01_Apostila Envase e Carbonatacao

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Envase e carbonatação de cervejas:
 
Do priming a carbonatação forçada
Elso L. Rigon, MSc
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Introdução
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INTRODUÇÃO
Os Lamas e nossa história
1998
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Introdução sobre a levedura. Histórica. Quando foi considerada um 4º elemento na cerveja.
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O Curso
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O que é Carbonatação;
Solubilidade;
Nitrogênio;
Volume de CO2;
Priming;
Envase;
Postmix e Kegs;
Tipos de Carbonatação
Carbonatação em Cervejaria;
EMENTA
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Carbonatação
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O QUE É A CARBONATAÇÃO
1 - 2% Reação Química
98 – 99% SOLUBILIZAÇÃO
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CO2(g)+H2O(l) H2CO3 H+ + HCO3-
Reação entre a água e o gás carbônico, entrando em equilíbrio com Ácido Carbônico (fraco e muito instável)
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SOLUBILIDADE
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Lei de Henry: A Solubilidade de gases em água é diretamente proporcional a pressão parcial do gás exercida sobre o líquido. 
P = KH . S
Constante de Henry
Onde,
[S] = mol/L ou g/L
[KH] = atm.L/mol ou atm.L/g
Constante de Henry
KH (25°C) = 29,4 atm.L/mol
KH (0°C) = 32,1 atm.L/mol
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SOLUBILIDADE
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SOLUBILIDADE
 Solubilidade = Pressão Temperatura
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Solubilidade de CO2 em água:
 
 20 °C e 1 atm 1.7 g/L ou 3,86 x 10-2 mol/L
0 °C e 1 atm 3.3 g/L ou 7,5 x 10-2 mol/L
 
SOLUBILIDADE
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E o gás nitrogênio???
?
?
NITROGÊNIO
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Função estética;
Não solubiliza na cerveja;
Formação de bolhas pequenas
Forma creme constante pois entra em equilíbrio com a atmosfera.
N2 “expulsa” CO2 das bebidas. 
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
N2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
CO2
N2
70% CO2 
+
30% N2
Proporção usada:
NITROGÊNIO
NITROGÊNIO NÃO CARBONATA A CERVEJA
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Volume de CO2 
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VOLUME DE CO2
O que é Volume de CO2? 
É o volume em litros que o gás que está diluído no líquido ocuparia na atmosfera a 0ºC e 1 atm.
Também pode ser expresso como massa de CO2 diluído em determinado líquido.
Medida em: Volume ou g(CO2)/L(cerveja)
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Como calcular o volume de CO2
Considerando que o CO2 se comporta como gás ideal, temos:
 
 
Sendo que,
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VOLUME DE CO2
Onde,
 P = 1 atm
 V = 1 L
 R = 0,0821 L atm / (mol K)
 T = 273 K (0 ºC)
 n = nº de mols
Onde,
Massa Molar de CO2 =12 (C) + 2x 16 (O) Mco2= 44 g/mol
VOLUME DE CO2
Como calcular o volume de CO2
Substituindo,
Então,
 
 1 volume de CO2 = 1,96 g/L
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VOLUME DE CO2
Volume de CO2 de acordo com o estilo de Cerveja:
	American Lager: 2,6-2,7 	India Pale Ale: 1,5-2,3	Dunkelweizen: 3,6-4,5
	German Pilsener: 2,5	Belgian Pale Ale: 1,9-2,5 	Belgian White (Wit): 2,1-2,6 
	Kölsch: 2,4-2,7	English Pale Ale: 1,5-2,3 	Berliner Weisse: 3,5 
	Bohemian Pilsener: 2,3-2,5 	English Strong Bitter:0,75-1,3	Weizen/Weissbier: 3,6-4,5
	Münchner Helles: 2,3-2,7	Imperial Stout: 1,5-2,3	Belgian Lambic: 3,0-4,5
	American Pale Ale: 2,2-2,8 	Brown Porter: 1,7-2,5 	
Fonte: BJCP
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Como medir em “casa” ?
VOLUME DE CO2
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Carbonatação
Com Priming
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PRIMING
Refermentação na garrafa com adição de açúcares;
Liberação de CO2;
Pouco controle;
Cerveja turva;
Produz álcool (muito pouco).
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Carbonatação Natural
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	Tipo de Açúcar	Fermentabilidade
	Açúcar de cana	100%
	Açúcar de milho (dextrose)	90%
	Açúcar de Beterraba	100%
	Mel	80%
	Açúcar invertido	100%
	Lactose	76%
	Melado de Cana	78%
	Candy Sugar	78%
	DME/Mosto	58%
PRIMING
Fermentabilidade
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Preferência de fermentação das leveduras:
14% dos açúcares do mosto 
59% dos açúcares do mosto 
Ordem de Consumo
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PRIMING
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Glicose
Frutose
Sucrose
Maltose
Maltotriose
PRIMING
Como calcular a quantidade correta de açúcar
Segundo Brad Smith, para calcular a massa de açúcar, com base no açúcar de milho (dextrose), temos a seguinte fórmula:
Onde, M açúcar= massa de açúcar de milho (g)
 Vcerveja = Volume de cerveja que será engarrafado (L)
 VCO2 = Volume de CO2 desejado
 T cerveja = Temperatura de refermentação da cerveja (°F)
 
M açúcar= 4,01 x Vcerveja x[ (VCO2 - 3.0378) + (0,05 x T cerveja) - (0,0002655 x T 2cerveja)] 
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PRIMING
Como calcular a quantidade correta de açúcar
Segundo Brad Smith, para calcular a massa de açúcar, com base no açúcar de cana, temos a seguinte fórmula:
Onde, M açúcar= massa de açúcar de cana (g)
 Vcerveja = Volume de cerveja que será engarrafado (L)
 VCO2 = Volume de CO2 desejado
 T cerveja = Temperatura de refermentação da cerveja (°F)
 
M açúcar= 3,65 x Vcerveja x[ (VCO2 - 3.0378) + (0,05 x T cerveja) - (0,0002655 x T 2cerveja)] 
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Exemplo: Quanto de açúcar cristal (cana de açúcar) é necessário para carbonatar 19 L de cerveja à 20 ° C com 2,8 Volume de CO2? 
Converter °C em °F:
 T(°F) = (9*T(°C) / 5) + 32  Tcerveja = 68°F
Calcular a quantidade de açúcar de cana necessária
 Maçúcar = (3,65 x 19 )x[(2,8 – 3,0378) + (0,05 x 68) – ( 0,0002655 x 682)]
  Maçúcar = 134 g de açúcar de cana
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PRIMING
Açúcar líquido Invertido
Hidrólise ácida da sacarose;
Prático, solução aquosa de açúcar, não precisa ser diluído;
Fermentabilidade: 76 a 80 % (depende da concentração – Medida em °Brix);
Receita Caseira:
Dilua o açúcar cristal (devidamente calculado) em 100 mL de água e 5 gotas de limão. Ferva a mistura por 5 minutos e deixe esfriar (abaixo de 30° C).
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PRIMING
Balas de Carbonatação
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PRIMING
Práticas e fáceis de usar;
Embaladas individualmente, diminui chances de contaminação;
Dilui sozinha na cerveja, não precisa agitar;
Modo de usar:
Coloque a 1 bala a cada 300 mL de cerveja na garrafa e aperte ela para entrar na garrafa;
Encha a garrafa com cerveja;
Aguarde o tempo necessário para 
carbonatação (geralmente 7 dias a T ambiente);
Composição: Açúcar líquido Invertido
PRIMING
Como fazer a Refermentação
Passo a Passo
Transfira a cerveja para um balde sanitizado;
Ferva com 100mL de água o açúcar que irá utilizar (mel, açúcar de milho, açúcar normal) por 5 minutos;
Espere esfriar (abaixo de 30°C) e despeje no balde com a cerveja e homogenize com uma colher sanitizada; 
Dicas
Cuidado com priming ANTES da maturação;
Sempre deixe sua garrafas fora da geladeira (mesmo que seja Lager);
Utilizar uma garrafa PET como amostra padrão;
Manômetro de garrafa;
O que fazer com garrafas com muita pressão?
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PRIMING
Utilizando Mosto
Por que utilizar mosto/DME? 
 Lei da Pureza (Reinheitsgebot)
Levar em consideração: Densidade do mosto, Volume de CO2 desejado, CO2 residual;
Para 20 L de cerveja e 2,4 volumes de CO2 deve-se guardar 2,8 L de mosto, restando 17,2 L de cerveja.
Fórmulas aproximadas, não muito precisas.
Mais informações: 
 http://cervejarte.org/blog/2008/08/09/weizenbier-e-speise/
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Envase
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Envase em garrafas
Dica: Enchedor de Garrafas
ENVASE 
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Equipamentos para Envase
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Não seja enganado pelas tampinhas!
PRY-OFF TWIST- OFF
ENVASE 
ENVASE 
Postmix e Kegs
Principais cuidados:
-Contaminação;
-Oxidação;
Importante: Expulsar o O2 após o envase e lacrar a tampa (cilindro de CO2);
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Postmix e Kegs
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POSTMIX 
Peças e Partes
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POSTMIX 
	 	 	 	 	 
	Padrão	Pin Lock 
2 pin (Gas)	Pin Lock 
3 pin (Liq)	Pin Lock 
2 pin (Gas)	Pin Lock 
3 pin (Liq)
	Marca	Firestone/Alloy Prod/John Wood 
Tipo: A, R, AR, RC	Firestone/Alloy Prod/John Wood 
Tipo: A, R, AR, RC	Cornelius & AEB
Tipo: R	Cornelius & AEB
Tipo: R
	Rosca	9/16" - 18 fios	9/16" - 18 fios	19/32" - 18 fios	19/32" - 18 fios
	 	 	 	 	 	 
	Ball Lock
(Gas)	Ball Lock
(Liq)	Ball Lock
(Gas)	Ball Lock
(Liq)	Ball Lock
(Gas)	Ball Lock
(Liq)
	Cornelius & AEB - Spartan - Super Champion	Cornelius & AEB - Spartan - Super Champion	Firestone V & VI - Challenger & Super Challenger	Firestone V & VI -Challenger & Super Challenger	John Wood - Type 85 & Older Firestone	John Wood - Type 85 & Older Firestone
	19/32" - 18 fios	19/32" - 18 fios	9/16" - 18 fios	5/8" -18 fios	11/16"18 fios	3/4" - 18 fios
Peças e Partes – Body Connector
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POSTMIX 
	 	 	 	 	 	 
	Nome	General Beverage Short	Cornelius & General Beverage	General Beverage Tall	Firestone - Long Leg	Cornelius & A.E.B. "R" Style
	Fabricante do barril:	Firestone
Tank Models:
Challenger V
Challenger VI
Super Challenger	Cornelius
A.E.B.
Tank Models:
Spartan
Super Champion	Firestone
Tank Models:
Challenger	Firestone
Alloy Products
John Wood	 Cornelius & A.E.B. "R"
	Altura do popet:	3/8"	3/4"	3/4"	13/16"	14/16" (7/8") high
	 	 	 
	Poppet Universal	Will fit most Cornelius kegs.	older Firestone Challenger
John Wood 85
Peças e Partes - Poppets
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KEGs
Brasil
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REGULADOR DE PRESSÃO
Pressão Interna do Cilindro
Pressão de Saída
Parafuso de Ajuste
Segurança
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Carbonatação forçada e paciente (lenta);
Carbonatação forçada e impaciente (rápida);
Carbonatação com priming;
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Forçada e Paciente
Melhor controle da carbonatação;
Necessita monitorar e controlar temperatura e pressão;
A cerveja fica mais límpida;
Aproximadamente 05 dias;
TIPOS DE CARBONATAÇÃO
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Ajustar a temperatura do postmix;
Ajustar o regulador para a pressão desejada;
Conectar o gás na saída de cerveja;
Ideal manter o gás conectado todo tempo 
por aproximadamente 5 dias (absorção 
lenta de CO2);
Feche o cilindro de gás. Caso a pressão do 
manômetro caia, é preciso manter a 
carbonatação por mais tempo.
Forçada e Paciente
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TABELA DE CARBONATAÇÃO
http://www.brewersfriend.com/beer-priming-calculator/ 
http://hbd.org/cgi-bin/recipator/recipator/carbonation.html?15993456#tag 
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TABELA DE CARBONATAÇÃO
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Exercício: Quanto de pressão será necessário para carbonatar uma Brown Porter a 8,3° C? 
Na tabela do BJCP, temos o volume de CO2 recomendado para uma Brown Porter:
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
	American Lager: 2,6-2,7 	India Pale Ale: 1,5-2,3	Dunkelweizen: 3,6-4,5
	German Pilsener: 2,5	Belgian Pale Ale: 1,9-2,5 	Belgian White (Wit): 2,1-2,6 
	Kölsch: 2,4-2,7	English Pale Ale: 1,5-2,3 	Berliner Weisse: 3,5 
	Bohemian Pilsener: 2,3-2,5 	English Strong Bitter:0,75-1,3	Weizen/Weissbier: 3,6-4,5
	Münchner Helles: 2,3-2,7	Imperial Stout: 1,5-2,3	Belgian Lambic: 3,0-4,5
	American Pale Ale: 2,2-2,8 	Brown Porter: 1,7-2,5 	
Na tabela de carbonatação, procuramos quanto de pressão será necessário ( Vol. De CO2= 2,0 e T= 8,3°C)
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Sem controle da carbonatação;
Pode “turvar” a cerveja;
Pronto em aproximadamente 5 minutos;
Carbonatação não persistente;
Forçada e Impaciente
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Forçada e Impaciente
Ajustar regulador para ~ 3kgf/cm^2;
Conectar o gás no postmix;
Agitar vigorosamente enquanto escutar a passagem de gás (>1 min);
Desconecta o gás;
Alivie a pressão que sobrou no postmix;
Prove;
Repita a agitação se necessário;
Atenção: Cuidado com vazamentos.
Assista um vídeo caseiro de carbonatação forçada
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Pistola de CO2
Utilizada para extrair a cerveja do Post-mix
Cada carga é suficiente para extrair até 30L de cerveja.
Não é necessário levar o cilindro de CO2 para encontros e eventos, muito mais prática.
Modo de usar:
 Coloque o cartucho de CO2 e rosqueie a tampa;
 Rosqueie a Pistola no conector BALL-LOCK ou 
PIN-LOCK;
Coloque o postmix;
Aperte o gatilho da Pistola, fazendo pequenas 
injeções de CO2
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Carbonator
Carbonatação em garrafa PET;
Carbonatação rápida em pequenas quantidades;
Passo a Passo:
Regule a pressão para 2 kgf/cm2;
Conecte o gás na garrafa até a garrafa ficar “estufada”;
Desconecte o gás;
Agite até a garrafa ficar “murcha”;
Repita até a garrafa não “murchar” mais;
Assista a um vídeo caseiro de 
como usar carbonator
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TIPOS DE CARBONATAÇÃO
Carbonataçãocom Priming
Calculo da quantidade correta de açúcar;
Carbonatação “natural”;
Utilizar CO2 para expulsar o O2 e “lacrar” o barril;
Processo “turva” a cerveja;
Pouco ou nenhum controle;
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Como corrigir a Supercarbonatação?
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Sem ter conectar o cilindro de gás,alivie toda a pressão do postmix utilizando a válvula de alívio;
Agite o postmix e alivie novamente a pressão;
Aguarde 2h para o sistema estabilizar;
Com o cilindro de gás fechado, conecte o gás e veja qual a pressão mostrada no manômetro.
Se a pressão medida for maior que a desejada pa o estilo, alivie a pressão do postmix mais algumas vezes;
Se a pressão for menor que a desejada, ajuste a pressão do cilindro como instruído na carbonatação forçada e paciente e aguarde a re-carbonatação da cerveja;
Enchimento Direto 
 (Beer-Gun)
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BEER-GUN
Assista a um vídeo de como utilizar o Beer Gun
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Enchedor de Contrapressão
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ENCHEDOR DE CONTRAPRESSÃO
1. Entrada de CO2
3. Entrada de cerveja
2. Saída de gás
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Esgote a pressão do barril;
Ajuste o regulador de CO2 para aproximadamente 0,1 kgf, o mínimo para que a cerveja chegue até a garrafa.
Ajuste o comprimento do enchedor para quase encostar no fundo da garrafa;
Abre (1) e (2)  expulsa o O2 da garrafa;
Fecha (2)  pressuriza a garrafa; 
Fecha (1);
Abre (3)  inicia o enchimento;
Abre de vagar (2) para controlar o fluxo  não deixar espumar;
Fecha (3), mantém (2) aberto;
Remova o enchedor e tampa a garrafa.
(1)
(3)
(2)
ENCHEDOR DE CONTRAPRESSÃO
Passo a Passo
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GUSHING
Gushing primário
Causado pelo metabolismo de fungos (Fusarium) presentes no malte ou em outros cereais usados como matéria-primas da cerveja. 
Gushing secundário
Não está relacionado ao malte e sim a falhas no processo de produção da cerveja ou ao tratamento incorreto da cerveja já embalada. 
- Cristais de oxalato de cálcio, proveniente do uso de água dura (rica em cálcio) com maltes e lúpulos que contenham ácido oxálico;
- Contaminação por metais pesados, em especial pelo ferro contido na terra de automácia;
- Excesso de polifenóis proveniente dos lúpulos;
- Pequenas partículas de sujeira nas garrafas utilizadas no envase;
- Resíduos de produtos químicos utilizados na lavagem ou sanitização das garrafas;
- Stress mecânico durante a armazenagem e transporte;
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Cervejarias
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CERVEJARIA
Carbonatação paciente;
Utilização do CO2 da fermentação;
Fechamento da válvula de alívio após três dias de fermentação;
Monitorar pressão pelo manômetro do fermentador;
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0,070,150,220,290,370,440,510,580,660,730,800,880,951,02
5,01.431.521.611.701.791.881.972.062.162.252.342.432.522.60
5,61.391.481.571.661.751.851.942.022.122.212.302.392.482.56
6,11.371.461.541.631.721.811.901.992.082.172.262.342.432.52
6,71.351.431.521.601.691.781.871.952.042.132.222.302.392.47
7,21.321.411.491.581.661.751.841.912.002.082.172.262.342.42
7,81.281.371.451.541.621.711.801.881.962.042.132.222.302.38
8,31.261.341.421.511.591.681.761.841.922.002.092.182.262.34
8,91.231.311.391.481.561.651.731.811.891.962.052.142.222.30
9,41.211.291.371.451.531.621.701.791.861.932.012.102.182.25
10,01.181.261.341.421.501.591.661.741.821.901.982.062.142.21
10,61.181.261.341.421.491.571.641.711.791.871.952.022.102.18
11,11.161.231.311.391.461.541.611.681.761.841.921.992.062.14
11,71.141.211.291.361.441.511.591.661.741.811.891.962.032.10
12,21.121.191.271.341.411.491.561.631.711.781.861.932.002.07
12,81.101.171.241.311.391.461.531.601.681.751.821.891.972.04
13,31.071.151.221.291.361.431.501.571.651.721.791.861.932.00
13,91.051.121.191.261.331.401.471.541.621.701.771.831.901.97
14,41.031.101.171.241.301.371.441.511.591.671.741.801.871.94
15,01.021.091.161.221.291.361.431.491.561.641.711.771.841.91
15,61.011.081.151.211.281.341.411.471.541.621.621.751.821.88
16,10.991.051.121.181.241.311.371.441.501.571.631.691.761.82
16,70.961.021.091.151.211.271.341.401.461.521.591.651.711.78
17,20.930.991.061.121.181.241.301.361.421.491.551.611.671.73
17,80.910.971.031.091.151.211.271.331.391.451.511.571.631.69
18,30.880.941.001.061.111.171.231.291.351.411.461.521.581.64
TABELA DE CARBONATAÇÃO
(Volumes de CO2)
Pressão [kgf/cm^2]
Temperatura [ºC]