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Processos
deFabricação de cerveja
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Fabricação de mosto
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FORMULAÇÃO DO MOSTO CERVEJA:
ÁGUA
MALTE
LÚPULOS
ADJUNTOS
ESPECIARIAS
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ÁGUA
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A água representa na Cerveja mais de 90%de sua composição. A qualidade deve serlevada em consideração, como também ovolume disponível para o processo.
A água perfaz, em peso, aproximadamente
90-95% dos ingredientes da cerveja e suacomposição é de fundamental importânciapara a qualidade da cerveja.
Água, que provém de várias fontes – comopoços artesianos próprios, rios e lagos – exigências mais elevadas do que a próprialegislação específica de água potável.
http://www.google.com.br/url?url=http://www.cacadoresdecerveja.com.br/portal/component/zoo/item/esse-calor-esta-matando-na-hora-de-hidratar&rct=j&frm=1&q=&esrc=s&sa=U&ei=lVQgVcjQDYTssAX1_YPwDg&ved=0CBoQ9QEwAg&usg=AFQjCNFElPX1Q-gFB3PKxoVTc_IkHJKnAw
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CERVEJA ANÁLISE ÁGUA CERVEJEIRA mg / Litro
ALCALINIDADE ( CaCO3 ) 0,8 A 25
ALUMÍNIO ( Al mg/litro ) : fazer max 0,05
AMÕNIA ( NH3 mg / litro ) zero
CÁLCIO ( Ca2+ mg / litro ) 5 a 22
CLORETOS ( Cl mg / litro ) 1 A 20
DUREZA TOTAL ( mg CaCO3 / litro ) 18 A 80
DUREZA CARBONATOS ( DUREZA TEMPORÁRIA ) 18 A 25 DUREZA NÃO CARBONATOS( DUREZA PERMANENTE ) 0 A 54
FERRO TOTAL ( mg / litro ) zero
GÁS CARBÔNICO 0,5 A 5,0
MAGNÉSIO ( Mg 2+ mg / litro ) 1 a 6
MATÉRIA ORGÂNICA ( mg O2/L ) 0 a 0,8
NITRATO ( NO3 mg / litro ) nulo NITRITO ( NO2 mg / litro ) nulo
PH 6,5 A 8,0
SILICA ( SiO2 mg / litro ) 1 A 15
SÓLIDOS DISSOLVIDOS TOTAIS ( mg / litro ) 50 A 150
SULFATO ( SO4 mg / litro ) 1 A 30
TURBIDEZ NTU MENOR 0,4
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Bier Typ
Härte °dH
Sulfat mg/lChloridmg/l
Karbonat Gesamt Kalzium Magnesium
Pilsner1)
1,4 2,3 1,4 0,9 4,0 5,0
Dortmunder1)
16,8 42,6 35,7 6,9 240,0 107,0
Wiener1) 30,9 38,6 22,8 15,8 216,0 39,0
Münchner1)
14,3 15,6 10,5 5,1 8,0 2,0
Kölsch2) 12,5 18,8 15,4 3,4 84,5 71,8
Alt(Düsseldo
rf)2)
10,0 15,6 12,9 2,8 61,0 88,0
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Sais Diversos fórmula 1g em 20L
Gipsita (sulfato de cálcio diidratado, gesso cervejeiro,“gypsum”)
CaSO4 2H2O11.6ppm de Ca++,27.9ppm de SO4 –,29ppm de dureza
Cloreto de cálcio desidratado CaCl218ppm de Ca++,32ppm de Cl-,45ppm de dureza
Cloreto de cálcio diidratado CaCl2 2(H2O)13.6ppm de Ca++,24.1ppm de Cl-,34ppm de dureza
Sal amargo (sal-de-epson, epsomita, sulfato de magnésioheptaidratado, “epsom salt”)
MgSO4 7(H2O)44.5ppm de Mg++,19.5ppm de SO4 –,20.3ppm dedureza
Sal não-iodado (cloreto de sódio) NaCl19.6ppm Na+,30.3ppm de Cl-,0ppm de dureza
Bicarbonato de sódio NaHCO3
13.7ppm de Na+,36.3ppm deHCO3-, 0ppm dedureza
Calcita (carbonato de cálcio) CaCO320ppm de Ca,30ppm de CO3,
50ppm de dureza
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• Considerações Água Produto• Ser livre de Microrganismos Patogênicos eprejudiciais à cerveja.
• Água clorada de tratamento na fábrica
mantém um mínimo de cloro (~1 ppm)
• Adequar dentro dos parâmetros depotabilidade de consumo Humana, deacordo com as legislação vigente.
• Livre de Off-Flavors e Cloro.
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Ação de Cátions Mostura
Cálcio(Ca++)
• Acidifica na mostura e na fervura,precipitando fosfatos, e com isso aumenta aativididade enzimática,
• Ajuda na extração do mosto secundáriodiminuindo a viscosidade
• Reduz a extração de taninos (polifenóis)• Melhora a clarificação precipitando proteínas
• Importante na floculação e sedimentação dofermento.
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Ação de Cátions Mostura
Magnésio(Mg++)
• Acidifica como o cálcio, precipitando fosfatos,em menor proporção.
• Importante nutriente para o fermento (10 a
20)ppm.• O malte já tem uma quantidade significativade Mg.
• Em excesso (acima de 30ppm), contribui comamargor desagradável.
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Ação de Cátions Mostura
Sódio(Na+)
• Importância menor no processo• Afeta o sabor da cerveja, aumentando as
sensações de corpo e doçura. Desagradável
em excesso.• Desagradável na presença de sulfato; quantomais sulfatos, menos sódio, e vice-versa,sendo 100ppm de sulfato de sódio o limitepara essa combinação.
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Ação de Aníons Mostura
Cloreto(Cl-)
• Afeta o sabor da cerveja, aumentando a
sensação de corpo e a doçura do malte,principalmente quando em combinação comsódio
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•
MALTES
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•
MALTES CEREAIS
MALTES CEVADA / AVEIA /CENTEIO / TRIGO / DINKEL /SORGO/ ETC
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Adjuntos
• Cevada não maltada
- moída- Objetivos fonte de amido e também incremento no corpo e
espuma (glucanos/dextrinas)
• Trigo maltado ou não maltado
- moído ou em flocos (não maltado)- Objetivos: fonte de amido e também aumento no corpo e
espuma da cerveja (glucanos/dextrinas/proteínas)
- menor coloração, no caso de cereal não maltado
- no caso de trigo maltado, paladar “fenólico” dependendo dalevedura utilizada
• Aveia, Centeio
- similar ao trigo, porém sem a característica de fenólico (nãomaltado)
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Adjuntos
• Milho
- moído- grits degerminado
- flocos
- Objetivo principal: fonte de amido mais barata que o malte
• Arroz- inteiro, partido ou moído
- flocos
- gelatinização à temperaturas mais elevadas (uso de pressão
ou enzimas)- Objetivo principal: fonte de amido mais barata que o maltea
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Adjuntos
• Açúcares
- fonte mais barata de extrato- composição de cervejas com teor elevado em extrato/ álcool
- facilitar refermentação/priming - melhor absorção pelalevedura
- Aroma (mel, maple sirup)
• Xaropes de maltose
- fonte mais barata de extrato
- estocagem, manipulação e dosagem mais fáceis
- características semelhantes aos açúcares do mosto- menor alteração no perfil de açúcares global
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Adjuntos
• Extratos de malte
- facilidade de estocagem e manuseio- muito usados em homebrewing
- usados em alguns produtos de grandes cervejarias
- diversos tipos incluindo
- diastáticos (contém enzimas ativas)- não-diastáticos
- extratos de maltes especiais
- extratos de outros cereais maltados ou não
- com adição de extrato de lúpulo
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Especiarias
• Condimentos
- Sementes de Coentro- Cominho, Canela, Aniz, Cardamomo
- Gengibre e outras raízes
- Menta e outras folhas
• Frutas- Inteiras, extrato ou sucos
- Cascas de laranja amarga e doce
• Flores
- Rosas, hibiscos, etc
• Madeira
- Lascas, maturação em barris
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• Densidade específica (SG)• comparação entre massas de um certovolume de amostra com o mesmo volume deágua
• padrão = temperatura 20°C (SG 20°C/20°C)
• Plato (°P)
• corresponde a massa de açucar dissolvido em100g de solução (Ex: 16°P = 16g/100g)
• padrão = temperatura 20°C (SG 20°C/20°C)
Extrato
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• Extrato Original (OG)
• Equivale ao extrato (SG ou °P) do mosto,
antes da fermentação
• Após a fermentação, é calculado em funçãodo % de álcool (medição ou tabelas)
• Extrato Aparente:
• Leitura direta da densidade pelosacarímetro/densímetro, distorcida pela
presença de álcool
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• Extrato real (RE)
• Leitura direta da densidade pelo
sacarímetro/densímetro, descontando-se ainfluência do álcool (tabelas/cálculo)
• Extrato limite (limit extract, LE)
• Densidade obtida em laboratório fermentando-se uma amostra de mosto com fermento emexcesso
• Avalia até onde o mosto pode ser fermentado
• Atenuação (LA)• % de açúcares fermentescíveis considerando-
se OG e LE (em valor real)
• Avalia a fermentabilidade do mosto
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Fabricação de mosto Etapas:
1. Moagem
2. Mostura
3. Filtração de mosto
4. Fervura
5. Sedimentação de “Trub”
6. Resfriamento e aeração do mosto
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1 -Moagem
Objetivos:
• Quebrar o grão de malte, expondo oendosperma à ação das enzimas.
• Manter a Cascao mais possívelintacta, para uxiliar filtração ( FiltroLäuter)
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Moinho Martelo (associado aFiltro Prensa)
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Moinhos martelo
Moagem muito fina
EX: 80 a 90% partículas menores que 0,1mm
Rendimento superior
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Moinhos de Rolos
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Tipos Moinhos de rolos
1- Moagem Seca
espaçamento entre rolos (3 pares)
2- Moagem Condicionada
- temperatura de condicionamento ~ 60°C
- tempo de condicionamento (segundos)
- espaçamento entre rolos (1 / 2 ou 3 )
3-Moagem úmida- temperatura ~ 35 - 45°C
- condicionamento por imersão do volume completo,por tempo maior
- espaçamento entre rolos (1 par)
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2- Mostura
Objetivos
primário
- conversão do amido do malte em diferentesaçúcares de acordo com o perfil desejado
- fermentabilidade
- corpo
secundários
- conversão de proteínas e polipeptídeos emfrações menores
- ~1/3 do total de FAN
- turbidez x espuma
- quebra de glucanos
- viscosidade / filtração de mosto ecerveja
- uso de enzimas
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Parâmetros Atividade Enzimática
• Temperatura
• Tempo
• Concentração
• pH
• Agitação
T t H ti id d i áti
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Temperatura, pH e atividade enzimática
atuação enzimática x pH
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atuação enzimática x pH
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Ácido - Adições
• Mostura- Atividade enzimática
- Compensar o aumento do pH pela precipitação
fosfatos-cálcio• Fervura
- Garantir pH ótimo para floculação protéica
• Ácidos mais utilizados:- Fosfórico & Láctico
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Ácido - aspectos a observar
• Segurança no armazenamento, preparo e
dosagem
• Qualidade alimentícia
• Momento da dosagem - preservar enzimas
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Atividade Enzimática
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Enzima Temperaturaótima
pHótimo
Função
Fitase 30-52°C 5.0-5.5 Abaixa o pH damostura.
Debranching (var.)
35-45°C 5.0-5.8 Solubilização do amido.
AlfaAmilase 68-72°C 5.3-5.7 Produz diversosaçúcares, inclusive a
maltose.
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Enzima Temperatura
ótima
pH
ótimo
Função
BetaGlucanase 35-45°
C 4.5-5.5 Quebra dos glucanos.
Peptidase 45-55°C 4.6-5.3 Produz o Amino-Nitrogênio Livre
(FAN).
Protease 45-55°C 4.6-5.3 Quebra proteínasgrandes formadoras
de turvação.
Beta
Amilase
55-65°C 5.0-5.5 Produz a maltose.
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Etapas da Mostura
Modificação do pH (Fitase)
Ação da Fitase (30 - 45°C)
- Quebra da fitina em fosfatos insoluveis de
cálcio e magnésio, que precipitam
- Ácido fítico restante promove redução do pH
- Processo muito lento
- Histórico: Era usado para maltes claros, emuma época onde a química da água nabrassagem era pouco conhecida.
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Etapas da Mostura
Pré-Mostura (35 - 45°C)
Objetivos
- solubilizar e distribuir as enzimas presentes
no malte
- Ajuste de pH por adição de ácido
- Ajuste do teor de cálcio
- Ação da beta-glucanase
- Ação da dextrinase limite residual (a maiorparte inativada na malteação)
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Etapas da Mostura
Pré-Mostura (35 - 45°C)
- Degradação Glucanos
- Cereais não maltados > 25%
- Tempo ~ 20 minutos
- Homogeneizar bem ao adicionar ácido / sais decálcio
- Caso adição de enzimas - ajuste prévio de pH ecálcio
- Adicionar após volume completo na mostura
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Etapas da Mostura
Pausa Protéica (50 - 55°C)
Objetivos
- quebrar a matriz proteína-amido- quebrar peptídeos em aminoácidos
- quebrar proteínas maiores em “estruturas”
menores
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Etapas da Mostura
Repouso Protéico (50 - 55°C)
Enzimas: Peptidases
- Preteínas em Aminoácidos
- normalmente maltes já providenciam FANnecessário
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Etapas da Mostura
Repouso Protéico (50 - 55°C)
Enzimas Proteases
- Quebra das Proteínas Maiores- Formadoras de Turbidez
- Formadoras da Espuma
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Etapas da Mostura
Repouso Protéico (50 - 55°C)
Recomendações
- Maltes menos modificados (mais raros)- Cereais não maltados > 25%
- Repousos longos em mostos contendo maltesbem modificados podem trazer prejuízos paracorpo e espuma
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Etapas da Mostura
Sacarificação: (55 - 72°C°)Objetivos
• Tranformar o Amido em Açúcares “Diversas
cadeias Tamanhos”• Determinação da Atenuação Limite do Mosto
Fermentação)
• Corpo, Teor de Álcool
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Etapas da Mostura
Sacarificação Enzimas: beta-amilase ( 55 - 65°C°)
• Quebra de cadeias de Amido Lineares (amiloses) em
maltoses, partindo das extremidades• Quebra de extremidades de cadeias de Amido
ramificadas (amilopectinas) em maltoses, até próximoàs ramificações (nós) da amilopectina
• Faixa ótima de temperatura entre 55 a 65,5 °C
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Etapas da Mostura
SacarificaçãoEnzimas: alfa-amilase ( 68 - 72°C°)
• Quebra de cadeias de amilose ou amilopectina nomeio das cadeias, exceto em “nós”
• Faixa ótima de 68 a 72°C
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Etapas da Mostura
Sacarificação (55 - 72°C°C)
Recomendações
- Balanço entre temperaturas de alfa e beta- Dois repousos se necessário
- Teste do iodo
- Temperatura homogênea (agitação suave)
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Final da Mostura
Inativação Enzimática (75-78°C)Objetivos
• Inativação ação enzimática
• Controle do corpo da cerveja• Melhorar a filtrabilidade viscosidade
RecomendaçõesNão ultrapassar 80°C - extração de amido – turbidez
permanente
Filtração do Mosto
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Filtração do Mosto
Objetivo
- separação eficiente do bagaço de malte- extrair extrato ainda presente no bagaço
(extração secundária)
Recomendações
- evitar arraste de partículas para a fervura
- controlar pH da água de extração (evitarextração excessiva de polifenóis)
- controlar temperatura da água de extração (evitar extração de amido, melhorar filtrabilidade)
- evitar extração excessiva ao final da filtraçãosecundária (aumento da turbidez e adstringência)
Filt ã d t
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H
Filtração do mosto
Filtro “prensa”
Fil ã d M
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H
Filtração do Mosto
Filtro “prensa”
Princípio de funcionamento
- câmaras intercaladas, tela de materialsintético sobre estrutura suporte em metalou termoplástico
Características
- Uso de maltes muito moídos (rendimentoelevado)
- ciclos menores de filtração (~ 12/dia)
- Requer atenção especial ao pH etemperatura de extração
Filt ã d M t
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H
Filtração do Mosto
Filtro “Prensa”
Etapas de Operação
- Enchimento
- Extração do mosto primário- Extração do mosto secundário
(etapa única)
- Abertura das placas e retirada dobagaço
Filt ã d M t filt Lä t
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Filtração do Mosto filtro Läuter
Tina de Clarificação
Princípio de funcionamento
- O mosto flui através de um fundo falso
- na extração do mosto secundário, éaspergida água sobre a camadafiltrante,constituída pelas cascas do malte
Características
- Preservação das cascas é necessária
- Maior flexibilidade
- Menor rendimento
- atenção ao diferencial de pressão e nível domosto (cobrir o bagaço)
Tina de Clarificação ou Filtro Läuter
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Tina de Clarificação ou Filtro Läuter
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Fervura do Mosto
Objetivos
Eliminação de microorganismos.
Redução do nitrogênio coagulável para aumentoda estabilidade coloidal
Extração dos produtos desejáveis de aromaDMS e sabor do lúpulo e especiarias
Redução de compostos voláteis indesejáveispor evaporação .
Fervura do mosto
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Fervura do mosto
Esterilização do mosto
Eliminação de microorganismos provenientes dematérias-primas
• Após fervura, o mosto se apresenta livre de
contaminantes
C t ã d t
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Concentração do mosto
Durante a fervura, com a evaporação da água, o mostotorna-se mais concentrado. Ao se calcular o extratodesejado, deve-se levar em conta este fator
A eficiência da evaporação é afetada pelo projeto da tinade fervura, em especial a área de troca térmica
Tradicionalmente, a concentração do mosto é obtida pelafervura. O uso de açúcar e xaropes de açúcar é também
outro método utilizado
Isomerização do lúpulo
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Isomerização do lúpulo
•Conversão de alfa -ácidos em iso-alfa-ácidos, mais
solúveis•Produção de mais de 90% do amargor nos primeiros 30minutos de fervura.
• O ponto máximo de isomerização ocorre entre 60 e 70minutos de fervura e correspone a aproximadamente 60%dos alfa-ácidos totais.
• Durante a fermentação e maturação, perde-se Iso-alfa-
ácidos (membrana da levedura e espumamento) de modoque o valor de conversão de alfa-ácidos em iso-alfa-ácidos fica em torno de 40 %
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COMPONENTES IMPORT NTES DO LÚPULO
ração de óleos essenciais
Mistura complexa de hidocarbonetos, terpenos,
terpenóides,tiocarbonilas etc
ração das resinas amargas
Alfa-ácidos
Beta-ácidos
Outras resinas
F ã E ã d lát i
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Formação Evaporação de voláteis
• Principal componente evaporado: DMS (sulfeto dedimetila)
• Aroma descrito como milho, “água de fervura de milho”“legume cozido”
• Produzido pela decomposição térmica de um precursor,a SMM (S-metil-metionina).
•Durante a fervura, à medida que vai sendo convertido, o
DMS é rapidamente evaporado.
Formação Evaporação de voláteis
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Formação Evaporação de voláteis
•Entretanto, a tranformação SMM - DMS continua após ofinal da fervura, até o resfriamento do mosto.
• Esta porção do DMS, caso a fervura tenha sido
adequada, é pequeno.• Parte desse residual é arrastado durante a fermentação,e uma pequena parte permanece na cerveja, geralmenteabaixo do nível de percepção
Controle do DMS
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Controle do DMS
• Uso de maltes com baixos teores em S-metil
metionina
• Tempo de fervura suficiente para formar eevaporar a maior quantidade possível de DMS
• Tempos mais reduzidos de sedimentação pós-fervura
• Resfriamento rápido
• Contrapressões mais baixas na fermentação,facilitando a volatilização e o arraste pelo CO2.
• Seleção de cepas de levedura que produzemmenos DMS a partir de DMSO
Redução do Nitrogênio Coagulável
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Redução do Nitrogênio Coagulável
Como?
• Formação do Trub
• Composto principalmente por proteínas de peso
molecular mais elevado• No transcorrer da fervura, vão se aglutinando empartículas cada vez maiores
• Processo continua após o final da fervura, no “whirlpool”
• Conhecido como “trub quente” ou “hot break”.
Formação do Trub
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Formação do Trub
Aspectos importantes:
• pH da fervura - ponto isoelétrico das proteínas
• Temperatura da fervura• Tempo Duração da fervura
• Evaporação % horária (medida da agitação ou vigor dafervura)
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Proteínas combinadas a polifenóis oxidados sãoinsolúveis na fervura e precipitam formando também otrub
• Proteínas que se combinam com polifenóis nãooxidados são solúveis na fervura, porém precipitamem temperaturas mais baixas dando origem ao “trubfrio” ou “cold break”.
• Os polifenóis podem se oxidar posteriormente,podendo originar instabilidade coloidal na cerveja final
Extração Precipitação de Taninos &
Polifenóis
S ã d T b
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Separação de Trub
Objetivos:
Remoção de proteínas/polifenóis coagulados
Aumento da estabilidade coloidal Perfil adequado de fermentação (balanço
lipídeos / CO2 dissolvido durante a fase demultiplicação celular)
E i t
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Equipamentos
Whirlpool
• Fundo Plano
• Inclinação ~3% parasaída
• Entrada tangencial
RESFRIAMENTO MOSTO
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RESFRIAMENTO MOSTO
BALANÇO TÉRMICO CERVEJARIA:
CÁLCULOS COMPRESSORES FRIOCAPACIDADESRESFRIAMENTO APV
CÁLCULOS ENERGIA FERMENTAÇÃOE MATURAÇÃOPERDA “ENERGIA TÉRMICA” FRIOTANQUESCUSTOS DE REFRIERAÇÃO
PLANILHAS EXCEL : REFRIGERAÇÃO ENERGIA CUSTOS2015
RESFRIAMENTO EQUIPAMENTOS
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RESFRIAMENTO EQUIPAMENTOS
à Ã
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EVOLUÇÃO TECNOLOGIA PRODUÇÃO
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EVOLUÇÃO TECNOLOGIA
CARLOS HAUSER
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EVOLUÇÃO TECNOLOGIAPRODUÇÃO
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EVOLUÇÃO TECNOLOGIA PRODUÇÃO
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HISTÓRIA DA CERVEJA
CARLOS HAUSER
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HISTÓRIA DA CERVEJA
CARLOS HAUSER
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EVOLUÇÃO : ERA DA INFORMÁTICA:
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CERVEJA ERA ESPACIAL:
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CERVEJA ERA ESPACIAL
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MUITO OBRIGADO
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MUITO OBRIGADO
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