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Processo Industrial na Produção de Cerveja Artesanal 1. Introdução A cerveja chegou ao Brasil junto com as colônias europeias: inúmeros comerciantes se instalaram no país e começaram a vender a bebida que até então era desconhecida, influenciando os costumes da época. O início da produção de cerveja no Brasil não pode ser datado com precisão, porém o primeiro documento conhecido é um anúncio de venda de cerveja brasileira no Jornal do Comércio do Rio de Janeiro, de 27 de outubro de 1836. (Paula, et al Leite, et al Silva, 2015) Atualmente, o Brasil é o terceiro maior produtor de cerveja no mundo, ficando atrás apenas dos Estados Unidos e da China, produzindo cerca de 14,1 bilhões de litros por ano. (CERVBRASIL, 2020). A cerveja é produto da fermentação alcoólica de baixo teor alcoólico de um extrato açucarado originado do malte de cevada com adição de lúpulo. Os principais insumos da cerveja são água, malte, lúpulo e levedura, e pode utilizar-se de outras matérias primas como arroz, trigo ou milho. As leveduras de cerveja são da família das Saccharomyces, sendo Saccharomyces Uvarum responsável pela fermentação de cervejas do tipo Lager e Saccharomyces Cerevisae responsável pela fermentação de cervejas do tipo Ale. (SENAI, 2014) A palavra beer (cerveja) proveem do infinitivo latino“bibere“ que quer dizer beber. Nos monastérios medievais fabricava-se cerveja e com certeza os monges tiveram a responsabilidade de difundir o nome que lhe davam à bebida através de toda a Europa central. 2. Objetivo Este presente trabalho tem por objetivo avaliar o processo industrial da produção de cerveja artesanal, apontando etapas do processo onde é encontrado as reações de transferência de massa e operações unitárias de seu processo de produção. 3. Processo de produção O processo de produção da cerveja artesanal pode ser descrito pelas seguintes etapas contemplando operações unitárias e etapas com transferência de massa. Figura 1. Fluxograma do processo produtivo da cerveja artesanal Fonte: Autores. Moagem: A moagem do malte, é realizado por um moinho de rolos, onde obtém-se a redução dos grãos para a preparação do mosto. Esse processo deve ocorrer com cuidado, uma vez que uma moagem que resulte em granulometria muito fina porque ocasionar problemas na filtração e se for muito grosso pode dificultar a hidrólise do amido. Mosturação: O mosto consiste em uma mistura do malte moído com a água (devidamente tratada com filtros de carvão e enzimas instalados na cervejaria) em um tanque de mosturação. Este processo consiste na criação inicial do mosto, onde a mistura de malte proveniente da moagem e água descansa em um tanque, e depois passa por um processo de aquecimento para extração de açúcares do mosto. A mosturação ocorre quando o malte moído é adicionado a água, para que se dê início a dissolução e a hidrólise do amido e dos açúcares, conservando o pH controlado. O processo executado é denominado rampas de calor e consiste no aumento da temperatura em tempos controlados promovendo assim as seguintes reações químicas e física ao mosto: • Ativação enzimática (entre 40º a 45ºC) ativação da betaglucanases e outras celulases; • Repouso proteolítico (entre 50º a 55º C) quebra de proteínas, nessa etapa pode regular a espuma e o brilho da cerveja; • Repouso de sacarificação (entre 60 e 72º C): atuação da alfa-amilase e beta- amilase, determinação do corpo da cerveja; • Inativação enzimática (entre 76 a 78 ºC) evita a atuação das enzimas para estabilizar o mosto para o processo de clarificação. Clarificação: A clarificação do mosto é obtida através de filtros e ocorre quando o sistema passa por uma membrana porosa que retém a parte sólida e deixa a outra fase escoar (filtrado). A filtração do mosto pode ser feita em um filtro de placas ou em tanque de filtração, construído em aço inoxidável, no qual a casca do malte pode servir como camada filtrante. O processo de filtração permite a passagem do mosto com as enzimas inativas e a retenção do bagaço do malte que foi aproveitado durante a mosturação. Fervura/resfriamento: Na etapa da fervura é adicionado o lúpulo, responsável pelo amargor, aroma e durabilidade da cerveja. O mosto deve ser fervido até 80°C por uma hora com o lúpulo, para que ocorra a inativação das enzimas amilases e proteases, e a precipitação dos flocos, deixando assim límpida a parte superior. A fervura tem como objetivo estabilizar o mosto em relação aos aspectos biológicos. O procedimento deve ocorrer a altas temperaturas e ser intenso para que aromas indesejáveis sejam evaporados e retirados do mosto. Posteriormente o mosto passa por um processo de resfriamento (previamente acontecendo uma filtração para a retirada de resíduos) por tubos que trocam calor. Logo após ocorre a aeração por meio da adição de oxigênio concentrado para permitir a biossíntese de lipídios para o crescimento da levedura. Fermentação: Após o resfriamento e areação do mosto, se dá início a fermentação alcoólica em tanques de fermentação. Neste processo a temperatura é essencial para a boa atividade das leveduras, em temperaturas certas, as leveduras produzem dióxido de carbono, álcool e novos subprodutos que dão sabores e aromas as cervejas. A fermentação tem por finalidade proporcionar a produção de mais aromas agradáveis e a retirada de aromas desagradáveis controlando a pressão, temperatura, duração, o tipo e quantidade de levedura. Segundo os autores Martins (1991) e Venturini (2010) as cervejas de baixa fermentação denominadas lager são fermentadas de 8° C a 15° C em um perído de três a dez dias e as cervejas de alta fermentação podem ser fermentadas de 15°C até 20°C durante três a seis dias. Maturação: Após a fermentação, a cerveja é transferida para outro recipiente onde permanece em processo de carbonatação, a fase de acabamento da cerveja. A carbonatação é um procedimento de transferência de massa que tem como finalidade dissolver determinada quantidade de gás carbônico na cerveja. Parte desse gás é formada durante a fermentação, como resultado do trabalho das leveduras na metabolização dos açúcares do mosto. Essa etapa tem como objetivo o “aprimoramento” da cerveja em tanques de maturação onde reações físico-químicas ocorrem produzindo aromas e sabores, a temperatura da maturação, a duração dessa fase e a levedura interferem na qualidade da cerveja. Envase: Nessa última fase após o envase as garrafas são pasteurizadas, que consiste em um procedimento de elevação de temperatura para aumento de validade, e por fim a cerveja artesanal é então enviada ao mercado. 4. Balanço de massa Moagem Corrente A-> Entrada de Malte Corrente B-> perda de malte Corrente C-> Malte processado Sendo mA=200 Kg de malte e considerando uma perda de 1 % (corrente B) durante o processo da moagem : mB= 200 *0,01 mB=2 kg de malte perdido Logo a corrente C será: mA =mB +mC mC=200 -2 mC=198 kg Mosturação Corrente C-> Malte moído Corrente D->água Corrente E->mosto Sendo mC=198 kg e considerando a produção de cerca de 800 kg de mosto, logo a massa de água que entrou no processo nessa etapa será mD= 800 -198 mD=602 kg Tendo em vista que a fração mássica de malte no mosto é dada pela razão entre massa de malte e a massa total de mosto. Logo % de malte na corrente E =198*100/800 % de malte na corrente E=24,75% Clarificação Corrente E->mosto Corrente F->água Corrente G->resíduo contendo água e malte Corrente H-> filtrado (contendo 33% de malte do mosto) Sendo mE=800 kg de mosto Utilizando-se para a lavagem cerca de 1200 kg de água (corrente F) e considerando uma geração de resíduo de 550 kg Logo mE+ mF= mG+ mH mH=800+1200-550 mH=1450 kg de mosto filtrado Tendo em vista que a fração mássica de malte no filtrado é dada pela razão entre massa de maltepresente no filtrado e a massa total de filtrado. Logo % de malte na corrente H =0,33*(800*0,2475)*100/1450 % de malte na corrente H= 4,506% Fervura Corrente H-> filtrado (contendo 33% de malte do mosto) Corrente I-> adição de lúpulo Corrente J->água evaporada Corrente K-> resíduo gerado Corrente L-> massa que entra no tanque de fermentação Sendo mH=1450 kg de mosto filtrado e considerando uma adição de 1,05 kg de lúpulo e a evaporação de cerca de 150 kg de água com geração de 252 kg de resíduo, dessa forma aplicando um balanço geral neste equipamento tem-se que mL=1049,05 kg . Tanque de fermentação Corrente L-> massa que entra no tanque de fermentação Corrente M-> levedura (microorganismo responsável pela fermentação) Corrente N->resíduo gerado Corrente O-> cerveja Sendo mL=1049,05 kg e considerando a adição de 0,7 kg de levedura e a geração de 145 kg de resíduo aplicando-se um balanço global tem-se a produção de 904,75 kg de cerveja. 5. Referências CERVBRASIL. Associação Brasileira da Industria de Cerveja. Mercado cervejeiro. Disponível em: < http://www.cervbrasil.org.br/novo_site/mercado-cervejeiro/> OLIVEIRA, Amanda Vanessa Valadares de. Produção de Cerveja. 2017. 34 f. TCC (Técnico) - Curso de Técnico em Química, Centro Estadual de Educação Profissional de Curitiba, Curitiba, 2017. Disponível em: http://www.ceepcuritiba.com.br/wp- content/uploads/2019/05/Producao-de-cerveja.pdf. Acesso em: 13 jun. 2021. Paula, Arlete Rodrigues Vieira; Leite, Alvim Maria; Silva, Hiury Araújo. Cerveja e sociedade. Universidade Federal de Juiz de Fora – UFJF, 2015. ZAGO, Patrick. Estudo de um trocador de calor para produção artesanal de cerveja. Universidade de caxias do sul, 2018. http://www.cervbrasil.org.br/novo_site/mercado-cervejeiro/
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