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Trabajo sobre los procesos industriales
Tipo: Ejercicios
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Taller grupal procesos industriales Daniel Monterroza Correa Jeffersson Espitia Valeriano Angie Carolina Rodriguez Gallego Nelsy Esmeralda Rosero Yar Ingeniería industrial, Fundación universitaria del Área Andina Procesos Industriales II Freil Eduardo Soles Cubides Mayo de 2023
Objetivos generales El objetivo general del proceso industrial de la cerveza es lograr una producción eficiente y consistente de cerveza de alta calidad, mientras se cumplen con estándares de sostenibilidad. Esto implica garantizar la calidad de los ingredientes, optimizar el proceso de elaboración, controlar la calidad del producto y mantener la consistencia en sabor y aroma. Objetivos específicos Establecer estándares de calidad Optimizar la eficiencia del proceso Controlar la fermentación y acondicionamiento Establecer perfiles de sabor y aroma consistentes Implementar prácticas de sostenibilidad Mejorar la gestión de la cadena de suministro
Instrucciones
Agua Agua Levadura Levadura 1.6 Kg Botellas 6.060 und Lavadura Enfriamiento del mosto Fermentación Enfriamiento Embotellado Guarda Expedición Cerveza 2.000 La
2. Identificar los materiales que se emplean y sus propiedades. Ingredientes de la cerveza: Malta : Constituye uno de los elementos iniciales de la elaboración de la cerveza, constituida por semillas de cebada que se hacen germinar durante un período determinado hasta que los brotes alcanzan entre uno y tres centímetros, en este punto se retiran y se procede a su desecación. El objetivo de este proceso es la producción de amilasa, enzima que la cebada en su forma natural no posee. La amilasa degrada el almidón para formar azúcares simples como la glucosa. La elaboración de la cerveza se puede hacer con cualquier cereal «malteable», es decir, cualquier semilla que posea almidón. La cebada contiene entre un 60% – 65% de este polisacárido. Agua: Otro elemento principal, interviene no sólo en los momentos iniciales de mezclado con la malta, sino que, en algunos de los filtrados posteriores, introduce un sabor característico. Entre el 85 y 92% de la cerveza es agua. Lúpulo: Es un ingrediente relativamente moderno en la cerveza, se trata de una planta trepadora de la familia del cannabis que, además de proporcionar un sabor amargo característico, es la encargada de estabilizar la espuma. Los lúpulos son responsables de los aromas y los sabores florales de algunos tipos de cerveza especialmente las de los EE. UU. e Inglaterra. La parte de la planta que se utiliza es la flor hembra sin fecundar. Este ingrediente posee efectos tranquilizantes entre otras propiedades medicinales. Otro de los efectos de la adición del lúpulo a la malta es el frenado de los procesos enzimáticos tras el primer filtrado.
Malteado: Como hemos comentado al principio, el malteado se realiza para poder extraer de la cebada los azúcares que luego se transformarán en alcohol. La cebada se deja en cubas con una humedad relativa que ronda el 45%. Este proceso dura unas 55 horas en agua a una temperatura de entre 13 y 15°C. En este momento el grano empieza a germinar, se mantienen constantes los niveles de humedad y temperatura hasta conseguir que del grano broten tallos y éstos alcancen aproximadamente la misma longitud que el grano. Este proceso dura entre 4 y 6 días. El malteado es un proceso que hoy en día se realiza en industrias externas a las de la elaboración. La malta llega a las instalaciones de cerveza en sacos o a granel lista para ser utilizada. Existen algunos productores que todavía tienen sus propias maltarías, aunque son la excepción ya que, aunque se necesite un tipo especial de malta las maltarías se encargan de producirla según las especificaciones propias de cada elaborador. Macerado: Una vez obtenida la malta, y ya en las instalaciones cerveceras, ésta se moltura en el Molino, el molturado se coloca en hervidores, bien sean sencillos o modificados con elementos que faciliten el control y medición de la temperatura: termostato, termómetro, resistencias o elementos que aportan un valor añadido: rejillas, válvulas, grifos y filtros. Ahora mezclamos la malta triturada con agua caliente procedente de otro hervidor para extraer sus azúcares naturales mediante procesos enzimáticos Levadura Fermentación Maduración
bioquímicos. Según la cantidad de malta empleada se generan más o menos azúcares que se transforman en alcohol durante la fermentación. La cantidad de alcohol es uno de los factores que definen el cuerpo de la cerveza. La temperatura será de 30 – 40º C a partir de 45-50º C se forman los componentes aromáticos. Cuando la temperatura alcanza 60 a 75º C se va transformando la fécula en maltosa y dextrinas (azúcares), el resultado es una especie de agua azucarada llamada mosto que hemos de filtrar para extraer los restos del grano (cascarillas) que no se disolvieron en el agua. Esta fase de la producción es determinante para el resultado final, ya que el aumento gradual de temperatura y el tiempo que la mezcla permanece en las diferentes temperaturas empleadas durante el proceso definen el aroma y el sabor. Filtración previa o Primera filtración: El resultado de la maceración debe ser filtrado convenientemente para que quede un mosto limpio libre de impurezas que perturben la fermentación. Este proceso consta de varias etapas. Una de las formas más comunes de llevar a cabo la primera filtración (separar el líquido de la parte espesa) es utilizar un filtro o rejilla inferior formada por una lámina metálica a modo de tamiz situada en la salida inferior de la cuba. Lavado de grano: El propósito de este proceso es extraer al máximo los azúcares de los granos malteados. Existen varias técnicas para lavar el grano, básicamente todas ellas consisten en añadir después de la primera filtración agua caliente (aproximadamente 76º C) normalmente el 50% menos de la cantidad que se utilizó para la maceración. Lupulización: Tras el filtrado se introduce el mosto en un hervidor inoxidable y se pone a hervir durante 50 – 60 min con el objeto de esterilizarlo de bacterias que hayan podido aparecer durante los procesos anteriores, en este momento se añade el lúpulo con un doble objetivo: proporcionar un aroma característico y al mismo tiempo
tipo de maduración posterior. Puede ser una maduración en caliente (13-16ºC) de unos pocos días, un almacenamiento en frío o una segunda fermentación en botella o en barrica. La segunda fermentación en botella, en la que hay todavía levadura, hace que algunas cervezas sigan desarrollando su carácter y puedan “envejecerse” dependiendo de su densidad y de las levaduras que contenga. A continuación, se lleva el mosto a unos tanques de acondicionamiento donde se guarda a una temperatura cercana al punto de congelación. Aquí se produce una segunda fermentación en la que las levaduras transforman el azúcar que queda en alcohol. Esto se puede favorecer añadiendo mosto parcialmente fermentado, en el que todavía queda azúcar. Durante este periodo la cerveza desarrollará un carácter especial dependiendo del tiempo que se deje madurar. La fermentación secundaria se produciría demasiado rápido, pero la clarificación sería más difícil debido a que la levadura tardaría más en decantar. Por el contrario, con una cepa de alta floculación, se transferirá muy poca levadura del fermentador al madurador y la fermentación secundaria no se llegaría a completar a menos que, de algún modo, se la fomente con el agregado de más fermentables o volviendo a airear la cerveza con los riesgos que esto último representa. Filtración y embotellado: La cerveza se filtra para eliminar los sedimentos sobrantes del proceso de elaboración. Es necesario quitar estas partículas finas para mejorar no solo el aspecto físico de la cerveza sino también su sabor y aroma. La filtración utiliza clarificantes, sustancias que se agregan hacia el final del proceso de elaboración. Existen muchas clases de clarificantes con diversas propiedades, que actúan de distintas maneras para mejorar la calidad final de la cerveza. La tierra de diatomeas, también llamada diatomita, es una sustancia abrasiva que suele usarse en la elaboración de cerveza como método de filtración, debido a su excelente capacidad para eliminar partículas no
deseadas (como la levadura residual) y lograr el aspecto y sabor homogéneos necesarios. En general, se agrega después de las etapas de fermentación y maduración.
4. Definir estrategias sostenibles durante el ciclo de vida del producto. Las estrategias sostenibles durante el ciclo de vida de la cerveza se pueden implementar en diversas etapas, desde la producción de ingredientes hasta el consumo y la disposición final de los residuos. Estrategias sostenibles a considerar en cada etapa: Producción de ingredientes: Agricultura sostenible: Fomentar prácticas agrícolas sostenibles en el cultivo de cebada y lúpulo, como el uso de métodos de cultivo orgánico, la gestión eficiente del agua y la protección de la biodiversidad en las áreas de cultivo. Comercio justo: Apoyar a productores locales y promover acuerdos comerciales justos que aseguren condiciones de trabajo dignas y precios equitativos para los agricultores de cebada y lúpulo. Procesos de producción: Eficiencia energética: Optimizar los procesos de producción para reducir el consumo de energía, como el uso de tecnologías de bajo consumo, la recuperación de calor y la implementación de iluminación eficiente.
Gestión adecuada de efluentes: Implementar sistemas de tratamiento de aguas residuales para minimizar los impactos ambientales y asegurar la calidad del agua devuelta al medio ambiente. Cada cervecería puede adaptar estas estrategias sostenibles a su escala y recursos disponibles, tomando en cuenta las particularidades de su entorno y las expectativas de sus consumidores. La implementación de prácticas sostenibles en cada etapa del ciclo de vida de la cerveza contribuirá a reducir su huella ambiental y promover un modelo de producción más responsable.
Conclusiones El proceso industrial de la cerveza es una actividad compleja que involucra varias etapas y requiere de cuidado y precisión para obtener un producto final de calidad. A lo largo del trabajo realizado en este proceso, se han logrado importantes avances y mejoras que han contribuido al desarrollo y crecimiento de la industria cervecera. En primer lugar, se ha observado una mayor profesionalización y especialización en cada una de las etapas del proceso. Desde la selección de los ingredientes hasta el empaquetado final, se han implementado técnicas y tecnologías avanzadas que permiten una mayor eficiencia y control de calidad. Esto ha llevado a una producción más consistente y a la obtención de cervezas de alta calidad con perfiles de sabor y aroma más precisos. Además, se ha prestado una mayor atención a la investigación y desarrollo en el ámbito de la cerveza. se han experimentado con diferentes tipos de maltas, levaduras y lúpulos, lo que ha llevado a la creación de una amplia variedad de estilos de cerveza. Esta diversidad ha permitido satisfacer las demandas y preferencias de los consumidores, fomentando así el crecimiento del mercado cervecero. Otro aspecto destacado del trabajo realizado en el proceso industrial de la cerveza es la implementación de prácticas más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente. Las empresas han buscado reducir su huella ecológica a través de la optimización del uso de agua, la gestión de residuos y la adopción de energías renovables. Estas iniciativas han contribuido a la imagen positiva de la industria y han generado conciencia sobre la importancia de la sostenibilidad en la producción de cerveza.
Bibliografía Chaparro, E, Procesos industriales II https://areandina.instructure.com/courses/ Blog InVIAhobby, Cerveza: elaboración y maquinaria consultado el 24 de Mayo de 2023 http://inviahobby.com/hacer-cerveza-elaboracion-maquinaria/ Watson Marlow, Industria cervecera, consultado el 25 de mayo de 2023. https://www.wmfts.com/es-co/alimentos-y-bebidas/elaboracion-de-cerveza/
