente dita. Ela ainda subdivide-se em outras seis etapas: moagem do malte, maceração, filtração, fervura, clarificação e resfriamento. Por fim a etapa de processamento da cerveja é subdividida em maturação, filtração, envase e tratamento dos efluentes gerados. As cervejas são classificadas de acordo com a fermentação, ao extrato primitivo, ao teor alcoólico, à proporção de malte da cevada e à cor. Sua aplicação baseia-se basicamente no consumo como bebida durante as refeições, mas também pode ser utilizada na preparação de pratos culinários e como forma de interação social. Embora haja um crescimento da produção no Brasil ano a ano, os custos ainda são em virtude das tributações. SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................. 1 2. PROPRIEDADES E APLICAÇÕES .............................................................................. 3 2. 1. Propriedades ......................................................................................................... 3 2. 2. Aplicações ............................................................................................................ 7 3. INSUMOS ...................................................................................................................... 8 3. 1. Logística pré-produção .......................................................................................... 8 3. 2. Matérias-primas .................................................................................................... 8 3. 2. 1. Malte ............................................................................................................ 8 3. 2. 2. Adjuntos ....................................................................................................... 9 3. 2. 3. Água ........................................................................................................... 10 3. 2. 4. Lúpulo ........................................................................................................ 10 3. 2. 5. Levedura ..................................................................................................... 10 3. 3. Origem dos insumos ............................................................................................ 11 4. DESCRIÇÃO DO PROCESSO INDUSTRIAL ............................................................ 12 4. 1. Obtenção do malte .............................................................................................. 14 4. 1. 1. Limpeza e seleção dos grãos ....................................................................... 15 4. 1. 2. Secagem ..................................................................................................... 15 4. 1. 3. Malteação ................................................................................................... 15 4. 1. 3. 1. Maceração ........................................................................................... 15 4. 1. 3. 2. Germinação ......................................................................................... 16 4. 1. 3. 3. Secagem .............................................................................................. 18 4. 1. 3. 4. Crivagem ............................................................................................ 18 4. 2. Preparo do mosto ................................................................................................ 18 4. 2. 1. Moagem ..................................................................................................... 19 4. 2. 2 Maceração do malte (brassagem) e adjunto .................................................. 19 4. 2. 3. Filtração ..................................................................................................... 19 4. 2. 4. Fervura ....................................................................................................... 20 4. 2. 5. Clarificação ................................................................................................ 20 4. 2. 6. Resfriamento .............................................................................................. 21 4. 3. Fermentação ........................................................................................................ 21 4. 4. Processamento da cerveja .................................................................................... 22 4. 4. 1 Maturação .................................................................................................... 22 4. 4. 2. Filtração ..................................................................................................... 23 4. 5. Envase ................................................................................................................ 25 4. 5. 1. Lavagem de garrafas ................................................................................... 25 4. 5. 2. Envase ........................................................................................................ 25 4. 5. 3. Pasteurização .............................................................................................. 26 4. 6. Tratamento de efluentes ...................................................................................... 26 4. 6. 1. Principais poluentes gerados ....................................................................... 27 4. 7. Transporte da bebida ........................................................................................... 28 4. 7. 1. Outdoor móvel ............................................................................................ 29 4. 7. 2. Custos ......................................................................................................... 29 5. TIPOS DE CERVEJAS ................................................................................................ 30 5. 1. Classificação das Cervejas...................................................................................32 6. SITUAÇÃO DO MERCADO CERVEJEIRO NO BRASIL .......................................... 33 7. CONCLUSÕES ............................................................................................................ 37 8. BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................... 38 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1 - Diagrama de blocos simplificado do processo de fabricação da cerveja. ............... 13 Figura 2 - Fluxograma da produção de cerveja. .................................................................... 14 Figura 3 - Esquema do tanque utilizado no processo de maceração....................................... 16 Figura 4 - Malte verde ao final da germinação. ..................................................................... 17 Figura 5 - Seção vertical de um tanque de germinação. ........................................................ 17 Figura 6 - Princípio do funcionamento do tanque whirlpool. ................................................ 20 Figura 7 – (a) Corte vertical de um filtro de placas horizontais (b) Seção vertical de um filtro de placas verticais (c) Filtro de placa e suporte (d1) Corte vertical de um filtro de vela (d2). 24 Figura 8 - Esquema da enchedora e pasteurizadora. .............................................................. 26 Figura 9 - Efeitos sobre o custo da cerveja. .......................................................................... 35 Figura 10 - Produção do mercado brasileiro. ........................................................................ 36 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 - Relação de nutrientes entre a cerveja, vinho e destilado. ........................................ 4 Tabela 2 - Distribuição das micro cervejarias no Brasil. ....................................................... 34 Tabela 3 - Consumo per capita em diversos países. .............................................................. 35 1 1. INTRODUÇÃO A cerveja é uma das bebidas alcoólica mais antigas e mesmo depois de 8 mil anos, ela permanece sendo a bebida de maior difusão e consumo do mundo. Atualmente, tem como principal mercado consumidor a Europa, sendo que a Alemanha e a Dinamarca possuem o maior consumo per capto em litros por ano (TSCHOPE, 2001). Desde a antiguidade, a cerveja é constituída basicamente de quatro ingredientes: cevada, água, lúpulo e leveduras. A cevada é fonte de sabor e de amido, que serão transformados em açúcares por meio da atuação de certas enzimas produzidas pela própria semente, quando está em germinação. Estes açúcares são transformados em álcool e gás carbônico pelas leveduras. O lúpulo é adicionado para promover a sensação de refrescância característica da cerveja e também possui propriedades de conservação. É considerada como uma das bebidas mais simples do mundo. A sua produção é um dos processos mais tradicionais na engenharia moderna. Atualmente, por trás desta simples bebida, existe uma grande fábrica, totalmente equipada com instrumentos de alta tecnologia, com milhares de trabalhadores e bilhões de litros de cerveja. A cerveja é avaliada com critérios e teste extremamente rigorosos para a produção da cerveja perfeita. O que bebemos hoje é uma agregação de todas as descobertas que possibilitaram o aprimoramento deste nobre líquido. Os primeiros registros de fabricação de cerveja têm aproximadamente 8 mil anos e remetem aos Sumérios, povo mesopotâmico. Os homens já dominavam a produção de bebidas alcoólicas naquela época, porém a primeira cerveja produzida foi um acidente. Acredita-se que um grupo de agricultores tenha armazenado a colheita dos grãos em vasos. Uma eventual chuva pode ter umedecido a porção que, em seguida, foi posta para secar. O processo de produção de cervejas diz que é preciso fazer uma espécie de sopa desses grãos umedecidos ou secos, o malte. Se essa sopa ficou no tempo, abandonada, ela provavelmente sofreu um processo de fermentação em virtude dos micro-organismos presentes na atmosfera. A partir do açúcar, o álcool produzido pela fermentação desse mingau dá o surgimento de uma cerveja primitiva. Os sumérios, então, registraram a receita para a produção desta bebida. Os povos começaram a deixar de ser nômades com essa descoberta e começaram a cultivar cevadas e trigo intencionalmente, em vez de simplesmente coletarem grãos selvagens para consumo e estocagem. Registros históricos indicam que os sumérios bebiam uma bebida fermentada, obtida a partir da fermentação de cereais, em situações de interação social pelo efeito do álcool no organismo, e que cerca de 40% da produção dos cereais destinava-se às 2 cervejarias, chamadas “casas da cerveja”, mantidas por mulheres. A arte de fabricar cerveja foi logo aprendida pelos egípcios, que agregaram o líquido a sua dieta diária. A cerveja produzida naquela época era bem diferente da atual. Era escura e muitas vezes substituta da água, porém era suja e contaminada. Apesar disto, a base do produto (cevada fermentada), continua sendo a mesma. Na realidade, o mesmo processo de fermentação utilizado hoje, podia ser encontrado no antigo Egito. Os primeiros cervejeiros, literalmente, esperavam que as leveduras, fungos responsáveis pela fermentação, surgissem a partir do nada. Louis Pasteur, no final do século 19, descobriu que a levedura transformava os açúcares presentes em uma solução em álcool e gás carbônico. Essa descoberta teve uma aplicação de grande importância para o aprimoramento da produção de cerveja, pois foi possível selecionar uma levedura específica (Saccharomyces cerevisiae) e construir um processo específico em torno dela. Como o tipo de levedura influencia fundamentalmente no sabor da cerveja, isto permitiu que se produzisse sempre a mesma qualidade de cerveja. Louis Pasteur descobriu, ainda, o processo de pasteurização, de grande importância na conservação de alimentos. Duas outras descobertas que aprimoraram a produção da cerveja foram a máquina a vapor, inventada por James Watt, que permitiu acelerar o processo de fabricação, e a Refrigeração Artificial, criada por Carl Von linde, que permitiu um maior controle da temperatura, fator de extrema importância na fabricação de cerveja. Após estas descobertas, a produção e exportação de cerveja, tanto quanto a criação de novas filiais pelo mundo, aumentou exponencialmente. No Brasil, as décadas de 1860 até 1880 foram o auge da cerveja no país. Os anos 70 foram marcados pela continua expansão e inovações desse produto. Tanto é que nos anos 80 a empresa Brahma exportava a Brahma. Chope para os Estados Unidos, e ela foi eleita a melhor cerveja importada dos norte americanos, nessa mesma época o jornal alemão “Frankfurter Allgemeine Zeitung” elegeu a como a 7ª empresa de cerveja do mundo, devido ao grande consumo no Brasil e no exterior. Em 1933, nos Estados Unidos, foi criada a Lei Seca, que proibia o consumo e produção de qualquer bebida alcoólica no país. As filiais de diversas empresas no país foram obrigadas a fechar, um prejuízo muito grande, uma vez que os EUA eram um dos principais consumidores de cerveja do mundo na época. Esta lei permaneceu por 13 anos, até ser derrubada pelo Presidente Roosevelt, em 1946. Neste momento, deu-se início à chamada “Corrida da Cerveja”, uma corrida entre as cervejarias da Europa para realizar a tão aguardada primeira entrega nos EUA. A grande vitoriosa foi a Heineken, e logo ganhou uma posição de sucesso no mercado americano e no mundo inteiro. 3 2. PROPRIEDADES E APLICAÇÕES 2. 1. Propriedades O estudo dos efeitos da cerveja, assim como de qualquer outro alimento, ainda está em fase de estudos, sendo quea cada dia novas pesquisas são publicadas sobre as consequências benéficas ou maléficas de seu consumo. Ainda assim, sabe-se que ao contrário do que ocorre com a abstenção ou consumo excessivo da cerveja, é necessária a ingestão moderada combinada a uma alimentação saudável e exercícios físicos para se obter resultados positivos à saúde. Devido as suas matérias primas, a cerveja contem um grande número de componentes antioxidantes e vitaminas, dando a ela a característica de proteger as pessoas de doenças cardiovasculares, como por exemplo, a redução de ataques de coração como infartos e algumas formas de trombose. Assim, avalia-se que o risco de doenças coronárias podem ser reduzidas em 25% com uma ingestão de 30 gramas de álcool por dia (cerca de 3 copos de cerveja), devido ao fato de que a quantidade do chamado HDL colesterol, ou o bom colesterol, no sangue aumenta com o consumo do álcool. Conforme pesquisas, este aumento é estimado na ordem de 4% com o consumo de apenas 2 copos de cerveja por dia, ou 20 gramas de álcool, diminuindo assim o risco de doenças [1]. Porém, este valor não aumenta caso o consumo seja em excesso, provocando assim problemas em outros sistemas do organismo humano. Baseando-se ainda na composição da cerveja, afirma-se que em sua fórmula estão presentes grupos de proteínas pré-digeridas, sais minerais e açúcares de fácil digestão, o que confere à bebida uma característica importante, o tamponamento, que reduz sensivelmente o seu efeito alcoolizante. Entende-se assim que o consumo moderado de cerveja proporciona a melhoria na capacidade física, a redução dos estados ansiolíticos e depressivos, a diminuição das pressões sistólicas e diastólicas, além de garantir maior resistência contra infecções. Deve-se ressaltar, entretanto, que a definição de consumo moderado equivale a ingestão diária média de até 1 litro ou aproximadamente 40 g de álcool puro por dia. Segundo Egon Tschope, pesquisas realizadas em universidades alemãs mostram que o consumo de 1,5 a 2 litros de cerveja, divididos em um dia, ainda pode ser considerado saudável (Sindicerv, 2013). Além das prevenções contra doenças, a cerveja também é caracterizada pelo seu alto valor nutritivo e assimilação rápida do organismo humano, segundo informações do website do Sindicato Nacional da Indústria da Cerveja (Sindicerv, 2013). Entre esses componentes se encontram minerais, carboidratos e proteínas. Para efeito de comparação nutricional com 4 outras bebidas alcóolicas, é fornecida a Tabela 1 com as relações de valores de minerais, vitaminas, aminoácidos e outros nutrientes. Tabela 1 - Relação de nutrientes entre a cerveja, vinho e destilado. 5 6 Como pode ser observada, a cerveja é rica em uma série de vitaminas, principalmente as do chamado complexo B. A vitamina B1 auxilia no funcionamento dos músculos, nervos e cérebro; a B2 colabora para a manutenção dos tecidos; a B5 atua no metabolismo dos carboidratos e gorduras. Em relação aos minerais temos o cálcio e fósforo, que são essenciais para a composição dos ossos, o potássio que junto com o cálcio assegura, entre outros benefícios, o bom funcionamento do coração e um baixo teor de sódio, indispensável a uma 7 tensão sanguínea normalizada. É rico em magnésio, ajudando assim a proteção contra a formação de pedras na vesícula e igualmente, contem compostos do lúpulo, atuantes na prevenção da descalcificação óssea, sendo uma das razões pela qual o consumo diário de cerveja, equivalente a cerca de 13g de álcool, tem sido referido como capaz de reduzir em 40% o risco de formação de pedra nos rins. Outras características provindas do lúpulo podem ser citadas como conferir uma atividade sedativa, estrogênica, inibidora de crescimento de tumores de dependência hormonal, bacteriostática e anti-inflamatória, diurética, entre outros [1]. Além desses componentes, a cerveja também é caracterizada por ser uma boa fonte de fibra solúvel provinda das paredes das células dos grãos da cevada maltada, sendo que um litro da cerveja contém, em média, 20% da dose recomendada de fibra [1]. Assim, o consumo da cerveja e então, de fibras, ajuda a manter uma saudável função intestinal de forma que tal componente tem uma ação benéfica ao encurtarem o tempo da digestão e absorção de alimentos. Como observado anteriormente, os efeitos benéficos que o consumo moderado da cerveja pode trazer à saúde são amplos e os estudos sobre eles encontram-se em desenvolvimento. Os diversos ingredientes que a compõe levam sempre a novas e inimagináveis descobertas. Contudo, deve ser lembrado que, o fato de se beber dois copos de cerveja não evitará por completo o aparecimento de qualquer uma das doenças atrás mencionadas. Outros fatores como o controlo do peso, uma dieta equilibrada ou o exercício físico regular são também essenciais para uma melhor qualidade de vida. 2. 2. Aplicações Sabe-se que a maior aplicação da cerveja se destaca no consumo líquido, porém deve- se ressaltar a utilização deste elemento em receitas culinárias e interações sociais. Quando mencionado a cerveja durante alguma refeição, logo se correlaciona a bebida como refresco. Entretanto, muitos pratos podem ser preparados utilizando a cerveja como um dos seus ingredientes, como por exemplo, arroz, picanha e até bolo. Contudo, a aplicação mais usual é o consumo da cerveja como forma de interação social. Uma pesquisa em uma Universidade do Rio de Janeiro foi realizada com 250 consumidores, alunos do curso de administração, mantendo como base um questionário estruturado. Ela demonstrou que alguns fatores que influenciam o processo de decisão dos consumidores são tão sutis que sua interferência se realiza de maneira inconsciente. O local 8 onde é realizado o consumo, bem como a companhia que irá compartilhar esse consumo são situações que podem influenciar de maneira direta a decisão de compra do consumidor. Assim, os resultados das análises realizadas demonstram que o contexto e interação social onde se desenrola o consumo influencia diretamente a opção da marca de cerveja escolhida. A utilização da marca e consumo da cerveja é sugerida então, como símbolo de associação capaz de contribuir para a recriação da identidade dos consumidores. Contextos sociais propícios à busca de benefício social de transferência de prestígio e reforço de autoimagem e status favorecem, por exemplo, o aumento na preferência por marcas premium ou aspirational brands. Por outro lado, contextos sociais que privilegiem a socialização com grupos de referência favorecem a procura pela conformidade do comportamento, diminuindo a preferência pelas marcas premium. 3. INSUMOS 3. 1. Logística pré-produção São utilizados fretes em diversos modais (rodoviário, marítimo, fluvial, ferroviário) para transportar os insumos até as fábricas. O mais expressivo é o transporte rodoviário. Os portos e as ferrovias são outras vias logísticas utilizadas, principalmente para carregamento de insumos e suprimentos para a produção. A Ambev gerencia uma das maiores frotas de caminhões do país: 3.100 veículos de empresas terceirizadas. Ao chegar às fábricas, todos os insumos são depositados em armazéns, que funcionam 24 horas em 90% dos casos. Todas as fábricas contam com silos. Ao todo são 500 empilhadeiras nas fábricas. (Ambev, 2013) 3. 2. Matérias-primas 3. 2. 1. Malte O malte é um produto rico em açúcar, obtido com a germinação parcial dos grãos de cereais. A princípio, qualquer cereal pode ser maltado, malte de milho, trigo, centeio, aveia e cevada. A escolha, entretanto, leva-se em consideração, entre outros fatores,o poder diastásico e o valor econômico de cada cereal (Cervesia, 2013). O cereal mais usado para a fabricação de cerveja é a cevada, apesar de diversos outros cereais poderem ser utilizados também. Esta preferência se deve ao fato da cevada ser rica em amido, e possuir um alto teor de proteínas em quantidade suficiente para fornecer os aminoácidos necessários para o crescimento da levedura e possuir substâncias nitrogenadas que desenvolvem um papel importante na formação da espuma (Nakano, 2000). 9 A cevada é uma gramínea pertencente ao gênero Hordeum, que é cultivada desde a Antiguidade, sendo originária do oriente. Dentre as espécies cultivadas existem as chamadas "cevadas cervejeiras", que são as mais utilizadas para a obtenção do malte utilizado na fabricação de cervejas. A grande maioria das espécies de cevada utilizada possui uma casca cimentada ao grão, que funciona como um agente filtrante contribuindo com o aroma, cor e sabor do mosto, além de proteger o grão de impactos mecânicos sofridos durante o processo de maltagem (Ehrhardt, P.; Sassen, H, 1995). 3. 2. 2. Adjuntos Antioxidantes Tem como função evitar a ação do oxigênio, que é o principal fator da deterioração das gorduras dos alimentos. Quando sofrem transformações, essas gorduras acabam por alterar o sabor e odor dos alimentos, tornando-os impróprios para o consumo (Nakano, 2000). Estabilizantes Mantém as características físicas das emulsões e suspensões, isto é, misturas como a bebida alcoólica. São adicionados às cervejas com a finalidade de aumentar sua viscosidade (Reinold, 1997). Acidulantes Atuam como adjunto de aroma e sabor e são largamente encontrados na natureza, sendo disponíveis comercialmente na forma de soluções aquosas que são incolores, inodoras, viscosas e não voláteis (Cervesia, 2013). São geralmente produzidos pela fermentação de sacarose altamente refinada. Por ser um componente largamente distribuído na natureza, e um dos primeiros agentes acidificantes a ser utilizado no processamento de alimentos, o ácido lático é utilizado na indústria cervejeira. Este componente também auxilia no ajuste do pH, obtendo rendimento máximo no extrato, diminuindo o tempo de maceração e favorecendo a precipitação das proteínas, melhorando a cor e auxiliando a filtração do mosto (Reinold, 1997). O uso do ácido lático é reconhecido como seguro e recomendado para alimentos e bebidas por instituições internacionais de grande prestígio como a FDA norte americana e o FAO/WHO da Organização das Nações Unidas. 10 3. 2. 3. Água É matéria-prima fundamental para a produção de cerveja e influencia de maneira completa a sua qualidade. Dependendo do teor e dos tipos de sais minerais dissolvidos, deve receber tratamento específico. De uma maneira geral, a água brasileira é considerada ideal para a fabricação de cerveja. Para cada 100 litros de cerveja há um consumo de 1.000 litros de água, incluindo a de fabricação e industrial (assepsia, caldeiras, etc). Um controle sobre o pH da água é fundamental, pois um pH alcalino poderá ocasionar a dissolução de materiais existentes no malte e nas cascas, que são indesejáveis no processamento. O ideal é que se tenha uma relação ácida facilitando maior atividade enzimática, com um consequente aumento no rendimento de maltose, e um maior teor alcoólico. Em geral, o pH ideal da água para a fabricação de cerveja está em torno de 6,5 a 7,0, mas o tipo de cerveja a ser produzido é que vai determinar qual o pH ideal. (Ambev, 2013) 3. 2. 4. Lúpulo O lúpulo é responsável pelo aroma acre e sabor amargo característicos da cerveja, e era usada na antiguidade como planta medicinal. (Nakano, 2000). É uma trepadeira da família das urticárias, típica do clima frio, sendo encontrada em estado selvagem, porém para a produção de cerveja o lúpulo deve ser cultivado. É uma planta dioica, o que quer dizer que produz flores masculinas e femininas. Ordenadas em espigas e glândulas secretoras de resinas e óleos de substâncias amargas, que dá o amargor típico e contribuem para o aroma característico da cerveja. Na fabricação de cerveja utilizam-se apenas as flores femininas, pois são estas que contém a substância amarga “lupulina”. Pode ser comercializado na forma de flores secas, pó e em extratos, sendo que em pó esses extratos possuem maior densidade e, portanto, ocupam menos volume ao ser transportado. Existem dois tipos de lúpulos fundamentais: os assim chamados de amargor e os aromáticos, conforme características de amargor ou de aroma. Além das características citadas, dadas a cerveja pelo lúpulo, esta planta ainda possui outras funções como evitar “espumamento” durante a fervura e agente bacteriostático (Cervesia, 2013). 3. 2. 5. Levedura As leveduras mais utilizadas em cervejaria são de duas espécies do gênero Saccharomyces: Saccharomyces cereviasiae (alta fermentação) e Saccharomyces uvarum (baixa fermentação) (Embrapa, 2013). 11 Uma levedura de baixa fermentação é considerada de boa qualidade para a produção de cerveja, se permanecer em suspensão durante a fase ativa da fermentação e então flocular e sedimentar, favorecendo a separação rápida da cerveja clarificada do sedimento (Cervesia, 2013). 3. 3. Origem dos insumos Informações do website da Ambev revelam que a política de insumos da empresa começa no campo. Ela mantém ações de relacionamento com agricultores que cultivam cevada, importante matéria-prima do processo. No sul do Brasil, devido ao clima adequado, a empresa estimula a produção de cevada. O projeto Dia do Campo, evento promovido há dez anos, consiste na realização de encontros entre agricultores locais e técnicos da Ambev. Esse contato eleva a qualidade da safra e diminui perdas. Os agricultores conhecem os resultados das pesquisas com fertilizantes e participam de treinamentos para aprender avançadas técnicas de plantio, desenvolvidas em conjunto com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa). Com o Dia de Campo, a Ambev ampliou em mais de 30% a área de cultivo de cevada no Rio Grande do Sul. A iniciativa conta com a presença de agrônomos da Embrapa. Nos campos de cevada, a Ambev adquire a produção de aproximadamente 3.800 produtores - cerca de 1.500 no Sul do Brasil, nos estados do Rio Grande do Sul, Paraná e Santa Catarina; outros 1.500 no Uruguai, em Paysandu e Nueva Palmira e 800 na Argentina, em Puan e Tres Arroyos. Outros ingredientes essenciais na fabricação da cerveja, o lúpulo e o fermento, têm origens distintas. Planta trepadeira que cresce apenas em algumas regiões do planeta, o lúpulo é importado de países como Estados Unidos, Alemanha e República Tcheca, entre outros. Para fermentar as bebidas, a Ambev lança mão de sua cepa exclusiva, produzida no Rio de Janeiro e multiplicada em cada unidade industrial. A água, ingrediente básico de todos os nossos produtos, é negociada diretamente entre a Gerência de Meio Ambiente e as prefeituras dos municípios onde as unidades industriais estão instaladas. A Ambev conta com um Sistema de Gestão Ambiental, que vem reduzindo ano a ano o consumo de água bem como tratando todos os efluentes para a devolução à natureza em condições. Externamente, a Ambev também adquire a produção de cereais não maltados e de materiais auxiliares que ajudam no processo de produção das bebidas. 12 Para mover as fábricas, a matriz energética usa recursos como gás natural, óleo e biomassa - oito unidades industriais utilizam energia renovável: em Viamão (RS), Lages (SC), Anápolis (GO), Teresina (PI), São Luís (MA), Cuiabá (MT), Juatuba (MG) e Agudos (SP). No Rio de Janeiro, foiinaugurada em 2008 a Fábrica de Vidros, unidade que supre parte da necessidade total da Ambev em garrafas - tanto âmbar como do tipo long neck. A Ambev também conta com uma fábrica para produzir rolhas metálicas - nome das tampinhas para garrafas de bebidas. A Arosuco Rolhas, sediada em Manaus (AM), abastece todas as unidades da Ambev no país. Também verticalizada, a produção de rótulos para garrafas de cervejas é atribuição da Fábrica de Rótulos. A unidade no bairro do Cambuci, em São Paulo, fornece o produto para as unidades da Ambev em âmbito nacional. A Ambev também busca no mercado parte dos seus suprimentos em embalagens. É o caso dos plásticos PET e das latas. São adquiridas latas de 269ml, 350ml e 473ml. Já o plástico PET chega em pré-forma. Também são comprados materiais como filme shrink, caixa cartão, pallets, garrafeiras, entre outros. (Ambev, 2013) 4. DESCRIÇÃO DO PROCESSO INDUSTRIAL O sabor, odor e a textura das cervejas de mesma classificação, certamente diferem de marca para marca. Isso se deve principalmente aos equipamentos, matérias-primas e procedimentos específicos de cada empresa, pois o processo de fabricação, em geral, é basicamente o mesmo. A Figura 1 apresenta as etapas gerais da produção de cerveja. 13 Figura 1 - Diagrama de blocos simplificado do processo de fabricação da cerveja. Os equipamentos e processos descritos, e os dados numéricos fornecidos a seguir, têm o intuito de apresentar uma noção geral das etapas pelos quais as matérias-primas passam até se transformarem no produto final. É importante ressaltar que os dados numéricos referentes a tempo, temperatura e umidade podem variar de acordo com o fabricante e o tipo de cerveja a ser produzida. A Figura 2 apresenta o fluxograma da produção da cerveja. 14 Figura 2 - Fluxograma da produção de cerveja. Fonte: CETESB, 2005 4. 1. Obtenção do malte Todas as operações realizadas para a obtenção do malte são naturais, sem o uso de aditivos, em que se controla apenas a umidade, temperatura e aeração. As etapas para obter malte (limpeza e seleção dos grãos, secagem e malteação) são realizadas em instalações chamadas maltarias. O cereal mais utilizado para a obtenção do malte é a cevada, este é fornecido à granel das lavouras. 15 4. 1. 1. Limpeza e seleção dos grãos Utilizam-se peneiras e ventiladores a fim de retirar qualquer corpo estranho como, por exemplo, sementes estranhas, insetos, restos de plantas, madeiras, palha, pedras etc. Os resíduos metálicos são retirados por eletroímãs. Feito a limpeza, para obter grãos homogêneos, é realizado uma seleção de acordo com o tamanho em três ou quatro graduações. 4. 1. 2. Secagem Antes de serem enviados para os silos, os grãos limpos e selecionados devem ter seu teor de umidade reduzido entre 10% a 12%. Isso contribui para acelerar sua maturação, reduzir o ataque por pragas, ocorrência de doenças e a atividade respiratória. Em geral, uma operação de secagem típica tem duração de duas horas, e o ar utilizado que inicialmente encontra-se a 54°C, eleva-se gradativamente até 66°C. É importante que o interior do grão não ultrapasse 52°C para não prejudicar a etapa de germinação. Os grãos são armazenados em silos sob condições de temperatura e umidade específicas, sendo o tempo de armazenagem por até 14 meses. 4. 1. 3. Malteação A malteação refere-se ao processo que se transforma cereal em malte, e consiste de quatro operações principais: maceração, germinação, secagem e crivagem. 4. 1. 3. 1. Maceração No processo de maceração (também chamado de embebição nesse estágio específico da obtenção do malte), as sementes recebem água necessária para a germinação. O tempo total de maceração pode variar entre 3 a 5 dias, sendo que após as primeiras 8 horas de maceração, o teor de umidade no grão atinge de 31% a 35% em relação ao seu peso, podendo atingir até 50%. Teores de água menores que 50% do peso do grão pode prejudicar a germinação devido ao ressecamento da semente. Durante o processo é importante o controle da temperatura, que deve permanecer numa faixa de 10 a 12°C e constante. A água utilizada é periodicamente ou continuamente renovada desde que a temperatura seja mantida constante. Controla-se também o pH com óxido de cálcio (CaO) e adiciona-se antissépticos como, por exemplo, hipoclorito de sódio (NaClO) ou permanganato de potássio (KMnO4). 16 Em geral, os tanques de maceração utilizados são cilíndricos verticais de altura até 2 metros e fundo plano. Os tanques são abertos na parte superior, e podem apresentar dispositivos de agitação ou aeração forçada, a fim de escoar água e remover impurezas. A Figura 3 apresenta o esquema de um taque de maceração. Figura 3 - Esquema do tanque utilizado no processo de maceração. Fonte: http://www.ufrgs.br/alimentus/feira/prcerea/cerveja/macera.htm O processo de maceração deve ser interrompido quando a semente apresenta-se macia e com sinal da radícula. Dessa forma, retira-se a água, lavam-se os grãos com água limpa e deixa drenar por até duas horas. 4. 1. 3. 2. Germinação O processo de germinação tem o objetivo de desenvolver enzimas e modificar o amido, tornando-o macio e solúvel. As condições de temperatura, umidade e aeração são específicas e o processo é interrompido instantes antes da geração de uma nova planta. Ao final da germinação, o grão denomina-se malte verde como se observa na Figura 4. 17 Figura 4 - Malte verde ao final da germinação. Fonte: http://www.cervesia.com.br/malte/613-tipos-de-malte.html A germinação dura de 3 a 4 dias e é realizada em um tanque de base retangular ou circular com fundo falso perfurado. Sobre o fundo falso há o leito dos grãos, que possui profundidade de 1,0 a 1,5 metros. Através do leito, em geral, de cima para baixo, passa uma corrente de ar saturado a 15°C a fim de fornecer oxigênio aos embriões, eliminar dióxido de carbono (CO2) e manter a temperatura constante em todo o leito. Para evitar o enraizamento, os grãos em germinação são separados por um dispositivo giratório helicoidal mecânico; esse dispositivo também auxilia a aerar e manter a temperatura constante. A Figura 5 apresenta a seção vertical de um tanque germinação. Figura 5 - Seção vertical de um tanque de germinação. Fonte: http://www.ufrgs.br/alimentus/feira/prcerea/cerveja/germin.htm 18 4. 1. 3. 3. Secagem Quando a produção de enzimas e as modificações no endosperma atingem um nível ótimo, deve-se interromper o sistema enzimático por meio da secagem. O processo de secagem nessa etapa da produção ocorre a temperaturas que variam de 20 a 100°C de acordo com a cor do malte (claro ou escuro). A temperaturas mais alta e a seco, gera-se o malte escuro. E a temperaturas mais amenas e a um nível de remoção de umidade ideal, gera-se malte claro. Caso seja necessário, de acordo com a especificação do fabricante, o malte é torrado a temperaturas de 200 a 300°C. A secagem nos fornos ocorre em duas etapas: a pré-secagem, que ocorre a temperaturas de 20 a 70°C por 20 minutos em que o malte atinge de 8 a 12% de umidade; e a cura, que ocorre a temperaturas de 70 a 95°C por 2 a 3 minutos, em que a umidade no malte atinge de 4 a 5%. 4. 1. 3. 4. Crivagem Em um processo denominado crivagem, após a secagem, o malte é separado da radícula e do caulículo que é destinado a fábricas de ração. 4. 2. Preparo do mosto A partir deste processo, inicia-se a produção da cerveja propriamente dita, em que a primeira etapa é obter o mosto. O mosto é uma solução aquosa de açúcares fundamentaispara alimentar os fungos responsáveis pelo processo de fermentação que originará o álcool da cerveja. O preparo do mosto pode ser dividido em seis etapas principais: moagem do malte, maceração, filtração, fervura, clarificação e resfriamento. O malte é recebido nas cervejarias e é encaminhado para silos de metal ou concreto, cuja capacidade é de 150 a 200 toneladas, onde permanecem por 15 a 30 dias. Antes de submeter o malte a moagem, estes são limpos por meio de peneiras vibratórias, e aspiradores para retirar o pó proveniente do atrito entre as cascas dos grãos. A aspiração é realizada por meio de ventiladores e ciclones, ou ventiladores e filtro de mangas. No caso dos ventiladores e ciclones, o pó é retirado mediante força centrífuga; e na outra forma de aspiração, é usado o ventilador para sugar o ar através dos filtros de mangas que possui alto rendimento (retém quase 100% do pó). Pode-se também utilizar grades magnéticas a fim de reter materiais metálicos. 19 4. 2. 1. Moagem A moagem é um processo físico que tem a função de romper a casca e expor o amido do grão. Em geral, utilizam-se moinhos do tipo martelo ou de rolo. 4. 2. 2 Maceração do malte (brassagem) e adjunto A maceração é um processo que ocorre em via úmida, em que os grãos de malte moídos são misturados a água em torno de 65°C, a fim de ativar a ação enzimática no interior dos grãos. As enzimas promovem a quebra de substâncias complexas do interior dos grãos em moléculas menores, assimiláveis pelas leveduras que são responsáveis pelo processo de fermentação. Em função do sabor, cor, aspecto ou custo, é comum a utilização de outra fonte de açúcar além do malte da cevada, tais como, milho, arroz e trigo. Essa fonte energética alternativa é denominada adjunto ou gritz. Antes de serem adicionados ao malte em maceração, os gritz por não serem malteados (não possuem enzimas), devem ser aquecidos em uma caldeira separada, chamada caldeira de caldas. Na prática, o malte é macerado na caldeira de mostura com água a 65°C, enquanto o adjunto é misturado à água a 120°C na caldeira de caldas. Após uma hora, o conteúdo da caldeira de caldas é adicionado à caldeira de mostura, dando origem ao mosto. Portanto, denomina-se mosto, uma solução de açúcares provenientes da sacarificação do amido presente no malte e no adjunto, por ação enzimática do malte. 4. 2. 3. Filtração Após a maceração, é necessário separar o mosto dos resíduos sólidos (bagaço de malte). É comum a utilização de tinas de filtração, filtros prensa, ou panos de algodão ou nylon. A escolha do tipo de filtração depende de aspectos, tais como, custo, tempo de duração do processo, espaço físico ocupado, facilidades de limpeza do equipamento, recuperação do extrato e consumo de água. A filtração em tinas consiste na passagem do líquido pelas próprias cascas do malte, presentes no mosto, que ficam retidas num fundo falso tipo peneira. Uma vez que todo o mosto é drenado, as camadas de cascas de malte são borrifadas com água a 75°C várias vezes a fim de extrair ao máximo os extratos solúveis. A extração sólido-líquido pode ser realizada em uma única operação ou dividida em duas ou três etapas dependendo da quantidade de material a ser extraído. 20 4. 2. 4. Fervura A fervura tem função de aromatizar, concentrar e esterilizar o mosto; e caramelizar alguns açúcares. É importante a adição de lúpulo nessa etapa, pois este estabiliza a composição do mosto por meio da inativação de enzimas causadoras da coagulação de proteínas que precipitam em flocos. Há dois tipos mais comuns de processos de fervura: a primeira utiliza caldeiras em que o mosto atinge temperatura de 100°C por um tempo de 60 a 90 minutos, sob pressão atmosférica e com um gasto de energia relativamente alto; a segunda utiliza trocadores de calor a 140°C por 4 minutos e sob alta pressão, com um gasto energético três vezes menor comparado a fervura em caldeira. Devido ao seu custo energético relativamente baixo e ao menor tempo de processamento, atualmente, a fervura por trocadores de calor é o processo mais utilizado. 4. 2. 5. Clarificação Antes de seguir para o processo de fermentação, o mosto deve ser filtrado novamente, a fim de retirar resíduos remanescentes de bagaço e proteínas coaguladas que podem prejudicar a qualidade da fermentação. É comum realizar a clarificação por meio de um equipamento denominado whirlpool (do inglês, redemoinho). O whirlpool é um tanque circular em que o mosto é bombeado tangencialmente em alta velocidade, por 20 até 45 minutos, de modo que as proteínas e demais partículas indesejáveis se acumulem no centro da base do tanque. Através de uma tomada adequada, retira-se o mosto limpo longe dos depósitos de sólidos, denominado trub grosso. O princípio do funcionamento do tanque whirlpool é apresentado na Figura 6. Figura 6 - Princípio do funcionamento do tanque whirlpool. Fonte: http://www.hofbrauhauslasvegas.com/the-beer/brewing-process/whirlpool-kettle-ii/ 21 4. 2. 6. Resfriamento O resfriamento é realizado por trocadores de calor até o mosto atingir temperaturas entre 6 e 12°C, dependendo do tipo do levedo a ser utilizado na fermentação. Como esta etapa é susceptível ao estabelecimento de infecções por bactérias e desenvolvimento de leveduras selvagens, o mosto é aerado com ar estéril. 4. 3. Fermentação A fermentação alcoólica refere-se ao processo de transformação química dos açúcares em álcool, gás carbônico e energia, segundo a Equação 1. C6H12O6 → 2CH3CH2OH + CO2 + energia (1) Em que: C6H12O6 = glicose CH3CH2OH = etanol CO2 = dióxido de carbono Energia = ATP + calor A fermentação do mosto pode ser dividida em duas etapas: na primeira etapa, chamada aeróbica, as leveduras se reproduzem, aumentando de quantidade de 2 a 6 vezes; na segunda etapa, ocorre a fermentação alcoólica (Equação 1). É possível realizar a fermentação em batelada ou em um processo contínuo. O sistema em batelada pode ainda ser realizado em tanque aberto ou fechado. O sistema em batelada utilizando tanque aberto, atualmente é pouco utilizado, pois apresenta uma série de desvantagens, tais como: • Necessidade de um sistema de ventilação eficiente, pois o dióxido de carbono é eliminado diretamente na atmosfera; • Há perdas de etanol devido à própria liberação de dióxido de carbono; • O tempo de fermentação dura entre 8 a 10 dias; A fermentação em batelada utilizando tanque fechado é o método mais empregado nas indústrias, pois possui alta capacidade de fermentação e apresentam vantagens, tais como: • O dióxido de carbono é recuperado, sendo reincorporado artificialmente ao produto em etapas posteriores; • O tempo de fermentação é mais rápido do que no tanque aberto e leva em torno de 5 a 7 dias; 22 • O sistema de limpeza é automatizado, in situ; • A sedimentação da levedura é facilitada, pois fica compactada no extremo cônico do tanque; Na fermentação em processo contínuo, utilizam-se vários tanques com agitadores. No primeiro tanque a levedura é adicionada ao fluxo contínuo de mosto; o mosto fermentado passa para um segundo tanque. O sistema contínuo é vantajoso, pois, uma vez atingido o ponto de equilíbrio, não necessita de limpeza frequente, podendo ficar até 9 meses sem ser realizada. Porém, em relação ao sistema em batelada, apresenta maior perigo de contaminação por leveduras selvagens e apresenta maior dificuldade na obtenção de um aroma homogêneo na cerveja. Além disso, há uma grande dificuldade em atingir o ponto de equilíbrioque pode levar de duas a três semanas. 4. 4. Processamento da cerveja A cerveja verde é obtida após a obtenção do mosto fermentado. Apesar de já possuir diversas características da cerveja a ser produzida, é necessário que se realize operações para gaseificar a bebida, garantir sua qualidade e fornecer as demais características organolépticas necessárias antes do envase do produto. 4. 4. 1 Maturação A fim de separar a grande quantidade de microrganismos e substâncias indesejadas que estão misturados à cerveja e permitir a ocorrência de algumas reações químicas que auxiliam no processo de estabilização do produto final quanto a características relacionadas com o paladar e saturação de CO2, promove-se a maturação. Este processo consiste em basicamente manter a cerveja em descanso nas dornas a uma temperatura de zero a três graus durante um período. Desta maneira, ocorre uma fermentação lenta, também conhecida por fermentação secundária, que proporciona a clarificação por precipitação de leveduras e proteínas assim como de sólidos insolúveis. As alterações químicas que ocorrem também auxiliam na clarificação e melhoram o aroma e sabor. A clarificação, por sua vez, é muito importante nessa etapa. Isso porque após a fermentação a cerveja se apresenta extremamente turva devido à presença de leveduras (até 10 milhões de células por mL). É importante ressaltar que grande parte do processo de clarificação ocorre nesta etapa de maturação através da precipitação de leveduras e proteínas. 23 Com relação ao sabor final, na maturação ocorrem três reações que tem grande influência: a redução da concentração de ácido sulfídrico, de acetaldeído e diacetil. Estes compostos são produtos da fermentação pela levedura e podem ser minimizados mediante a menor temperatura de fermentação, a seleção da levedura e a composição do mosto. Os álcoois superiores e ácidos graxos que também foram formados durante a fermentação não sofrem modificações significativas na etapa de maturação. Já o álcool amílico pode aumentar durante o repouso prolongado. Durante o período de maturação são formados, ainda, ésteres, principalmente acetato de etila e acetato de amila, dando origem ao aroma e sabor que caracterizam a cerveja “madura”. A duração da maturação está diretamente relacionada com o tipo de cerveja que se quer produzir. Cervejas escuras (com o mosto mais concentrado), por exemplo, necessitam de mais tempo de maturação, pois existe uma maior quantidade de extrato a ser assimilado. Além disso, a temperatura também influencia na duração desta etapa, de modo que adegas com baixas temperaturas precisam de um tempo maior para atenuação dos extratos. 4. 4. 2. Filtração A filtração é o procedimento utilizado para remover as impurezas que ainda não se decantaram, proporcionando, assim, limpidez ao produto final. A torta de filtração gerada nesta etapa é denominada trub fino e possui alto conteúdo nitrogenado. Antes da etapa de clarificação por uso de filtros, é feita a carbonatação da cerveja. Este processo é feito sob pressão com gás carbônico de no mínimo 99,5% de pureza até que se obtenha de 0,45% a 0,52%. Em geral o gás substitui parte do oxigênio presente na cerveja. Como quanto menor o volume de oxigênio residual maior a estabilidade da cerveja durante o armazenamento, este processo se apresenta bastante benéfico. Após a carbonatação a cerveja é clarificada em filtros de terra diatomácea que podem ser do tipo placas verticais, horizontais, placa e suporte ou ainda filtro de vela. O princípio para todos os filtros é basicamente o mesmo: a terra é impulsionada, por bomba a escoar através do meio filtrante de malha fina que fica nas placas, sendo recirculada para a formação de uma pré-capa. As camadas de terra se reforçam com outra de grãos mais finos, recobrindo o meio filtrante. O bombeamento da cerveja somente se inicia quando nenhuma quantidade de terra passa pelo filtro. As partículas em suspensão da cerveja ficam retidas nos interstícios entre as partículas de terra. Nesta etapa deve-se ter cuidado porque as camadas de terra se entopem rapidamente com as partículas em suspensão arrastadas pela cerveja. Isto pode ser evitado injetando-se 24 terra diatomácea fresca, regularmente, na cerveja, a uma concentração adequada para evitar a obstrução do filtro. A Figura 7 representa os diversos tipos de filtros existentes. No filtro de placas, a pré- capa se forma na parte externa do meio filtrante e a cerveja filtrada passa para o interior das placas, segundo o desenho do esquema (a) e (b), escoando para o sistema de descarga. O filtro de vela tem um corpo cilíndrico vertical formado por discos montados sobre uma hélice central oca. As camadas filtrantes recobrem os discos filtrantes ((d1) e (d2)). Figura 7 – (a) Corte vertical de um filtro de placas horizontais (b) Seção vertical de um filtro de placas verticais (c) Filtro de placa e suporte (d1) Corte vertical de um filtro de vela (d2). O tempo do processo é variável e é controlado a partir de medidas de pressão, turbidez e concentração de microrganismos. Sendo assim, a pressão não deve ultrapassar 3 bares acima da pressão atmosférica bem como a contrapressão (necessária para reter o dióxido de carbono e evitar a desgaseificação) deve ser de 1 bar. Além disso, o limite de células residuais de células residuais de leveduras após a filtração deve ser de pelo menos 10/100 mL de cerveja. Por fim, o tanque de mistura e o filtro devem ser ambos encamisados à 62ºC, variando até 65ºC. É importante que se controle a temperatura de maneira a não se exceder 70ºC para que não ocorra escurecimento da Lecitina. Após esta etapa são adicionados os aditivos, que são os agentes estabilizantes, corantes ou açúcar de modo a acertar o paladar do produto. 25 4. 5. Envase Contaminação, perda de gás e contato da cerveja com oxigênio são fatores que podem comprometer a qualidade do produto final. Desta forma, é necessário tomar certos cuidados durante o envase do produto. Esta fase é geralmente aquela em que se empregam equipamentos de maior complexidade mecânica e maior índice de manutenção, além de um maior contingente de funcionários. Isso porque é nessa fase que podem ocorrer as maiores perdas por acidentes e má operação. O envase é constituído de diversas operações relacionadas ao enchimento dos vasilhames como a lavagem das garrafas, o envase, a pasteurização e a expedição. 4. 5. 1. Lavagem de garrafas A lavadora de garrafas é o equipamento utilizado na higienização adequada das garrafas retornáveis de cerveja. Este equipamento possui uma câmara fechada onde as garrafas são lavadas com uma solução alcalina (em geral, soda) e detergente. Elas são, posteriormente, enxaguadas com água quente para promover sua desinfecção. A inspeção visual automática é necessária neste momento para que sejam retiradas da linha de produção aquelas que apresentam sujeiras ou defeitos. As garrafas são retiradas manualmente e enviadas para a reciclagem. É importante ressaltar que em geral o processo de lavagem das garrafas consome muita água e energia e gera resíduos como pasta celulósica a pasta celulósica formada pela cola e papel dos rótulos, vidros de garrafas danificadas ou quebradas e efluentes líquidos da lavagem. 4. 5. 2. Envase Após a filtração a cerveja pode seguir dois caminhos: pode ir para as máquinas enchedoras, onde é envasada em garrafas de vidro ou latas de alumínio, ou pode ir para as máquinas de embarrilhamento, onde se enchem os barris de aço inoxidável ou madeira. É aqui que se separa a cerveja do chope. Isso porque a cerveja que é envasadaem garrafas ou latas caminha para o processo de pasteurização enquanto que a cerveja envasada em barris não. O percentual da cerveja que percorre cada caminho depende de diversos fatores como condições de mercado, plantas da empresa ou lote de fabricação. 26 É importante ressaltar que o chope é um produto com menor vida de prateleira, uma vez que não sofre pasteurização. Desta forma, o produto estraga mais rápido, devendo ser retirado do mercado após um tempo muito menor do que a cerveja. Nesta etapa também são gerados resíduos advindos da quebra de garrafas ou de latas amassadas e efluentes provenientes de eventuais derramamentos de cerveja. 4. 5. 3. Pasteurização Ao se aquecer a cerveja até uma temperatura alta, como, por exemplo, 60ºC e resfria- la rapidamente até 4ºC elimina microrganismos, sendo que o produto passa a apresentar maior estabilidade e durabilidade (de até 6 meses). Este processo é conhecido como pasteurização (Figura 8). Este tratamento é feito em trocadores de calor. Um fato que deve ser mencionado é de que é difícil assegurar que toda a cerveja alcance esta temperatura. Por isso, muitas instalações de fluxo contínuo possuem dispositivos de recirculação. Além disso, quando se eleva a temperatura da cerveja pode ocorrer a desgaesificação, uma vez que o dióxido de carbono tem tendência a não se solubilizar com elevadas temperaturas. Para se evitar esta ocorrência deve-se operar a uma pressão, no sentido da corrente, de 7,5 a 10 bates e uma contra pressão de 1 a 5 bares. Figura 8 - Esquema da enchedora e pasteurizadora. 4. 6. Tratamento de efluentes Por serem caracterizadas como grandes consumidores de água, em geral de excelente qualidade, e, além disso, possuírem despejos com carga orgânica moderada (de 1200 a 3000 mg/L de DBO) e uma considerável vazão (em geral, da ordem de milhares de metros cúbicos por dia), as indústrias cervejeiras possuem instalações relativamente grandes para o tratamento de efluentes. Em geral, as plantas são compostas por um pré-tratamento (neutralização/equalização) e um sistema de tratamento biológico, sendo que ao final gera-se lodo de tratamento, que necessita de uma correta destinação final. 27 Os principais pontos de atenção em relação aos impactos ambientais do setor cervejeiro são, portanto, oriundos de características como a geração de resíduos sólidos de etapas de filtração antes e depois da fermentação, odores da Estação de Tratamento de Efluentes, geração de efluentes dos sistemas de refrigeração, dentre outros. 4. 6. 1. Principais poluentes gerados Os principais poluentes gerados podem ser caracterizados como resíduos sólidos, líquidos e subprodutos: a) Resíduos sólidos: são gerados principalmente nas etapas de filtragem, envase e tratamento de água e efluentes líquidos. Podem ser: 1) Grãos usados: são oriundos do aproveitamento do conteúdo dos grãos de malte, constituídos de restos de cascas e polpas dos grãos, misturados, em suspensão ou dissolvidos no mosto. Dependendo da etapa em que são retirados possuem características físicas e composição distinta e, por isso, são separados em três tipos: bagaço do malte (gerados na filtração do mosto após a caldeira de mostura, antes da fervura), trub grosso (tirados do whirpool na primeira filtração após o cozimento, composto de gordura vegetal e proteínas coaguladas), trub fino (resíduos obtidos na segunda filtração, composto de gordura vegetal, que sai misturado à terra diatomácea e parcelas de levedo); 2) Excesso de levedura: como as leveduras se reproduzem durante a fermentação, ao final da produção se tem mais leveduras do que no começo. Parte desta levedura é utilizada no preparo de nova batelada e parte é vendida para indústria alimentícia; 3) Resíduos do envase: são gerados dois tipos de resíduo: a pasta celulósica (composta pelos rótulos removidos na lavagem das garrafas retornáveis) e garrafas quebradas, latas e tampas metálicas amassadas, plástico e papelão originários de embalagens. Ambos os resíduos são vendidos para empresas de reciclagem. 4) Terra diatomácea: é usada na clarificação e depois retirada. Ela passa por um processo de secagem e posteriormente é destinada a aterros, como material inerte. 5) Lodo: quantidades consideráveis de lodo são geradas tanto na Estação de Tratamento de Águas como na Estação de Tratamento de Efluentes e devem ser corretamente gerenciadas como resíduo. b) Efluentes líquidos: devido às constantes operações de limpeza, seja de equipamentos, pisos ou garrafas, a indústria cervejeira gera quantidades significativas de efluentes líquidos, sendo que sua composição depende do tipo de cerveja fabricado, o tipo de levedura utilizada, da 28 qualidade dos processos de filtração, do tipo de aditivos eventualmente acrescentados e da eficiência dos processos de limpeza de equipamentos. É importante ressaltar que os efluentes da indústria cervejeira, em geral, apresentam alto potencial de poluição devido à sua carga orgânica, teor em sólidos em suspensão e presença de fósforo e nitrogênio. A composição qualitativa de cada fonte principal é: 1) Maltaria: restos de grãos, sólidos sedimentáveis, proteínas e açúcares; 2) Cozimento do mosto: açúcares, proteínas, taninos e resinas; 3) Fermentação: álcool, ácido, aldeídos, cetonas, ésteres e levedura; 4) Maturação: proteínas e produtos de sua degradação. c) Emissões atmosféricas (subprodutos): podem ser de vários tipos, dentre os quais se destacam: 1) Emissões de gases de combustão: oriundos da caldeira de produção de vapor, são compostos de gases de combustão (CO, CO2, NOx SOx, hidrocarbonetos, dentre outros) e material particulado. Esta composição varia em função do combustível usado, da tecnologia empregada e do sistema de controle de emissões acoplados aos equipamentos; 2) Emissão de CO2: gerado em grande quantidade durante a fermentação. O excedente é vendido a outras plantas ou totalmente recuperado com uso da na carbonatação da cerveja; 3) Emissão de poeira: proveniente do recebimento e transporte de malte, gritz e outras matérias primas. A emissão depende do sistema de ensilagem; 4) Odor: 6 a 10% do mosto é evaporado durante sua fervura. 4. 7. Transporte da bebida O sistema de transporte de mercadorias evoluiu muito nos últimos anos face à crescente necessidade das empresas em otimizar e racionalizar os seus processos e serviços, procurando cada vez mais atender as necessidades dos seus clientes intermediários ou finais. O transporte de bebidas deve assegurar que a qualidade intrínseca do produto e de sua embalagem seja mantida, que o prazo e local de entrega sejam respeitados e o custo do transporte seja o menor possível. À primeira vista, parece fácil suprir todas as características acima mencionadas, mas a realidade é outra. As distâncias continentais do Brasil, o mau estado da malha viária (estradas e ruas), a limitação de trânsito de veículos de transporte em determinados horários e locais nas grandes cidades, as dificuldades na carga e descarga (muitas vezes manual) dos veículos de 29 transporte, a lentidão em se padronizar os tamanhos das embalagens, paletes etc, são algumas das dificuldades enfrentadas. 4. 7. 1. Outdoor móvel Os fabricantes de veículos de transporte nacionais têm procurado atender as necessidades dos clientes. Na Europa e Estados Unidos, esta preocupação em se projetar e construir um veículo adequado às necessidades específicas de cada cliente já existe desde a década de 80, quando surgiram várias firmas especializadas no desenho e construção de carrocerias adequadas às mais diversas aplicações. Essa diversificaçãode carrocerias já chegou ao Brasil, onde hoje podemos ver em nossas ruas caminhões desenhados especialmente para conhecidas indústrias de bebidas (inclusive multinacionais), que além de serem adequados ao uso a que se destinam, ainda funcionam como “outdoors” ambulantes, levando a logomarca da empresa a todos os lugares. Esta tendência de se utilizar a própria carroceria do veículo de transporte como propaganda móvel é um modo criativo, com um custo acessível, de se divulgar a própria marca. Estudos realizados nos Estados Unidos e na Alemanha, por conhecidos institutos de pesquisa, provaram que com a propaganda efetuada com a própria frota de veículos, mais consumidores são atingidos (62%) do que com anúncios, rádio ou outros meios de comunicação. Apenas a televisão possui maior alcance (70%). Também as chances de se fazer contato com o consumidor através de propaganda móvel aumentam consideravelmente em comparação com os outdoors fixos. O estudo The Visual Impact of Trucks in Traffic da Associação Americana de Caminhões, demonstrou que um caminhão é notado até 16,3 milhões de vezes no período de um ano, sendo que 45% movimentando-se no trânsito e 55% estacionado e na carga / descarga. 4. 7. 2. Custos O transporte de diversos tipos de bebidas exige veículos apropriados para isso. Por exemplo, necessita-se que o produto seja protegido da ação climática (vento, chuva, calor, luz), de modo que as suas características de qualidade permaneçam inalteradas. As bebidas são acondicionadas em vasilhames de vidro, plástico, latas, “bag in box”, tambores de post-mix, barris etc. Os vasilhames, por sua vez, são transportados em bandejas de papelão, caixas de papelão, garrafeiras plásticas, embalagens múltiplas com filme plástico etc. 30 Esse transporte pode ser efetuado por intermédio de caminhões baú (frigoríficos ou comuns); caminhões com carroceria comum de madeira ou alumínio – onde a carga é protegida com lona comum ou isotérmica e amarrada; caminhões dotados de carrocerias especiais (teto móvel – tipo “asa”, teto rígido fixo – com as laterais móveis flexíveis em lona, teto rígido com as laterais rígidas escamoteáveis etc.) e caminhões-tanque (onde o produto é transportado a granel). Os dois fatores de custo que influem no uso da frota de transporte são o tempo e a distância. O fator distância depende do mercado e pode ser influenciado pela introdução de um plano de rota. O fator tempo depende do carregamento na indústria, do plano de rota e da disposição da frota. Desse modo, utilizam-se veículos de transporte com grande capacidade de carga (carretas e truque) para o transporte dos produtos – geralmente paletizados – entre as fábricas e os depósitos ou revendas; e veículos menores (caminhões “toco” e furgões) para a entrega dos produtos nos pontos de venda ou de distribuição (de modo a assegurar a agilidade na entrega). Esses veículos devem ser concebidos de modo que a sua carga / descarga possa ser realizada com o mínimo de esforço, e sejam dotados de plataformas hidráulicas, facilitando o manuseio das mercadorias. A utilização da informática (computadores de bordo) e do rastreamento por satélite abre novos horizontes para a racionalização e otimização do uso da frota de transporte. O acompanhamento diário das rotas de transporte, com a comparação entre o trajeto previsto e o realizado, permite que sejam tomadas medidas corretivas e preventivas, conforme o caso. Experiências práticas demonstram que, através de um planejamento periódico de rota e da introdução da venda por telefone pode se atingir significativa racionalização (redução de 5 a 10% nos custos com o transporte). O nível do potencial de racionalização depende decisivamente do grau de organização da empresa (Cervesia, 2013). 5. TIPOS DE CERVEJAS As cervejas são divididas em três famílias que se diferem pelo tipo de levedura que utilizam e sua atuação durante o processo: • Cervejas LAMBIC É a cerveja elaborada pelo método mais antigo de fermentação conhecido. Ela utiliza leveduras selvagens, ou seja, leveduras presentes no ambiente e que não temos controle sobre suas linhagens. Estas leveduras, por serem dos mais variados tipos, produzem uma grande 31 variedade de produtos aromáticos e deixam presente na cerveja uma grande quantidade de açúcares não fermentados. Como curiosidade, se diz que os fabricantes tradicionais destas cervejas não gostam de tocar nem nos fungos ou teias de aranhas que se instalam em suas câmaras de fermentação, pois dizem mudar o gosto da cerveja final se mudarem o ambiente de fermentação. Dentro das cervejas Lambic, podemos dividir ainda em alguns tipos: - GUEUZE – uma mistura de diferentes Lambics de diferentes idades - KRIEK – ao final de Julho, cerejas são maceradas em Lambic. Esta maceração dura 5 a 6 meses para permitir que as cerejas se dissolvam completamente - FARO – feita por adição de açúcar e caramelo na Lambic. - FRAMBOISE – obtida pela mistura de framboesa com Lambic, seguindo ao mesmo processo de maceração usado para fazer Kriek. • Cervejas ALES São cervejas produzidas por leveduras de alta fermentação. Como características principais deste tipo de levedura, temos a fermentação em temperaturas mais elevadas, entre 15 e 25 °C, e seu comportamento ao final da fermentação, que é de subir para a superfície do fermentado. As cervejas produzidas com este tipo de levedura são bastante esterificadas, com odor afrutado característico das Ales. A levedura de alta fermentação teve sua origem nas fermentações com leveduras selvagens, onde os antigos cervejeiros partiam uma nova fermentação com a espuma formada da fermentação anterior, selecionando assim, com o passar do tempo, este tipo de levedura. Dentro deste tipo de cerveja podemos destacar as cervejas de Trigo, Porters e Stouts. Estas duas últimas, com origens semelhantes, são cervejas muito escuras, que utilizam malte torrado na sua elaboração. Hoje, temos a Stout como cerveja mais encorpada. • Cervejas LAGERS: São cervejas produzidas por leveduras de baixa fermentação. Estas leveduras foram sendo selecionadas quando os antigos cervejeiros começaram suas produções em regiões frias, como na Baviera. Lá, estas leveduras tinham a vantagem de ter menor competição, pois a grande maioria das levedas selvagens não se adaptavam a estas temperaturas. A principal característica destas cepas é sua deposição ao fundo do fermentado ao final da fermentação. 32 Além disso, trabalham melhor em temperaturas mais baixas, entre 5 a 15ºC. Assim, sua fermentação é mais lenta e cerveja produzida é mais suave, menos afrutada e levemente sulfurosa. São cervejas mais atenuadas, límpidas e redondas. A grande maioria das cervejas produzidas no Brasil são cervejas de baixa fermentação. Incluímos nesta família as cervejas Pilsen, Light, Extra, Bock. 5. 1. Classificação das Cervejas Pela legislação brasileira a cerveja poderá ser denominada: Pilsen, Export, Lager Dortmunder, München, Bock, Malzbier, Ale, Stout, Porter, Weissbier, Alt e outras denominações internacionalmente reconhecidas que vierem a ser criadas, observadas as características do produto original. As cervejas são classificadas em 5 itens: 1) Quanto ao extrato primitivo (extrato do mosto de malte) em a) Cerveja leve, a que apresentar extrato primitivo igual ou superior a 5% e inferior a 10,5%, em peso; b) Cerveja comum, a que apresentar extrato primitivo igual ou superior a 10,5% e inferior a 12,5%, em peso; c) Cerveja extra, a que apresentar extrato primitivo igual ou superior a 12,5% e inferior a 14,0%, em peso; d) Cerveja forte, a que apresentarextrato primitivo igual ou superior a 14,0%, em peso. 2) Quanto à cor a) Cerveja clara, a que tiver cor correspondente a menos de 20 unidades EBC; b) Cerveja escura, a que tiver cor correspondente a 20 ou mais unidades EBC. * EBC é a sigla para European Brewery Convention que é a escala usualmente adotada na Europa e a unidade de medida que indica a cor do mosto. 3) Quanto ao teor alcoólico em a) Cerveja sem álcool, quando seu conteúdo em álcool for menor que 0,5% em volume, não sendo obrigatória a declaração no rótulo do conteúdo alcoólico; 33 b) Cerveja com álcool, quando seu conteúdo em álcool igual ou superior a 0,5% em volume, devendo obrigatoriamente constar no rótulo o percentual de álcool em volume, sendo: Cerveja de baixo teor alcoólico: a que tiver mais de 0,5 até 2,0% de álcool Cerveja de médio teor alcoólico: a que tiver mais de 2 até 4,5% de álcool Cerveja de alto teor alcoólico: a que tiver mais de 4,5 a 7% de álcool 4) Quanto à proporção de malte de cevada em a) Cerveja puro malte: aquela que possuir 100% de malte de cevada, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares; b) Cerveja – aquela que possuir proporção de malte de cevada maior ou igual a 50%, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares; c) Cerveja com o nome do vegetal predominante – aquela que possuir proporção de malte de cevada maior do que 20% e menor do que 50%, em peso, sobre o extrato primitivo, como fonte de açúcares. 5) Quanto a fermentação a) De baixa fermentação b) De alta fermentação 6. SITUAÇÃO DO MERCADO CERVEJEIRO NO BRASIL "No mercado de cerveja, o Brasil só perde, em volume, para a China (35 bilhões de litros/ano), Estados Unidos (23,6 bilhões de litros/ano), Alemanha (10,7 bilhões de litros/ano)". O consumo da bebida, em 2007, apresentou crescimento em relação ao ano anterior, totalizando 10,34 bilhões de litros. O gosto do consumidor vem se modificando, parte pelo aumento do poder aquisitivo, estabilidade econômica, e também pelo prazer de sentir novas sensações. Isso mostra uma crescente tendência a o consumo de quantidades pequenas de cervejas, porém mais fortes. O setor Premium e Super Premium no Brasil possui 4,5% do mercado e seu crescimento é da ordem de 15% ao ano. Este crescimento dinâmico tem sido impulsionado principalmente pelos consumidores e pelos pequenos produtores. Também as principais cervejarias aderiram às cervejas Premium ao seu portfólio de cervejas, atraídas pelas maiores margens. 34 A cada ano surge novas micro cervejarias que disputam o mercado nacional, atualmente já são mais de 170 micro cervejarias e cerca de 30 cervejarias regionais de médio porte. A maioria das micro cervejarias está concentrada em seis estados: São Paulo, Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Minas Gerais, Rio de Janeiro, Paraná e Goiás, conforme Tabela 2. Tabela 2 - Distribuição das micro cervejarias no Brasil. Fonte: Cervesia, 2013 Quanto ao consumo per capita, no entanto, o Brasil, com uma média de 47,6 litros/ano por habitante, está abaixo do total registrado por vários países como México (50 litros/ano) e Japão (56 litros/ano), como indicado nos exemplos abaixo: 35 Tabela 3 - Consumo per capita em diversos países. Embora esse consumo tenha sido incrementado nos primeiros anos de implantação do Plano Real (1994/1995), saltando de 38 litros/ano por pessoa para 50 litros/ano/habitante, o nível se mantém estável desde então, especialmente porque, ao se levar em conta o baixo poder aquisitivo de boa parte de seus consumidores, o preço do produto é alto. Na saída da fábrica, seu custo é um dos menores do mundo. Porém até chegar ao consumidor final a cerveja sofre a incidência de uma série de tributos, conforme demonstra a Figura 9. Figura 9 - Efeitos sobre o custo da cerveja. 36 O setor, que emprega mais de 150 mil pessoas, é uma fonte de investimento e empregos. Nos últimos anos, as indústrias cervejeiras investiram mais de R$ 3 bilhões, com 10 novas plantas industriais entrando em operação, além de ampliações e modernizações em fábricas já existentes. Elas atuam com políticas próprias de avaliação do mercado global, do market share de suas marcas e do desempenho de suas concorrentes, razão pela qual não existem estatísticas ou dados oficiais sobre a produção e o consumo total de cerveja no Brasil. Além disso, o mercado está fortemente sujeito à sazonalidade, com picos acentuados de consumo nos meses de dezembro e janeiro e quedas nos meses de junho e julho e esse desequilíbrio pode provocar distorções no volume estimado com base na arrecadação mensal do Imposto sobre Produtos Industrializados (IPI) incidente na cerveja. A Figura 10 apresenta um panorama do mercado brasileiro (Sindicerv, 2013). Figura 10 - Produção do mercado brasileiro. Na disputa por uma fatia mais ampla em um segmento em forte expansão, o Grupo Petrópolis vê a possibilidade de quase dobrar sua participação de mercado nos próximos dez anos, para quase 20 por cento, se consolidando na vice-liderança entre as cervejarias do Brasil. A companhia encerrou janeiro de 2012 com participação de mercado de 10,9%, enquanto a rival Schincariol apurou 10,68% e a AmBev, 68,47%, segundo dados da consultoria Nielsen fornecidos pelo diretor de marketing e relações com o mercado da Petrópolis, Douglas Costa. Após desbancar a Schincariol em 2011 do segundo lugar entre as cervejarias no país, a manutenção dessa posição vem sendo comemorada mês a mês pela Petrópolis, que viu espaço para ingressar em novos segmentos e conquistar mais consumidores. 37 Recentemente, a companhia apresentou a versão light de sua principal marca de cerveja, a Itaipava, aproveitando uma lacuna no segmento, que chegou a ser explorado pela AmBev há cerca de dez anos, com o lançamento da Brahma Light, que foi descontinuada. Com 25 por cento menos calorias - cada 100 mililitros do produto tem 31 calorias -, a cerveja light tem 3,5 por cento de teor alcoólico, contra 4,5 por cento na versão convencional. 7. CONCLUSÕES Por meio desse estudo, foi possível adquirir uma visão panorâmica de todo o processo de fabricação de cerveja no Brasil, desde a origem da matéria-prima até o seu produto final. Malte, lúpulo, água e leveduras são os itens básicos para a produção, que conferem à cerveja um valor nutritivo considerável quando comparado a outras bebidas alcoólicas. Compreendeu-se que apesar de haver diferentes tipos de cerveja, todos são oriundos da mesma matéria base e o que especifica cada um é o seu modo de produção (que varia dependendo da qualidade da cerveja e do modo com o qual cada empresa opera) durante as quatro principais etapas: obtenção do malte, preparo do mosto, fermentação e envase. Certificou-se a preocupação das empresas com o tratamento dos efluentes gerados, uma vez que até o biogás gerado da respiração anaeróbia das estações é utilizado como combustível para as caldeiras. Apesar de haver um crescimento na produção de cervejas no Brasil, esta é barrada pelos altos tributos que encarecem o preço. Atualmente, as empresas têm investido no setor, abrindo novas plantas e gerando empregos, além de diversificar a produção na tentativa de agradar cada vez mais o paladar da população. Este é um desafio, no entanto, o de conseguir unir um preço acessível que satisfaça os prazeres dos consumidores. 38 8. BIBLIOGRAFIA [1] Disponível em: <http://www.cervejasdomundo.com/Saude.htm> Acesso em 20 de janeiro de 2013. CETESB.
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