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