8_Carlos Hauser - Processo de Fabricacao

8/17/2019 8_Carlos Hauser - Processo de Fabricacao

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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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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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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


Enzimas Proteases

- Quebra das Proteínas Maiores- Formadoras de Turbidez

- Formadoras da Espuma


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Etapas da Mostura


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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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


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


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.



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•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

Ã 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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HISTÓRIA DA CERVEJA

CARLOS HAUSER


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CARLOS HAUSER


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EVOLUÇÃO : ERA DA INFORMÁTICA:


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EVOLUÇÃO : ERA DA INFORMÁTICA:

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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