Como conceber equipamento profissional para a produção de cerveja artesanal?

Neste artigo, discutiremos os principais elementos do equipamento de fabrico de cerveja artesanal e os requisitos mínimos para que este cumpra as normas da tecnologia de fabrico de cerveja.

Para não complicar ainda mais o assunto, concentrar-nos-emos em pequenas fábricas com uma capacidade de 250lt até 2.000lt por lote.

Atualmente, existem várias configurações para a conceção de uma sala de brassagem, que podem ser resumidas da seguinte forma:

1. Cervejaria com tanque de filtragem separado, segundo a tradição alemã.

2. Uma sala de brassagem com tina e cuba de filtragem, este tipo de conceção é de tradição inglesa. Antigamente, a infusão do mosto era feita pré-aquecendo a água e não aquecendo depois a panela.

Seguem-se alguns exemplos para compreender as várias configurações:

Cerveja lenta 250 - Sistema alemão

Slowbeer 500 Plus - Sistema inglês

Slowbeer 250 Plus - Sistema inglês

Slowbeer plus 10/20/25HL - Sistema inglês

O tipo de equipamento concebido influencia principalmente o tempo de fabrico e a qualidade do mosto. Como se pode ver nos exemplos, as cubas de clarificação não têm normalmente um sistema de aquecimento, mas apenas um isolamento térmico.

A vantagem do sistema inglês em relação ao sistema alemão é a possibilidade de ferver em contínuo. Assim que a clarificação termina e o mosto é transferido para a caldeira de ebulição, é possível preparar um novo lote na caldeira de mosto. Este processo é possível graças ao aquecimento simultâneo das duas panelas.

Aqui detalhamos os tempos de produção para 2 preparações sucessivas (dupla queima):

• Cervejaria alemã de 2 tanques: 11 horas -> Cervejaria Slowbeer 250

• Cervejaria inglesa de 2 tanques: 8,5 horas -> Cervejaria Slowbeer 250 plus, cervejaria Slowbeer 500 plus, cervejaria Slowbeer Plus 10/20/25HL

• Cervejaria alemã de 3 tanques: 10 horas Cervejaria 1000

• Sala de brassagem alemã de 4 cubas: 6 horas Sala de brassagem 40HL

Antes de entrarmos nas dimensões e nos métodos de aquecimento, eis os principais componentes de uma sala de cozedura tradicional:

1. Tina de mosto aquecida: controlo da temperatura (sonda e termóstato), agitador, tampa

2. Tanque filtrante com duplo fundo filtrante e acessório para lavagem dos grãos.

3. Cuba de cozedura (pode ser o mesmo triturador)

4. Bomba de processo com acionamento de velocidade variável

5. Permutador de calor

6. Painel de controlo

Todos os elementos em contacto com o produto devem ser fabricados em aço AISI 304 ou AISI 316, de acordo com as normas europeias. Para uma maior durabilidade do produto, recomenda-se que a estrutura de suporte e os outros componentes sejam fabricados com o mesmo tipo de aço. É fácil que outro metal transmita o processo oxidativo a um aço que não esteja bem cuidado, reduzindo assim a vida útil do equipamento.

MASH TUN

Na tina de mosturação, o malte é misturado com água quente (de um tanque de água quente ou aquecida na caldeira de mosturação) a uma temperatura que permite às enzimas converter os amidos em açúcares e criar o mosto.

O depósito de água quente tem normalmente, pelo menos, o dobro da capacidade da sala de cozedura (exemplo: slowbeer 250, depósito de água de 600lt). A água do reservatório é utilizada para o mash-in, a lavagem e a limpeza alcalina.

Algumas fábricas de cerveja têm uma tremonha com um sistema de hidratação do malte antes da mistura. Este processo evita a criação de pó (que pode levar a perdas de rendimento), evita a degradação das enzimas devido a uma temperatura de pré-mistura demasiado elevada e evita a criação de grumos.

Relação água-malte e volume

O volume da caldeira de brassagem tem de ser avaliado tendo em conta as possíveis proporções de água para malte, desde 1,6lt/kg para mosto mais denso até 5lt/kg para mosto mais leve e fácil de gerir. No caso de a caldeira de mosto ser também a caldeira de ebulição, tem de ser considerado um espaço maior devido à ebulição do mosto (overboil). Também é importante notar que muitas salas de brassagem têm um número no seu nome (por exemplo, Slowbeer 250) que indica os litros de mosto a serem fabricados, este número está sempre relacionado com o grau de placa do mosto fabricado (por exemplo, 250lt com grau de placa 17°). A produção de cervejas com menor densidade resultará em mais litros, no caso de cervejas mais densas, obteremos menos litros.

Independentemente do tipo de aquecimento, é necessário equipar este recipiente com um agitador que permita homogeneizar a temperatura e favorecer a transformação enzimática (rendimento do mosto). O agitador não deve tocar nas paredes e no fundo do recipiente para evitar esmagar as cascas de cereais. É aconselhável que a velocidade da pá não ultrapasse os 2m/s. Ter um variador de velocidade no agitador pode ajudar o processo em relação ao tipo de macerador que temos, como no caso do nosso Slowbeer 500 Plus.

Existem 3 técnicas principais de brassagem na produção de cerveja:

Mosto por infusão, não é necessário aquecer a panela do mosto.

Na fase de brassagem, o mosto é levado a determinadas temperaturas para que se desenvolvam várias actividades enzimáticas

Decocção, uma técnica tradicional da Europa Central em que um terço do mosto é levado à ebulição e depois devolvido à panela do mosto com a temperatura já aumentada para a etapa seguinte (este processo pode ser repetido várias vezes).

Aquando da conceção de um equipamento, pode ser considerada a possibilidade de trabalhar com as 3 técnicas, como nas nossas salas de queima Plus.

O aquecimento do fogão pode ser feito de várias formas, mas hoje em dia é uma questão muito sensível devido ao aumento dos custos do gás e da eletricidade.

As opções atualmente disponíveis são principalmente 3:

1. Chamada direta

2. Eletricidade

3. Vapor seco

1) O primeiro é o mais antigo, a tecnologia de distribuição da chama melhorou muito nos últimos anos e os problemas de caramelização do mosto foram parcialmente ultrapassados. Nestes tipos de equipamentos, o agitador tem uma função fundamental, pois evita as queimaduras das peles no fundo da panela e é por isso que tem de ser utilizado continuamente durante o processo de brassagem. Estes tipos de equipamentos são normalmente mais económicos, mas têm limitações em determinados contextos e alteram a qualidade do mosto.

2) O equipamento elétrico é diferenciado em equipamento com aquecedores de imersão, equipamento com aquecedores no fundo da panela e equipamento com óleo diatérmico.

Os primeiros não são muito aconselháveis para um equipamento profissional desta dimensão 250/500lt, pois têm 2 problemas principais: devem ferir/caramelar e a dificuldade de limpeza.

A tecnologia com resistências de contacto é aplicável em pequenos sistemas com menos de 300lt.

A tecnologia mais recente tem um longo historial de utilização na indústria alimentar e algumas marcas utilizam-na na indústria cervejeira. O óleo diatérmico é aquecido num tanque externo e recirculado através dos revestimentos das panelas.

O equipamento elétrico é recomendado para sistemas de fabrico de cerveja até 500lt.

3) A partir de 500lt, a forma de aquecimento mais utilizada é o vapor seco. O vapor seco pode ser produzido com uma caldeira a gás, a óleo, eléctrica ou a pellets. O vapor chega à sala de cozedura e é distribuído ao mosto e às panelas de cozedura por meio de um coletor.

É atualmente a forma mais eficiente e económica de aquecimento, mas em algumas situações esta escolha não é a mais adequada:

• Quando as salas de queima são pequenas, 250/500lt, o custo da caldeira, da instalação de vapor, da sala da caldeira e da certificação pode ser mais elevado do que a própria sala de queima.

• Quando a dimensão ou a localização do local não nos permite instalar o sistema de caldeira.

TANQUE DE FILTRAGEM

Depois de terminar o mosto, é necessário separar a parte sólida da parte líquida, tentando extrair o máximo de açúcares possível sem arrastar as cascas de cereais e extrair os taninos (componente adstringente). A conceção do filtro é essencial para que o fluxo seja contínuo e não permita a passagem de partículas não dissolvidas.

Esta parte do processo chama-se lautering e consiste em 2 partes: a lautagem através da recirculação do mosto através dos grãos (obtém-se o primeiro mosto) ea aspersão dos grãos para extrair o maior número possível de açúcares (obtém-se o segundo mosto). Quando a operação é efectuada numa panela específica, é designada por tina de clarificação; se for efectuada na mesma tina de brassagem, é designada por filtro de brassagem.

O diâmetro da cuba de filtração tem de ser suficientemente grande para distribuir o fluxo de mosto por todo o fundo duplo, normalmente a altura do leito de grãos não excede os 50 cm. Um fundo falso é posicionado alguns centímetros acima do fundo da panela, geralmente feito de cortes de água de 0,7mmx80mm que ocupam 10% da superfície total do filtro.


Algumas panelas estão equipadas com lâminas de corte de alface de cordeiro para facilitar o fluxo do mosto.

O mosto é recirculado até estar limpo, produzindo um mosto limpo significa uma cerveja mais estável com sabores mais definidos.

A recirculação é feita através de um braço pulverizador que pode ter um ou mais terminais, tais como placas, esferas perfuradas ou outros difusores.

Uma vez obtido o mosto limpo, adiciona-se água a uma temperatura entre 71 e 78ºC através do mesmo braço pulverizador. A adição de água com "efeito de duche" evita a formação de canais preferenciais.

Durante esta fase do processo, é importante deixar o leito de grãos sempre coberto para evitar uma oxidação excessiva.

As cubas de filtragem têm normalmente uma câmara de visita retangular para a descarga do bagaço.

IVA DE EBULIÇÃO

O recipiente de ebulição deve ter um volume suficientemente grande para conter a quantidade de mosto pré-fervido, mais espaço extra para a ebulição excessiva.

Nesta parte do processo o mosto é levado a 100º com os seguintes objectivos:

1. Isomerização de ácidos alfa

2. Esterilização de mostos

3. Enzimas desactivadoras

4. Coagular e remover proteínas

5. Evaporar os defeitos voláteis

No equipamento mais pequeno, a cuba de ebulição está equipada com uma entrada tangencial para o turbilhonamento, uma técnica de clarificação que gera uma força centrípeta ao acumular os corpos mais pesados (proteínas, polifenóis e outros compostos pouco solúveis) no centro da panela. O mosto clarificado é extraído da parte lateral da cuba, passando por um permutador de calor.

As formas de aquecimento da panela de ebulição são as mesmas que as utilizadas para aquecer a caldeira com chama aberta, eletricamente ou com vapor seco. No caso das camisas de vapor ou de óleo diatérmico, recomenda-se uma conceção assimétrica das camisas para favorecer os movimentos convectivos, sendo aconselhável aplicar a camisa.

BOMBA DE PROCESSO

A bomba do coletor de processo é um dos elementos principais do sistema. É aconselhável que as partes em contacto com o mosto sejam feitas de aço AISI 316, que tenha um variador de frequência para poder regular a velocidade em cada fase do processo e que seja resistente a altas temperaturas.

A bomba é utilizada para as transferências de um pote para outro, para o turbilhonamento e para enviar o mosto para os fermentadores.

PERMUTADOR DE CALOR

Um permutador de calor de placas é normalmente instalado em equipamentos desta dimensão. O sistema de arrefecimento é constituído por várias placas que promovem a troca de calor entre o mosto quente a 100º e a água de arrefecimento.

Existem 2 tipos de permutadores de calor de placas:

• 1 fase, troca entre o mosto e a água da rede ou de um depósito de água fria (Exemplo. Arrefecimento do mosto 100ºC -> 18ºC, Aquecimento da água 13ºC->83ºC)

• 2 fases: Fase 1, troca entre o mosto e a água proveniente da rede eléctrica ou de um depósito de água fria (Exemplo. Arrefecimento do mosto 100ºC -> 20ºC, aquecimento da água 13ºC->85ºC). Estágio 2, troca entre o mosto e o glicol (Exemplo: arrefecimento do mosto 20ºC -> 7ºC, aquecimento da água 1ºC->13ºC).

PAINEL DE CONTROLO

Os vários processos podem ser controlados a partir do painel de controlo:

• Controlo da temperatura

• Programação da maceração escalonada

• Ativar a bomba e controlar a sua velocidade

• Ativar o agitador

• Iniciar um ciclo de produção

Os equipamentos tecnologicamente mais avançados podem controlar outros parâmetros, bem como interagir com os reservatórios de água.

A conceção do equipamento de fabrico de cerveja pode ser entediante, especialmente quando se trata de definir dimensões, volumes e transferências de energia.

Um dos aspectos mais reconhecidos pelos nossos clientes é aeficiência da nossasala de brassagem, que ronda os 90% consoante a receita.

Este conceito será abordado com mais pormenor num artigo separado na categoria Processamento.

Eis as normas europeias que as nossas máquinas de fabrico de cerveja cumprem:

• Diretiva 2006/42/CE Diretiva Máquinas

• Diretiva 2006/95/CE Diretiva Baixa Tensão

• Diretiva 2004/108/CE Compatibilidade electromagnética

• Norma UNI EN ISO 12100-1:2005 Princípios gerais de conceção

• Norma UNI EN ISO 12100-2:2005 Princípios gerais de conceção

• Norma UNI EN ISO 13857 Segurança das máquinas

• Norma UNI EN ISO 13849-1:2007 Princípios gerais de conceção

• Norma EN 983: Segurança das máquinas

• Norma EN 60204: Segurança das máquinas

• Norma EN 294

• Norma EN 50081-1

• Norma EN 50081-2

• Norma ISO 3744

• ISO 11201 -1-2

• Norma CEE 89-336

• Norma EN 953

• Norma EN 954/1

• Norma EN 61000

Na Slowbeer projectamos microcervejarias há mais de 20 anos e atingimos um nível de desenvolvimento que corresponde às nossas expectativas, fabricando vários tipos de equipamentos, desde os mais simples como a Slowbeer 250 até ao mais desenvolvido Slowbeer 500 Plus Slowbeer 500 Plus.

Continuamos a implementar o nosso equipamento para dar aos fabricantes de cerveja novas ferramentas, melhorar o desempenho térmico e poupar energia.

Saúde!