Um novo processos de filtração do mosto

O conceito de sala de brassagem OMNIUM by ZIEMANN® é o resultado
de um processo de investigação e desenvolvimento nterdisciplinar.
O OMNIUM integra o inovador processo de filtração do mosto NESSIE
by ZIEMANN®, o qual proporciona novas formas de trabalho na sala de
brassagem graças à modificação dos procedimentos e da composição do mosto

A tecnologia cervejeira atual, em combinação com uma engenharia de sistemas altamente desenvolvida, permite uma concepção ótima do processo de produção de cerveja. Deste modo, é possível produzir qualquer tipo de cerveja que se pretenda, mantendo uma qualidade de produto constante.

Assim sendo, pode perguntar-se porquê alterar fundamentalmente um sistema que funciona? A razão principal está relacionada com a morosidade relativa do processo de filtração, que se reflete em particular na duração do ciclo da cuba filtro. As matérias-primas usadas atualmente, em especial os maltes homogéneos e ricos em enzimas, permitem tempos de empastagem £ 75 minutos. Isso impõe limites de tempo exigentes para as fases subsequentes do processo.

O desenvolvimento do novo sistema de separação NESSIE by ZIEMANN® não só reduz em aprox. 30% o tempo total do processo de brassagem, como também resulta na dissociação entre o tipo de moinho usado (moinho de rolos ou de martelos) e as características da matéria-prima, por um lado, e os parâmetros do grau de dissolução do malte e da proporção de grãos crus na moenda, por outro.

Separação e extração Uma premissa essencial consiste em explorar os potenciais de poupança sem nunca comprometer a qualidade. A nova e dinâmica tecnologia de separação NESSIE distingue-se do processo de filtração convencional, não só pela forma de extração e separação (tabela 1), como também do ponto de vista tecnológico. Os parâmetros de processo relevantes são apresentados a seguir, com os indicadores característicos entre parênteses:
• Sem admissão de oxigénio (cor do mosto);
• Pouca lixiviação (cor do mosto, teor de taninos);
• Baixa carga térmica (cor do mosto, coeficiente de ácido tiobarbitúrico, estabilidade do sabor);
• Rendimentos superiores (valores de extrato da dreche);
• Maior teor de zinco no mosto pronto a ser inoculado com a levedura;
• Maior turvação do mosto no início da ebulição (teor de ácidos graxos);
• Mais sólidos no mosto no início da ebulição (partículas de amido com reação fotométrica ao iodo).

Sedimentos (partículas de trub) e sólidos Os aspectos das partículas de trub e dos sólidos requerem uma observação tecnológica. Estão sendo preparadas outras publicações para analisar esta questão. Desde já, é possível resumir as seguintes constatações:

• Uma maior turvação do mosto no início da ebulição implica um maior teor de ácidos graxos no mosto. De acordo com a tecnologia cervejeira, a estabilidade do sabor da cerveja pode ser prejudicada, designadamente por ácidos graxos insaturados de cadeia longa, enquanto precursores dos carbonilos de envelhecimento, tal como a estabilidade da espuma pode ser afetada por ácidos graxos de cadeia média. Por outro lado, é indiscutível que os ácidos graxos insaturados de cadeia longa promovem o metabolismo da levedura e aceleram o processo de fermentação, tanto na fase primária como secundária. Para isso também contribui o maior teor de zinco no mosto pronto a ser inoculado com a levedura. A levedura vital daí resultante elimina os efeitos negativos acima referidos na cerveja acabada.

Figura 1 – Medição fotométrica dos valores de iodo antes e depois da adição de extrato de malte

 

O maior teor de sólidos do mosto no início da ebulição inclui partículas de amido (grits), que provocam uma reação ao iodo durante a ebulição do mosto. Para contrariar este fato, é adicionado um extrato de malte após a ebulição, o que resulta em valores de iodo garantidamente baixos (fig. 1).

Figura 2 – Ilustração esquemática do novo conceito de sala de brassagem – OMINUM by Ziemann

 

Em ascensão A nova tecnologia de separação NESSIE abre, assim, novas vias tecnológicas, que estão refletidas no conceito de sala de brassagem OMNIUM. A sala de brassagem convencional é transformada e, para além da integração da tecnologia NESSIE, passa a ter os seguintes módulos adicionais (fig. 2).

I. Adição de um extrato de malte após a ebulição para valores de iodo garantidamente baixos no mosto pronto a ser inoculado com a levedura

O extrato de malte é retirado essencialmente do mosto que escorre da roda 1 do sistema NESSIE à temperatura de 72°C. Este extrato de malte é armazenado temporariamente no tanque tampão e adicionado, após a ebulição do mosto, à temperatura de aprox. 80°C a 85°C. Deste modo, as dextrinas resultantes da degradação das partículas de amido são completamente sacarificadas. Assim, é possível prevenir os riscos associados ao elevado valor de iodo, tais como os problemas de filtração, a turvação da cerveja acabada, a instabilidade microbiológica e as alterações de sabor. Durante o tempo remanescente, a temperatura existente de 80°C a 85°C leva à inativação das amilases presentes no extrato de malte.

II. Isomerização externa do lúpulo, em processo separado, e adição após a remoção do trub para aumentar o rendimento do lúpulo

A isomerização externa do lúpulo permite criar condições ideais para cada um dos produtos do lúpulo. No caso do sistema NESSIE, o fluido de isomerização corresponde às habituais últimas águas. Devido ao valor de pH mais elevado (entre 5,7 e 6,1, dependendo da qualidade do fluido de lavagem) e ao baixo extrato do primeiro mosto de aprox. 1,0°P, tal exerce um efeito positivo na isomerização e no rendimento associado. Graças à separação, a temperatura e a duração podem ser ajustadas especificamente à isomerização do lúpulo e à prevenção de uma reação de degradação dos iso-a-ácidos. A utilização posterior do fluido de lúpulo isomerizado é microbiologicamente segura, tanto no bloco quente como no bloco frio.

III. Remoção controlada do trub no tanque de sedimentação para preservar os ingredientes fisiologicamente importantes

A habitual remoção do trub quente e a eventual remoção do trub frio levam à adsorção de grande parte dos ácidos graxos presentes após o processo de ebulição, os quais deixam de estar disponíveis para um processo de fermentação ótimo. O mesmo se aplica ao oligoelemento zinco. Esta consideração resultou na abordagem de manter no mosto uma certa quantidade de trub acumulado no tanque de sedimentação.

Qualidade do mosto Entretanto, foram realizados e analisados mais de 100 testes de brassagem, tanto à escala piloto como industrial, com lotes de 10, 50 e 140 hl de mosto para fermentação. O processo operacional com o OMNIUM, tal como descrito, resulta numa melhoria dos valores do mosto (tabela 2).

Na brassagem com o sistema NESSIE, as cores do mosto a meio do tempo de arrefecimento são cerca de 2 unidades de EBC mais claras do que as do mosto da cuba filtro. A carga térmica das brassagens NESSIE, expressa pelo coeficiente de ácido tiobarbitúrico (TBA), é significativamente mais baixa. Tanto em termos de subida desde o início da ebulição até a meio do tempo de arrefecimento, como em termos de valores absolutos do meio do tempo de arrefecimento do mosto, o TBA situa-se 10 a 15 pontos abaixo dos valores de brassagens comparáveis com cuba filtro. Isso significa que foi possível reduzir ainda mais a carga térmica durante a remoção do trub no tanque de sedimentação, graças ao curto tempo de separação e à baixa temperatura de 80°C a 85°C. O mesmo é confirmado pelo baixo teor de furfural no mosto, o que deverá ter um efeito positivo na estabilidade do sabor.

A boa viscosidade de 1,80 mPas, em comparação com os valores de 2,10 mPas obtidos com a cuba filtro, deve-se provavelmente à degradação das a-glucanas ainda existentes mediante a adição do extrato de malte após a ebulição. Deste modo, poderá ser alcançada uma filtrabilidade ainda maior da cerveja.

Os taninos são reduzidos em aprox. 40%. O teor de silício nos mostos Nessie é igualmente reduzido. Isso pode ser explicado pelo menor tempo de contato durante a separação do empaste e por uma menor lixiviação das cascas. O tempo de permanência de uma partícula do empaste no sistema de separação varia entre três e cinco minutos, o que tem um efeito positivo na cor. O valor de iodo mantém-se bastante baixo devido à adição de extrato de malte após a ebulição. O oligoelemento zinco atinge um valor bastante mais elevado de 0,63 mg/l que, de outro modo, não poderia ser alcançado na sala de brassagem devido às restrições impostas pela lei alemã relativa à pureza da cerveja (Reinheitsgebot).

Fermentação / maturação Para uma rápida fermentação primária, uma boa multiplicação da levedura e uma redução completa do diacetil, o mosto para fermentação deve apresentar uma concentração mínima de zinco de 0,15 mg/l. Com a nova tecnologia de separação, o zinco dissolvido durante a empastagem permanece praticamente intacto, uma vez que não é retido pelas camadas de dreche. O mesmo se aplica aos ácidos graxos insaturados de cadeia longa. Além disso, o ajuste específico do trub após o tanque de sedimentação permite preservar zinco e ácidos graxos para o metabolismo da levedura. O efeito deste fornecimento otimizado de nutrientes reflete-se num crescimento reforçado da levedura. A população é extremamente vital e gera apenas poucas células mortas de levedura. A degradação do extrato é muito mais rápida. A intensa atividade de fermentação resulta num valor máximo de diacetil mais alto, mas este é reduzido mais depressa na fermentação secundária subsequente.

Qualidade da cerveja Nas séries de testes realizados, procurou-se alcançar o caráter de uma cerveja forte clara. As propriedades enumeradas, tais como extrato, álcool e substâncias amargas, comprovam que foi esse o tipo de cerveja obtido.

Figura 3 – Análise do parâmetro de espuma nas cervejas acabadas, produzidas segundo o novo processos de brassagem, com um medidor de espuma

Destacam-se as cores claras, em cerca de 1,5 unidade de EBC inferiores às de cervejas comparáveis produzidas numa sala de brassagem convencional. Além disso, neste processo são alcançados níveis de fermentação muito altos. A elevada estabilidade físico-química das cervejas não surpreende, atendendo ao baixo teor de taninos. Os subprodutos da fermentação encontram-se dentro dos limites normais para o tipo de cerveja referido e confirmam o processo de fermentação otimizado. Tal como já foi mencionado, a boa estabilidade do sabor das cervejas deve-se ao metabolismo estimulado da levedura. Também os ácidos graxos de cadeia média são completamente metabolizados pela levedura e não prejudicam a espuma. Isso está patente nos valores da espuma que são superiores à média (fig. 3).

De um modo geral, as cervejas convenceram pelo seu sabor. As provas de degustação realizadas de acordo com os critérios da DLG (odor, aroma, corpo, carbonatação e amargor) resultaram em avaliações superiores à média.

Potenciais de poupança adicionais O processo descrito permite poupanças de tempo significativas, contribuindo assim para uma maior produtividade. Além disso, os custos de produção específicos são reduzidos devido ao rendimento otimizado das matérias-primas. As sinergias possíveis no fracionamento e na mistura dos fluxos de mosto também contribuem para estas poupanças. O aproveitamento destes efeitos pode ser especialmente vantajoso no caso da utilização de energia térmica.

Conclusão O conceito OMNIUM by ZIEMANN® oferece inúmeras vantagens para a indústria cervejeira internacional: uma vez que é assegurada uma sacarificação completa na última etapa do processo e a isomerização do lúpulo é realizada em separado, os tempos de processamento da empastagem e ebulição do mosto podem ser reduzidos. A filtração convencional do mosto passou a ser uma etapa de transferência. Graças ao sistema NESSIE by ZIEMANN®, é possível reduzir até 30 % os tempos efetivos de brassagem. Além disso, a preservação generalizada de ingredientes valiosos e uma melhor alimentação da levedura com substâncias vitais para a mesma, provenientes do mosto OMNIUM, aceleram a fermentação primária e secundária, aumentando assim as capacidades de adega.

Outra vantagem é o melhor rendimento das matérias-primas, uma vez que todos os processos de extração são dinâmicos e ocorrem no ponto operacional ótimo. A variabilidade da qualidade do malte pode ser compensada durante a sacarificação pelo extrato de malte que é adicionado após a ebulição do mosto. Também a qualidade da cerveja produzida pode ser otimizada com o OMNIUM: graças ao processo de brassagem suave e à rápida fermentação, as cervejas acabadas apresentam uma elevada estabilidade em termos de turvação, uma espuma excelente e uma extraordinária estabilidade de sabor. Além disso, permite uma maior diversidade de mostos e de cervejas no âmbito da lei alemã relativa à pureza da cerveja (Reinheitsgebot).

PD Dr.-Ing. Annette Schwill-Miedaner1,
Prof. Dr.-Ing. Heinz Miedaner1
1 Sonthofen
Josef Englmann2,
2 Kirchdorf
Franz Preis3
3 BLB GmbH – Brau-Labor und Beratung Berching, Berching
Dr.-Ing. Deniz Bilge4, Dr.-Ing. Roland Pahl4
4 Forschungsinstitut für Bier- und Getränkeproduktion (FIBGP) der Versuchs- und Lehranstalt für Brauerei in Berlin (VLB) e.V., Berlim
Prof. Dr.-Ing. Winfried Ruß5,
Prof. Dr.-Ing. Martin Krottenthaler5
5 Hochschule Weihenstephan-Triesdorf, Freising
Nele Bastgen6, Tobias Becher6, Tom Benninghaus6, Konstantin Ziller6, Klaus Wasmuht6, Klaus Gehrig6
6 Ziemann Holvrieka GmbH, Ludwigsburg

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