Estandarización del proceso de maceración en la producción de cerveza IPA en el Laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala

Abstract

En el proceso de la cerveza existen diferentes metodologías para realizar la maceración, pero en este caso se evaluaron dos métodos: Maceración escalonada y simple. En el proceso de maceración escalonado se evaluaron diferentes rampas de temperatura, tomando en cuenta tres rangos; rango 1 (47°C, 60°C y 68°C), rango 2 (51°C, 63°C y 70°C) y rango 3(55°C, 65°C y 73°C), y por otro lado se trabajó con una maceración simple a 66°C por 1 hora con el fin de determinar los parámetros que presenten el mayor rendimiento posible. Considerando que en la planta actual de la Universidad del Valle de Guatemala no se cuenta con un proceso estandarizado del proceso de maceración de cerveza, el trabajo de graduación está enfocado en estandarizar las condiciones del proceso. Se inició con el análisis de la materia prima, incluyendo las maltas y el agua a utilizar. Conforme a las maltas, se analizaron características de humedad, proteína total, poder diastático, extracto fino sólido y viscosidad, determinando que las maltas se mantenían en los rangos establecidos por la EBC (European Beer convention) excepto por la malta Cara Clare que presentaba una humedad superior de 8.5%m/m. Además, se estableció trabajar con un molino de rodillos con una separación de 1.5mm y 50 Hz. Posteriormente, se realizaron pruebas con los tres rangos de temperatura y el método de maceración simple, con un volumen efectivo de 250mL para determinar qué condiciones presentaban el mayor rendimiento de azúcares fermentables respecto a las maltas utilizadas. Se determinó que trabajar con la rampa de temperatura establecida como rango 2 tuvo el mayor rendimiento, con un valor de 64.16%m/m ± 3.66%m/m. Seguido, se escaló el proceso de maceración de cerveza a un volumen efectivo de 40L en el laboratorio de Operaciones Unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala para comprobar las condiciones estandarizadas, obteniendo un rendimiento de 72.46 ± 2.33%m/m. Seguido, se compararon los valores de Km y Vmax obtenidos a escala laboratorio y escala planta piloto , obteniendo los siguientes resultados: Escala laboratorio (km = 1.878mol/L y vmax= 0.008mol /min ) y escala planta piloto (km = 1.449 mol/L y vmax =0.010 mol/min ). Por último, se realizó una caracterización del mosto, en donde, los resultados mostraron una densidad de 1.0593 g/cm³, gravedad específica de 1.061, pH de 4.697± 0.01, y se observó un color ámbar del mosto. Los resultados obtenidos de la caracterización del mosto fueron comparados con los datos establecidos por la EBC, en dónde, se observó que los valores se encontraban dentro de los rangos para una cerveza IPA (Indian Pale Ale).

In the beer process, there are different methodologies for maceration, but in this case two methods were evaluated: step maceration and simple maceration. In the step maceration process, different temperature ramps were evaluated, taking into account three ranges; range 1 (47°C, 60°C and 68°C), range 2 (51°C, 63°C and 70°C) and range 3 (55°C, 65°C and 73°C), and on the other hand, a simple maceration at 66°C for 1 hour was used in order to determine the parameters with the highest possible yield. Considering that the current plant at the Universidad del Valle de Guatemala does not have a standardized beer mashing process, the graduation work is focused on standardizing the process conditions. We began with the analysis of the raw material, including the malts and water to be used. The first analyze include, malts moisture, total protein, diastatic power, fine solid extract and viscosity characteristics were analyzed, determining that the malts were within the ranges established by the EBC (European Beer Convention) except for Cara Clare malt, which had a higher moisture content of 8.5% w/w. Subsequently, tests were carried out with the three temperature ranges and the simple mashing method, with an effective volume of 250 mL, to determine which conditions presented the highest yield of fermentable sugars with respect to the malts used. It was determined that working with the temperature ramp established as range 2 had the highest yield, with a value of 64.16% w/w ± 3.66% w/w. Next, the beer mashing process was scaled up to an effective volume of 40L in the Unit Operations laboratory of the Universidad del Valle de Guatemala to check the standardized conditions, obtaining a yield of 72.46% w/w ± 2.33% w/w. Finally, a characterization of the must was carried out, where the results showed a density of 1.0593 g/cm³, specific gravity of 1.061, pH of 4.697± 0.01, and an amber color of the must was observed. The results obtained from the characterization of the wort were compared with the data established by the EBC, where it was observed that the values were within the ranges for an IPA (Indian Pale Ale) beer.