Produção de cerveja de álcool por fermentação interrompida

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o oitavo da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje será apresentado o método de supressão do alcool que corresponde á interrupção da fermentação em teores alcoólicos inferiores a 0,5% vol.

Boa leitura!

Geralmente estas cervejas são produzidas com um extrato original de 9 a 11%, lupulagem reduzida e fermentadas até um teor alcóolico de 0,5%, considerando que o grau de fermentação aparente, ou atenuação aparente de aprox. 10%.  Em geral uma grau de fermentação aparente pode ser atingido através da utilização de uma prática de mosturação específica que consiste numa relação de 2-2,5:1 na proporção água-malte, arriada de 35°C a até 45°C. Após um repouso a 45°C por 30 minutos,  ocorre a adição constante de água em ebulição até que seja atingida a temperatura de 72°C. 

Nesse contexto a faixa de atuação da beta-amilase é contornada, de modo que a alfa-amilase, ainda que esteja envolvida no processo de sacarificação, gera um alto teor de dextrinas, resultando num grau de atenuação por volta de 65%. Ao final deste método, a concentração do mosto antes da fervura gira em torno de 14%. Vale destacar que após algo em torno de 2 horas a 72° o teste de iodo não apresenta o resultado normal. A fervura deste mosto deve ocorrer de forma intensa, de modo a possibilitar e evaporação dos compostos aromáticos do mosto, sendo recomendado uma duração de 10 a 15% superior, em comparação a fervura normal.

O processo de acidificação, por exemplo, por adição de ácido lático biológico, ocorre após ao final da fervura, algo em torno de 15 a 20 minutos antes do fim da fervura, com o objetivo de favorecer a degradação dos precursores de DMS. Nessa primeira dosagem, deve-se estabelecer como alvo o atingimento de um pH por volta de 5,2, e decorridos 10 minutos sugere-se uma nova dosagem, dessa vez tenho como valor alvo 4,4-4,5. Devido ao fato de o corpo de fundo no whirlpool apresentar maior instabilidade próxima desse valor de pH, o ideal seria realizar esta dosagem entre o whirlpool e o trocador de calor.

Uma alternativa a esse método de mosturação consiste na utilização do bagaço com o objetivo de conferir sabor. Nesse caso, um mosto a 15%, produzido a partir de uma razão de 100kg de malte para 400l de água, a 40°C por 60 a 80 minutos, e bagaço fervido por 30 minutos, na proporção de 100kg de bagaço para 200l de água, utilizado para elevar a temperatura até 72°C. Após 30 a 45minutos de sacarificação, a temperatura é elevada até 76°C e a mosturação é concluída.

A fermentação é conduzida a partir de uma taxa de inóculo de 15 a 25 milhões de células, a uma temperatura de 4 a 6°C. Após 48 a 72horas, a partir de um extrato original a 7,2% e um grau de fermentação de cerca de 10%, é atingido um teor alcoólico de 0,45%. Por conta do perfil sensorial, sugere-se que a fermentação seja realizada em temperaturas inferiores a 8°C até ser atingido um teor alcoólico inferior a 0,5%. No caso de um extrato original de concentração ainda mais baixa, de por exemplo, 5,5% e um grau de fermentação de 14%, nota-se maior redução das carbonilas em seus respectivos álcoois por parte da levedura, resultando em características sensoriais mais agradáveis.

Ao final a fermentação é então interrompida por centrifugação da levedura, filtração ou rápida elevação de temperatura. No caso da filtração, a concentração de leveduras deve ser reduzida a 100mil células por ml, ou a cerveja deve ser filtrada. Em seguida, resfriada a 0 a -1°C, e carbonatada a 0,5%. A essa temperatura, o tempo de maturação pode variar de 10 a 21 dias, sendo que esta duração pode ser reduzida, por exemplo, a partir de lavagem com CO2, por 24h com aproximadamente 3g/hl. Esta lavagem serve para evitar a presença de aromas indesejados de natureza sulfurosa. A cerveja deve ser posteriormente filtrada, carbonatada, estabilizada e esterilizada.

A filtração desta cerveja deve ser realizada com 50g/hl de kieselgel com estabilização com PVPP a 50g/hl e um filtro polidor. Com relação a carbonatação, o teor de gás carbônico é ajustado para algo em torno de 0,48 a 0,53%. Com relação a pasteurização, a estabilidade coloidal é atingida após 6 dias de ciclos 0/60/0°C. Vale destacar que, caso a cerveja sem alcool seja filtrada após uma cerveja com teor normal de alcool, por saturação dos filtros ou ou ions presentes na cerveja podem ser transferidos para a cerveja sem alcool favorecendo a formação de flocos. Uma carbonatação elevada pode resultar na aglutinação de proteínas na superfície das bolhas de gas carbônico. posteriormente filtrada, carbonatada, estabilizada e esterilizada.

Cervejas produzidas por este método apresentam características, mas próximas dos produtos tradicionais quando temperaturas mais baixas são utilizadas na fermentação.

Apesar de que boa parte das cervejas sem álcool sejam produzidas a partir de extratos originais variando de 7 a 8%, melhores resultados em termos sensoriais podem ser atingidos a partir de mostos com 6 a 6,5% ou até menos. Em mostos menos concentrados, as características de mosto se apresentam de forma menos evidente.

A composição de malte deve ser definida com base no estilo de cerveja a ser produzido, levando em consideração a redução da carga de malte, no sentido de preservar características como cor, corpo e aromas. O uso de malte acidificado pode ser interessante, caso a acidificação biológica seja limitada.

O processo produtivo pode ser conduzido focado na produção de um mosto com 12%, e posteriormente, após a aferição da concentração do mosto na parte fria, ser diluído com a água devidamente tratada.

A água de brasagem a ser utilizada deve possuir características compatíveis com o estilo a ser produzido, ainda que uma água com alcalinidade residual de 5°dH pode favorecer as características de corpo, caso seja adotada a acidificação biológica ou seja utilizado malte acidificado.

O método recomendado para a produção consiste no método de decocção, em que o repouso de formação de maltose não é executado. Este método permite que o grau de fermentação final inferior a 65% seja atingido. A proporção água malte deve ser de 1:2, e arriada deve ser realizada a 45°C, com manutenção desta temperatura por 30 minutos.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool a partir de fermentação com levedura imobilizada

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o sétimo da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje será apresentado o método de supressão do alcool a partir da utilização de levedura imobilizada.

 Boa leitura!

De forma a compreender este processo, é preciso inicialmente se aprofundar um pouco no conceito de levedura imobilizada. Basicamente este processo consiste em fixar a levedura em um material, através do qual o substrato é bombeado continuamente. Nesse caso a fermentação ocorre em tempo reduzido e a levedura poder ser utilizada por mais tempo. Devido ao tamanho reduzido da colônia de leveduras, a estrutura requerida é geralmente pequena. Além disso, o processo de bateladas pode ser revertido em um eficiente processo continuo.

Decisivo para o processo de imobilização da levedura é o material macroporoso. Um dos materiais que podem ser utilizados é o vidro sinterizado, cuja produção envolve a sinterização de farinha de vidro com sais específicos. Após esse processo o sal é lavado, de forma que sejam obtidas partículas de diferentes volumes e granulometrias. Um exemplo de material utilizado para este fim possui de 1 a 2 mm de diâmetro e os poros possuem de 60 a 300 micrometros. Para fins de comparação, células de levedura saudáveis apresentam tamanhos que variam de 8 a 12 micrometros.  Os poros são bastante ramificados, de modo que as células de levedura se alojam em diferentes pontos.

No entanto, nem toda levedura são adequadas para este fim. Mas uma vez que as leveduras adequadas sejam utilizadas, eles podem trabalhar por longos períodos sem necessidade de reposição. Existe uma condição de equilíbrio entre as leveduras que são carreadas pelo substrato, e aquelas que seguem crescendo alojadas no material de suporte. Existem, no entanto, cenários, em que, em caso de necessidade, a levedura possa ser removida com os produtos químicos adequados, e após a neutralização do material de suporte, que ele seja reutilizado para imobilizar novas leveduras. Este processo é utilizado com sucesso também para a redução de diacetil, em que temperaturas elevadas permitem que o processo ocorra de forma ainda mais rápida.

Voltando a questão da produção de cerveja sem álcool, este método de produção permite o uso controlado do potencial enzimático das leveduras, especialmente durante a fase exponencial e estacionária da fermentação e assim a formação e redução dos subprodutos de fermentação. Existem o exemplo de uma cervejaria que, a partir desse processo, produz 800.000hl de cerveja anualmente. O mosto é bombeado de 5 a 20h a 1°C pelo material de suporte em que as leveduras estão acomodadas.  A partir da baixa temperatura e da regulação da velocidade de fluxo é possível controlar a formação de álcool de forma precisa. 

O processo é conduzido de tal forma que ainda que a produção de álcool seja suprimida, os subprodutos da fermentação seguem sendo produzidos, assim como componentes que contribuem para o perfil sensorial da cerveja. Segundo essa mesma cervejaria, o biorreator funciona ininterruptamente, sem acúmulo de biomassa. Além disso, outras vantagens desse processo consistem no melhor aproveitamento das matérias primas, redução significativa de perdas e problemas ambientais e rapidez do processo. Na melhoria desse processo seguem sendo realizados avanços, especialmente com relação ao aroma das cervejas. 

No entanto, vale considerar que, ainda que haja estudos significativos sobre este método, o método de fermentação continua a partir de levedura imobilizada não encontrou ampla aplicação em cervejarias.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool por fermentação com levedura especial e inoculação de levedura a frio

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o sexto da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje apresenta os métodos de supressão a formação do alcool. São trazidos os métodos de fermentação com levedura especial e o processo de inoculação de levedura a frio.

Boa leitura!

 

Um outro método para produção de cervejas sem álcool consiste na não condução da fermentação alcoólica ou até mesmo na sua interrupção, de modo que o teor alcoólico se mantenha baixo. O problema geralmente costuma ser no sentido do perfil sensorial da cerveja, que não se desenvolve de forma devida, apresentando perfil adocicado e viscoso, remetendo a uma mistura de mosto e cerveja. 

No sentindo de contornar esses problemas, é relevante considerar os seguintes pontos: O extrato original da cerveja deve ser algo em torno de 30% inferior a cerveja padrão; duração da fervura, por conta da evaporação dos aromas do mosto, como os aldeídos voláteis; escolha da levedura por conta da formação de subprodutos; grau de diluição do mosto e etapa do processo em que ocorrerá a diluição e; o valor de pH, uma vez que um pH na faixa de 5,0 contribui para um sabor de mosto mais acentuado.

Em relação ao processo de fermentação interrompida vale considerar fermentação com levedura diferenciada, a prática de inoculação a frio, parada da fermentação em um teor de álcool inferior a 0,5% e utilização de levedura imobilizada.

De maneira geral, vale lembrar que cervejas produzidas através desses métodos apresentam uma quantidade significativa de extrato residual. Por conta disso é importante considerar a pasteurização, que impacta diretamente no custo de produção destas cervejasa ponto de equilibrar e economia gerada pela redução de por volta de 40% no custo de malte.

 

Fermentação com levedura diferenciada

A forma mais fácil de produzir cerveja sem álcool consiste na utilização de uma cepa de levedura específica, a Saccharomycodes ludwigii ou uma outra levedura maltose negativa, que embora fermente frutose e glicose (cerca de 12% do mosto, sendo que a frutose corresponde a algo em torno de 0,8 a 3%), é incapaz de fermentar maltose (cerca de 65% do mosto). Dessa forma, o teor alcoólico permanece abaixo de 0,5%, ainda que a cerveja apresente um teor elevado de açúcar e seja doce.

Vale ressaltar que a velocidade de fermentação dessa levedura é reduzida, o que favorece processos de contaminação a partir de bactérias, ou até mesmo em função de contaminação cruzada. A coleta de levedura ocorre de forma limitada, uma vez que esta cepa apresenta um comportamento ruim de sedimentação.  A qualidade da cerveja pode ser otimizada a partir da adoção da prática de acidificação biológica.

 

Inoculação de levedura a frio

 Nesse processo a adição de uma mistura de cerveja com levedura ao mosto acontece a uma temperatura por volta de -2 a 0°C. Sob essas condições a levedura praticamente não produz álcool, mas devido as suas atividades essenciais contribui para o desenvolvimento do perfil sensorial mais próximo da cerveja e mais distante das características de mosto.  Parte desse processo envolve a assimilação de alguns ácidos orgânicos e aromas de lúpulo, assim como a formação de diferentes ésteres. Especialmente importante é o fato de que as carbonilas típicas do mosto são reduzidas, portanto é importante assegurar que a levedura tenha um longo tempo de contato com o mosto.

Cervejas produzidas a partir desse método, apresentam um destacado aroma de mosto. Elas são claramente doces e não apresentam aroma típico de cerveja. De modo a evitar este perfil aromático é interessante investir numa lupulagem acentuada dessa cerveja. Algumas medidas que podem ser adotadas para contornar este problema seriam: Lupulagem acentuada, promovendo um efeito de coberta sobre os aromas presentes; acidificação biológica, possibilitando o atingimento de um pH típico de cerveja; lavagem de CO2, para promover a remoção dos aromas de mosto; inoculação a temperaturas abaixo de 0°C, de modo a evitar a formação de alcoois superiores. A partir da adoção destas medidas, o perfil sensorial desenvolvido pela cerveja tende a ser descrito como mais equilibrado.

As cervejas produzidas pelo método de inoculação a frio a uma temperatura de 0°C apresentam menores teores de álcoois superiores, e apresentam maior redução dos aldeídos de strecker (envolvidos nos processos de reação de maillard e processos de envelhecimento).

A partir do processo de acidificação biológica é possível atingir um pH na faixa de 4,5. Uma lavagem da cerveja com CO2 pode ser benéfica já que traz também a vantagem de poder aumentar o tempo de contato com a levedura, o que é benéfico no sentido de remover ou reduzir sabores indesejáveis.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Alterações sensoriais em cervejas desalcoolizadas a partir dos processos de separação por membrana ou pelo processo de destilação a vácuo

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o quinto da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje serão apresentadas as alterações sensoriais em cervejas que passam pelo processo de remoção do alcool pelos métodos de separação por membrana e pelo processo de destilação a vácuo.

Boa leitura!

O fato da cerveja sem álcool não apresentar as mesmas características sensoriais da sua precursora se deve basicamente a duas razões principais: O álcool desempenha papel importante na formação e percepção do sabor e; no processo de remoção do álcool, não é somente o álcool que é removido, mas também diversos outros componentes aromáticos, especialmente os ésteres e álcoois superiores, com reduções de até 80% em relação aos teores originais.

De forma a compensar as perdas, geralmente as cervejas são reduzidas para valores abaixo do limite, e mescladas com cervejas alcoólicas, ou cervejas nos estágios iniciais de fermentação até o limite legal de 0,5%. Esta manobra faz com que aromas que foram removidos novamente estejam presentes na cerveja após a condução do processo de remoção do álcool. No entanto, esta manobra nem sempre é efetiva, o que pode ser notado a partir da degustação de diferentes cervejas sem álcool. 

No caso de cervejas mais leves, que passam por esse processo, no sentido de terem seus teores alcoólicos reduzidos, vale a pena reduzir o teor alcoólico além do valor final esperado, e elevá-lo novamente a partir da mescla com cervejas em estágios iniciais de fermentação. Nesse caso, cervejas filtradas podem conferir aromas próximos do produto acabado, enquanto que a mescla com cervejas em estágios iniciais de fermentação, podem, por ação da levedura, agregar paladar floral. 

Comparada a cerveja original, as cervejas desalcoolizadas pelo método a vácuo apresenta um leve aumento de cor, de 0,5 a 1,5 EBC, e uma redução no amargor de 1 a 2 unidades. O extrato aparente se eleva, com a evaporação do álcool, e o pH sobe de 0,1 a 0,2 por conta das perdas de ácidos orgânicos voláteis e CO2. A espuma da cerveja não sofre alteração expressiva, e a turbidez sobe menos de 1EBC. No entanto, para que esses valores sejam condizentes com a realidade, é necessário que a cerveja original tenha passado pelo processo de estabilização e que o método tenha agregado pouco oxigênio.

Comparativamente, as cervejas sem alcool produzidas a partir do processo de osmose reversa apresentam um sabor mais próximo àquele característico da cerveja tradicional. No entanto, se notam também características que remetem a malte e a pão. Além disso, uma leve acidez pode ser percebida se comparada as cervejas originais. Em comparação as cervejas desalcoolizadas a partir de processo térmico, as perdas de amargor são mais elevadas. O aumento de turbidez é em geral inferior a 1 EBC.

Em análises sensoriais as cervejas produzidas a partir da diálise se destacam positivamente, ainda que um aroma levemente ácido seja notado, assim como perdas de equilíbrio e corpo. Medidas como adaptação da receita, adotando maltes especiais e conduzindo um método de brasagem alternativo, focado na redução do grau de atenuação contribuem para melhora da qualidade. Ao final, a composição da cerveja produzida pelo método de diálise depende da seletividade da membrana aos componentes da cerveja, assim como dos parâmetros de processo. A vantagem particular deste método é que a cerveja não é exposta a stress térmico.

Para atingir melhorias em termos sensoriais, as cervejas sem álcool podem ser mescladas com cervejas originais ou com parte do aroma extraído no processo de extração do álcool. Além disso, cervejas especialmente aromáticas podem ser adicionadas à cerveja desalcoolizada. A exemplo de cervejas Bock ou High gravity, justamente por estas cervejas serem ricas em ésteres, que são removidos durante o processo de remoção do álcool.

O perfil sensorial da cerveja muda ao longo do processo de desalcoolização térmica. São observados perda de aroma, sabor, corpo e carbonatação. Aromas indesejáveis como os aromas de pão, mosto, caramelo se destacam. Além disso a presença de ácidos graxos, assim como remanescentes de ácido caprílico podem se manifestar de maneira mais destacada após a cerveja passar por esse processo.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool produzida por processos térmicos

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o quarto da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. No texto de hoje será apresentado o método de remoção por processos térmicos, incluindo destilação, retificação e pouco usuais como o evaporador centrífugo. São apresentados o princípio por trás do método e características de processo.

Boa leitura!

No caso dos processos térmicos, a remoção do álcool acontece a partir do aquecimento da cerveja. A água tem seu ponto de ebulição a 100°C, enquanto que o álcool a 78,3°C. Além disso, vale considerar que, tecnicamente, a água não começa a ebulição a 100°C, mas em menor escala a temperaturas mais baixas. Em função disso a evaporação do álcool carrega consigo alguma parcela de água, de modo que uma separação destes elementos não pode ser atingida através de uma única forma. Uma evaporação sob condições atmosféricas exige temperaturas mais elevadas, que por sua vez conduzem a alterações organolépticas significativas na cerveja.

Dito isso, vale lembrar que a temperatura de ebulição está relacionada a pressão atuante no ambiente, e, portanto, caso a pressão seja reduzida, ou melhor, seja criada uma pressão negativa, o etanol pode atingir seu ponto de ebulição a temperaturas mais baixas. Devido a isso os métodos de remoção de álcool por processos térmicos geralmente são conduzidos em situações de quase vácuo, em ambientes cuja pressão absoluta varia de 0,04 a 0,2 bar, permitindo que a temperatura de ebulição do álcool durante a condução dos processos possa ser reduzida a faixa de 30 a 55°C. Os efeitos negativos observados na cerveja são, portanto, dependentes da temperatura de ebulição e do tempo que se leva para resfriar a cerveja (carga térmica).

Outro ponto a ser levado em consideração é o fato de que o destilado obtido não contem somente álcool, mas também uma série de outros componentes voláteis. Ainda que estes componentes apresentem pontos de ebulição superior ao do álcool, eles são arrastados para a fase gasosa em concentrações maiores que o próprio álcool. Por conta disso, o teor alcoólico possui forte influência sobre o comportamento dos compostos aromáticos, resultando em termos práticos no fato de que cervejas desalcoolizadas por este método apresentam perdas significativas de componentes de aroma como ésteres e álcoois superiores. Álcoois de baixa volatilidade, como feniletanol, que confere aroma de rosa permanecem geralmente inalterados, enquanto que ácidos graxos de cadeia curta e média, assim como as carbonilas associadas a processos de envelhecimento podem ser reduzidas em menor escala. A perda de compostos aromáticos é perceptível neste processo. 

As cervejas sem álcool produzidas a partir deste processo geralmente apresentam baixa complexidade e são desequilibradas, em termos sensoriais. Por conta disso, é adotada uma prática com o objetivo de promover o equilíbrio sensorial nessas cervejas. Esta prática consiste em mesclar a cerveja desalcoolizada com 8 a 10% de cerveja com álcool, com atenção para não ultrapassar o limite de 0,5% de álcool. Outra possibilidade consiste na mescla com uma cerveja bastante aromática, ou dosagem de levedura fresca. Além disso, uma lavagem da cerveja com CO₂ é também aconselhável. 

Os métodos de remoção de álcool baseados em processo térmicos consistem em estruturas de destilação a vácuo com diferentes estruturas do trocador de calor. As variantes mais utilizadas são os evaporadores de filme fino, em que o filme fino basicamente é uma camada, ou película formada pela cerveja, a partir de aplicação de força mecânica; evaporador descendente, que consiste numa coluna de 4 a 5m de altura com tubos em seu interior por onde a cerveja flui sob vácuo e é aquecida a uma temperatura de até 45°C ; e mais raramente o evaporador centrifuga. 

No caso do evaporador descendente, como dito anteriormente, consiste numa coluna em que a cerveja é aquecida, sob vácuo até atingir uma temperatura de 45°C. A cerveja ainda contendo álcool alimenta a coluna por cima e flui pelo interior do trocador de calor, de modo que após o trocador de calor, a cerveja com teor reduzido de álcool é coletada por gravidade, enquanto que o vapor contendo álcool é coletado por uma saída na parte superior do separador, posicionado lateralmente a câmara abaixo do trocador de calor. 

Hoje em dia costumam ser empregadas cada vez mais colunas de retificação, na qual, devido a diversos obstáculos, a cerveja termina por ter a superfície de contato aumentada. Nesses equipamentos a cerveja flui ao redor de estruturadas no movimento descendente, enquanto que o vapor é conduzido no sentido contrário, arrastando o álcool. 

Outra possibilidade, ainda que rara, para remoção do álcool é a utilização de uma centrifuga com pratos aquecidos. A partir da aplicação da força centrífuga a cerveja é distribuída entre os pratos da centrífuga em camadas finas, e aquecida a partir de vapor saturado, presente na camisa presente no evaporador centrifuga. Esse processo é conduzido a temperaturas entre 30 e 34°C, com o objetivo de preservar ao máximo as características do produto. Todo o processo dura ao todo menos de 10 segundos, mas precisa ser repetido com frequência para se atingir teores alcoólicos inferiores a 0,5%.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009 

Produção de cerveja sem álcool por diálise

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o terceiro da série sobre os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. Este trecho apresenta o segundo dos métodos físicos utilizados para a remoção do álcool na cerveja. Nele você encontrará informações sobre o princípio técnico por trás do método de diálise, características técnicas do processo e ao final as características sensoriais esperadas em cervejas que passam por esse método para a redução do teor alcoólico.

Boa leitura!

 

No caso da diálise, são utilizadas membranas de fibra oca, com diâmetros que vão de 50 a 200 micrometros e com poros finos. Em um módulo se encontram milhares dessas membranas "empacotadas" e seladas nas pontas. Através delas é bombeada a cerveja, enquanto que a água ou o dialisante flui no sentido oposto. A troca de substâncias ocorre, nesse caso, através dos pequenos poros das membranas. A principal vantagem deste método é a não exposição da cerveja ao stress térmico.

O princípio da diálise consiste, basicamente no fato de que as substâncias presentes dos dois lados da membrana buscam uma situação de equilíbrio. Isso significa que o álcool se desloca de um lado para o outro da membrana, no sentido do fluido dialisante, até que as concentrações em ambos os lados seja a mesma, assim como o fluido dialisante se desloca no sentido onde a cerveja ainda com álcool se encontra. A remoção do álcool do fluido dialisante faz com que esse fluxo siga ocorrendo, até que o equilíbrio seja atingido. Quando o álcool e o fluido dialisante fluem em sentido oposto, o processo de remoção do álcool pode ser acelerado.

Imaginemos uma imagem de corte longitudinal apresentando 3 camadas, separadas entre elas por duas membranas, em que se observa no interior o fluido de cerveja, contendo álcool, da direita para a esquerda e em ambas as extremidades, o fluido dialisante no sentido oposto. Nesse contexto, uma vez que o fluido dialisante apresenta uma concentração inferior de álcool, o álcool presente na cerveja, flui através das membranas no sentido do fluido dialisante, que corre pelas extremidades no sentido oposto ao fluxo da cerveja, até que se atinja uma condição de equilíbrio. Quanto mais cerveja a esquerda dessa imagem que imaginamos, menor o seu teor alcoólico. O contrário, ou seja, quanto mais a direita dessa imagem que imaginamos, maior o teor alcoólico do fluido dialisante, uma vez que o álcool migrou da cerveja para o fluido dialisante, provocando aumento de sua concentração álcoolica e redução do teor alcoólico da cerveja. 

Ao final desse processo, o álcool quase completamente removido da cerveja. Em contrapartida, o álcool agora se encontra no fluido dialisante e precisa ter sua concentração alcoólica reduzida, de modo a assegurar a continuidade do processo. O álcool é então removido do fluido dialisante a partir de uma continua destilação sob baixa pressão, de modo que as temperaturas necessárias para a destilação são reduzidas. Em comparação a osmose reversa, o método de diálise envolve maior complexidade, embora as características da cerveja sejam preservadas, uma vez que a cerveja passa por menor aumento de temperatura, de mais ou menos 5°C.

No entanto, vale considerar que não é somente o álcool que atravessa a membrana, mas também produtos voláteis da fermentação e também CO2 - O processo acontece com uma pressão adicional de 0,5 bar. Especialmente os ésteres e álcoois superiores migram da cerveja para o fluido dialisante, de forma que as perdas de ésteres podem chegar até 65%. Por outro lado, substâncias como sais presentes na água (atuando como fluido dialisante), podem migrar para a cerveja, gerando aumento nos valores de sódio, cálcio, nitratos etc. Este fenômeno exemplifica a complexidade da operação, com relação aos parâmetros a serem monitorados. No entanto, vale destacar que nenhum processo de separação do álcool, o remove de forma isolada, já que outros compostos voláteis terminam por se comportar de forma semelhante ao álcool. Apesar disso, o processo de diálise é uma forma de remoção de álcool bastante empregada hoje em dia.

Em geral as características das cervejas desalcoolizadas pelo processo de diálise geralmente são consideradas boas, com um leve aroma que remete a acidez, mas com algumas perdas que afetam a harmonia e o corpo. Adaptações da receita, reavaliando o método de brasagem e considerando a utilização de maltes especiais no sentindo de influenciar o grau de atenuação podem ser manobras benéficas. No entanto, estas manobras não são uma panaceia e a cerveja continuará apresentando características esperadas em uma cerveja sem álcool.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009

Produção de cerveja sem álcool por osmose reversa

 Olá pessoal, 

O texto de hoje é o segundo da série sobre sobre os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. Este trecho apresenta o primeiro dos métodos físicos utilizados para a remoção do álcool na cerveja. Nele você encontrará informações sobre o princípio técnico por trás da osmose reversa, características técnicas do processo e ao final as características sensoriais esperadas em cervejas que passam por esse método para a redução do teor alcoólico.

 Boa leitura!

Uma vez que o processo de osmose inversa pode incialmente parecer contra intuitivo e não bastar simplesmente dizer que se trata do processo inverso ao da osmose, vale a pena explicar a partir de um exemplo.

Imaginemos um recipiente separado ao meio por uma parede. Na parte inferior, há uma abertura, que é fechada por uma membrana. Esta membrana possui poros tão pequenos que somente a água é capaz de atravessá-la. Membranas com estas características, ou melhor, que somente permitem a passagem de moléculas de determinado tamanho são chamadas de membranas semipermeáveis.

Após encher o recipiente com água, que se distribui no interior do recipiente de forma igualitária, uma parte de sal é adicionada em um dos lados do recipiente em questão. As moléculas do sal se dissolvem pela água, no entanto, de forma limitada devido ao seu tamanho impedir que elas atravessem os poros.

Por conta disso, as moléculas de sal terminam atraindo a água, capaz de atravessar a membrana semipermeável, para o outro lado da membrana. Isso segue acontecendo até que a concentração dos sais dissolvidos na água seja a mesma em ambos os lados do recipiente, que seguem sendo separados pela membrana semipermeável.

As colunas de água permanecem equilibradas, sendo que um dos lados apresenta uma coluna de água mais alta do que o outro lado. A pressão hidrostática, ou a coluna de água mais elevada em um dos lados, gerada a partir do fato do sal ser incapaz de atravessar a membrana semipermeável, é a pressão osmótica. A pressão osmótica é, em outras palavras, a pressão de equilíbrio entre as moléculas de água que atravessam a membrana semipermeável num sentido e no outro, permitindo que seja possível ter a água apresentando diferentes alturas nos interiores do recipiente.

Esse processo é conhecido por osmose, e por exemplo, também a levedura, tem suas atividades reguladas por esse processo, sendo por exemplo, esse o motivo de não ser recomendada a hidratação de leveduras com água destilada, uma vez que as células poderão ter seu tamanho alterado, assim como a sua performance e desempenho de atividades vitais.

De forma contrária, ao aplicar-se uma pressão externa sobre a coluna de água mais alta no interior do recipiente, forçando a água a atravessar a membrana, tem-se o processo de osmose reversa.

 

Princípio da redução do álcool através do processo de osmose reversa

Através do método de redução do teor alcoólico pelo processo de osmose reversa, quantidades de cerveja em batelada ou de forma continua são bombeadas através do módulo de separação.

Nesse processo, tanto a água quanto o álcool são pressionados contra a membrana, em sentido contrário ao fluxo estabelecido pela pressão osmótica. Todas as moléculas maiores, especificamente, aquelas que contribuem com características de sabor e aroma seguem, portanto, na cerveja. Levando em consideração que parte da água é removida, uma quantidade equivalente em água previamente desaerada e dessalinizada precisa ser adicionada. A partir disso, o teor alcoólico segue sendo reduzido continuamente. 

Uma vez que o processo de geração de pressão, de 30 a 45 Bar,  através do emprego de uma bomba é um processo que gera calor, se faz necessário resfriar o equipamento, de modo que a temperatura não ultrapasse os 15°C.

No processo de remoção de álcool por osmose reversa, o fluxo incide sobre a membrana de forma tangencial, de modo que superfície da membrana é limpa a partir do próprio fluxo, por forças de cisalhamento, no que se caracteriza como processo de filtração de fluxo cruzado ou cross flow. A mistura de água e álcool que flui através da membrana é chamada de filtrado e possui um teor alcoólico de 1,5 a 1,8%.Por conta do teor alcoólico baixo, a reutilização desta mistura, por exemplo, para correção de teor alcoólico não costuma ser realizada. Geralmente, esta mistura é utilizada como água de lavagem.

Ao final do processo a cerveja se encontra mais concentrada que o produto original. Estas cervejas apresentam ao final maiores concentrações de álcoois superiores e ésteres, em comparação aos métodos térmicos de remoção de álcool. Por conta disso, geralmente esta cerveja é diluída com água dessalinizada e desaerada (com menos de 0,1ppm de oxigênio) e carbonatada.

Quando comparadas a cervejas desalcoolizadas por métodos térmicos, estas cervejas apresentam características sensoriais mais próximas da cerveja original, ainda que as perdas de substâncias de amargor seja mais elevadas. No entanto, notam-se características que remetem a mosto e pão. Além disso uma leve acidez pode ser notada, se comparada as cervejas originais.

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 2016
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009

Métodos de produção de cerveja sem álcool - Introdução

Olá pessoal, 

O texto de hoje é o primeiro da série os diferentes métodos de produção de cerveja sem álcool. Nessa série serão apresentados os principais métodos de produção, suas particularidades técnicas e quais as características sensoriais esperadas das cervejas produzidas a partir de cada um dos métodos.

 

Boa leitura!

Existem diferentes motivos para que seja realizada a remoção ou redução do teor alcóolico das cervejas, sendo basicamente os de maior destaque uma tendência geral, em diferentes mercados na redução do consumo de álcool, limitações legais, como limites de álcool no sangue impostos pela lei seca aos condutores de veículos automotivos, além de motivos religiosos. 

 

O problema chave associado a cervejas sem álcool reside no fato de que o álcool contribui essencialmente para o perfil sensorial, especialmente gustativo, da cerveja. Dito isso, não é de se esperar que uma cerveja que tenha passado pelo processo de remoção de álcool apresente as mesmas características da cerveja de origem, que não passou pelo mesmo processo, uma vez que esse processo removeria outros componentes que também contribuem para o perfil sensorial das cervejas. Dessa forma, sugere-se que cervejas, que sejam produzidas dedicadas ao público que busca produtos sem álcool, devem ter seus processos produtivos e receitas adaptadas a este propósito.

 

Para a produção de cervejas sem álcool, existem basicamente 3 princípios através dos quais é possível obter este tipo de produto, sendo eles a remoção do álcool por via térmica, remoção do álcool por separação por membrana e a supressão da formação do álcool . Estes 3 métodos são amplamente utilizados na indústria cervejeira e apresentam suas respectivas vantagens e desvantagens.

 

Nas próximas semanas os textos trarão mais detalhes e informações sobre estes diferentes métodos, assim como suas peculiaridades. A próxima publicação iniciará a série sobre os métodos de separação por membrana. 

Fontes:

Livros
Título - Autor - Ano
Abriss  der Bierbrauerei - Ludwig Narziss - 2013
Technology Brewing and Malting - Wolfgang Kunze – 1996
Brewing: Science and Practice - D. E. Briggs;  P. A. Brookes; R. Steven; C. A. Boulton - 2004 
Handbook of Brewing: Processes, Technology, Markets -  Hans Michael Eßlinger - 2009