Resultados Discusión Conclusiones

Resultados obtenidos
Cálculos Realizados
Cebada Malteada
Tabla2: Datos obtenidos
Cebada Malteada
t(hr)
Brix
ρ(Lb/pie3)
0
15,6
1,062
Cálculos realizados
5
15
1,061
Ln(conc.)= Ln(15,6)=2,7472709
22
13,6
1,054
1/conc=1/15,6=0,064103
46
12,6
1,049
71
11,6
1,046
78
11,2
1,044
142
8,8
1,037
T
Brix
173
7,8
1,031
0
15,6 1,062
190
7,2
1,028
5
221
6,2
1,024
237
5,8
263
5,4
Tabla4: Datos Calculados
Ln(conc.)
1/conc.
2,7472709
0,064103
1,061
2,7080502
0,066667
22
13,6 1,054
2,6100698
0,073529
1,022
46
12,6 1,049
2,5336968
0,079365
1,021
71
11,6 1,046
2,4510051
0,086207
78
11,2 1,044
2,4159138
0,089286
Extracto de Malta
142
8,8
1,037
2,1747517
0,113636
Tabla 3: Datos obtenidos
173
7,8
1,031
2,0541237
0,128205
15
Ρ
t(hr)
Brix
ρ(Lb/pie3)
190
7,2
1,028
1,9740810
0,138889
0
12,6
1,052
221
6,2
1,024
1,8245493
0,161290
48
11,8
1,046
237
5,8
1,022
1,7578579
0,172414
96
10,6
1,04
263
5,4
1,021
1,6863990
0,185185
168
9,6
1,034
216
8,6
1,03
264
7,6
1,028
336
6,8
1,024
384
6
1,022
432
5,6
1,02
ρ [=] lb/pie3
Brix = concentración
T [=] horas
Gráfica1: Orden Cero ( [ ] Vs Tiempo)
Concentracion de Glucosa Vs Tiempo
18
16
14
[] Brix
12
10
Concentracion de
Glucosa Vs Tiempo
8
6
Lineal (Concentracion
de Glucosa Vs Tiempo)
v = -0,038t + 14,67
R² = 0,982
4
2
0
0
100
200
300
Tiempo (hora)
V= -0,038t + 14, 67
R² = 0,982 K=0,038
Gráfica2: Orden Uno(Ln[ ] Vs Tiempo)
Concentracion de Glucosa Vs Tiempo
3,0000000
2,5000000
logaritmo neperiano
concentracion Vs El
tiempo
Ln [ ]
2,0000000
1,5000000
V = -0,004t + 2,727
R² = 0,998
1,0000000
0,5000000
0,0000000
0
100
200
300
Tiempo (hr)
V = -0,004t + 2,727
R² = 0,998 K=0,004 hr-1
Lineal (logaritmo
neperiano
concentracion Vs El
tiempo)
Gráfica3: 0rden Dos (1/ [ ] Vs Tiempo)
1/ [ ]
Concentracion de Glucosa vs Tiempo
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1/concentracion vs
Tiempo
V = -0,038t + 14,67
R² = 0,982
0
100
Lineal
(1/concentracion vs
Tiempo)
200
300
Tiempo (hr)
V = -0,038t + 14,67
R² = 0,982 K=0,038 [ ] hr-1
Gráfica4: Progreso de la Fermentación
Densidad Vs Tiempo
Densidad (lb/pie3)
1,07
1,06
1,05
1,04
Densidad Vs Tiempo
1,03
1,02
1,01
0
100
200
300
Tiempo (hr)
Extracto de Malta
Tabla5: Datos calculados
Cálculos Realizados
Ln(conc.)= Ln(12,6)=2,53369681
1/conc=1/12,6=0,079365
T
Brix
Ρ
Ln(conc.)
0
12,6 1,052 2,53369681
1/conc.
0,079365
48
11,8 1,046 2,46809953
0,084746
96
10,6
1,04
2,360854
0,094340
168
9,6
1,034
2,2617631
0,104167
216
8,6
1,03
2,1517622
0,116279
264
7,6
1,028 2,02814825
0,131579
336
6,8
1,024 1,91692261
0,147059
384
6
1,022 1,79175947
0,166667
432
5,6
1,02
0,178571
1,7227666
ρ [=] lb/pie3
Brix = concentración
T [=] hora
Gráfica5: Orden Cero ([ ] Vs Tiempo)
Concentracion de Glucosa Vs Tiempo
14
12
[] Brix
10
8
6
concentracion de
Glucosa Vs Tiempo
v = -0,016t + 12,38
R² = 0,990
4
Lineal (concentracion
de Glucosa Vs Tiempo)
2
0
0
100
200
300
400
500
Tiempo (hr)
v = -0,016t + 12,38
R² = 0,990 K=0,016
Gráfica6: Orden Uno (Ln [ ] Vs Tiempo)
Concentracion de Glucosa Vs Tiempo
3
2,5
logaritmo neperiano
de la concentracion Vs
Tiempo
Ln []
2
v = -0,001t + 2,553
R² = 0,996
1,5
1
Lineal (logaritmo
neperiano de la
concentracion Vs
Tiempo)
0,5
0
0
100
200
300
400
500
Tiempo (hr)
v = -0,001t + 2,553
R² = 0,996 K=0,001hr -1
Gráfica7: 0rden Dos (1/ [ ] Vs Tiempo)
Concentracion de Glucosa Vs Tiempo
0,2
1/ []
0,15
1/concentracion
0,1
v = 0,0002t + 0,072
R² = 0,978
0,05
Lineal
(1/concentracion)
0
0
100
200
300
400
500
Tiempo (hr)
v = 0,0002t + 0,072
R² = 0,978 K=0,0002 [ ]hr -1
Gráfica8: Progreso de la Fermentación
Densidad Vs Tiempo
Densidad (lb/pie3)
1,055
1,05
1,045
1,04
1,035
1,03
Densidad Vs Tiempo
1,025
1,02
1,015
0
100
200
300
400
500
Tiempo (hr)
Cálculo del contenido de Alcohol
Cebada Malteada
mediante el método de picnómetro
Masa
Extracto de malta
Masa
Picnómetro
Vacío=16,4792g
Picnómetro
+Agua=26,5988g
Picnómetro
+Agua=26,5963g
(MPV)
Masa
Masa
Picnómetro
+Muestra=26,5170g
(MPM)
(MPA)
Masa
Vacío=16,4798g
(MPA)
(MPV)
Masa
Picnómetro
Picnómetro
+Muestra=26,5104g
Masa de muestra y agua real
(MPM)
MasaMuestra=MPM-MPV=26,5170gMasa de muestra y agua real
16,4798g=10,0372g
MasaMuestra=MPM-MPV=26,5104g-
MasaAgua=MPA-MPV=26,5963g-
16,4792g=10,0312g
16,4798g=10,1165g
MasaAgua=MPA-MPV=26,5988g16,4192g=10,1196g
𝑃𝑒 =
𝑃𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 10,0312g
=
= 0,9913
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎
10,1196g
𝑃𝑒 =
𝑃𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 10,0372g
=
= 0,9922
𝑃𝑎𝑔𝑢𝑎
10,1165g
Dónde:
MPV=Masa Picnómetro Vacío
MPA=Masa Picnómetro +agua
Inicialmente se realizaron una
MPM=Masa Picnómetro +Muestra
serie de pruebas pilotos que tenían como
objetivo conocer, calibrar y dominar el
proceso de preparación y fermentación
Tabla6:Alcoholimetría. (12)
% C2H5OHen
volumen
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Pesoespecífico
de la cerveza, estas pruebas fueron 6 en
total, de las cuales tres se hicieron de
1’0000
0’9985
0’9970
0’9956
0’9941
0’9927
0’9914
0’9901
0’9888
0’9875
0’9862
0’9850
0’9838
0’9826
0’9814
0’9802
0’9790
0’9778
0’9767
0’9756
0’9744
extracto de malta y las otras de granos
de cebada malteada.
Experiencias realizadas con el
extracto de malta.
Experiencia 1: Al momento de
realizar el mosto, se le agrego una
cantidad en exceso de lúpulo, la cual
trajo como consecuencia un sabor muy
amargo. Luego de haber realizado el
mosto, el proceso de enfriamiento no fue
el más indicado ya que el mosto, quedo
expuesto al aire y esto produjo que la
coloración se tornara un
poco más
Luego de hacer los cálculos y comparar
oscura por producto de las reacciones de
los valores de peso específico obtenidos
Maillard.
para ambas muestras se obtuvieron los
duración de 32 días (desde el viernes 22
siguientes resultados:
de marzo hasta el 24 de abril de 2013).
La
fermentación
tuvo
una
Para el Extracto de Malta con un
Inicialmente se tuvo 15 grados Brix y una
peso específico 0,9913 su Porcentaje de
densidad de 1,062, estos valores se
alcohol es aproximadamente 6 grados y
tomaron a una temperatura de 20 grados
para los granos de cebada malteada el
Celsius, la lectura final fue de 4,5 Brix y
peso específico fue de 0,9922 y el
densidad de 1,018.
porcentaje
de
alcohol
aproximadamente.
de
5,5%
Luego
que
termino
la
fermentación, se procedió a embotellar, a
cada botella se le agrego una cantidad
Discusión de resultados
distinta de azúcar para producir dióxido
de carbono y también para bajar el sabor
por defectos de baño de María el cual
tan amargo debido al exceso de lúpulo.
tenía dañada una de sus resistencias
Mientras más azúcar tenía la muestra
elevo la temperatura bruscamente hasta
mejor era el sabor y mayor era la
80 grados por un intervalo de unos
producción de CO 2
30minutos, luego de este suceso se
Experiencia 2: En este proceso la
retiró el fermentador del baño de María y
realización del mosto se llevóa cabo
se
durante 70 minutos y se
ambiente, se volvió a colocar en baño de
cantidad
adecuada
de
agrego la
lúpulo,
dejó
enfriar
hasta
temperatura
cabe
María y nuevamente se disparó la
destacar que se hizo una combinación de
temperatura hasta 60 grados por un
lúpulo. El método de enfriamiento se
tiempo de alrededor de unos 10minutos,
mejoró mediante un intercambiador de
esta muestra se dejó reposar y se le
calor, el cual se diseñó para optimizar el
adiciono más levadura para aprovechar
proceso artesanal, y dar mejoras en
el contenido de azúcar que aún estaba
coloración y sabor del mosto preparado.
presente en el mosto, esta fermentación
El tiempo de fermentado esta vez
fue de 23 días (desde el 6 hasta el 29 de
fue de 26 días (del 17 de Abril hasta el
mayo de 2013) . Antes de embotellar, se
lunes 13 de Mayo de 2013).
le adiciono al mosto 23 gramos de
También
se
le
adiciono
una
azúcar moscabada, el sabor de esta
cantidad de azúcar para buscar la
muestra fue dulce y tenía poco dióxido
producción de dióxido de carbono.
de carbono.
Experiencia 3: en esta muestra se
adiciono
un
de
la
se le hizo seguimiento de grados Brix, ya
momento
de
que estas experiencias se hicieron con la
preparación del mosto como cuando se
finalidad de buscarle mejoras y dominar
estaba llevando a cabo la fermentación,
aún más el proceso.
temperatura,
se
repitió
control
tanto
la
al
manera
total
Tanto en las experiencias 2 y 3 no
de
enfriar
y
A lo largo de estas experiencias el
adicionalmente luego de terminar la
factor común luego de embotellar fue la
fermentación se filtró el mosto antes de
presencia de levaduras en las botellas,
embotellar.
esto se produce al no tener un sistema
En esta fermentación, se controló
la temperatura mediante el uso de un
eficiente de filtrado.
También
se
pudo
notar
que
baño de María, con una temperatura de
mientras
25 grados Celsius, pero esta temperatura
consumir la cerveza esta cambiaba su
más
días
pasaban
para
sabor debido a que dentro de esas
la
botellas al quedar levadura presentes y
coloración y sabor.
cerveza
mejorara
en
cuanto
a
con la presencia de azúcar estas seguían
Al mosto madurado antes de
reaccionando y producían un poco más
embotellar se le adicionaron 24 gramos
de alcohol y más dióxido de carbono,
de azúcar moscabada, para buscar la
trayendo como consecuencia que al
producción de dióxido de carbono dentro
destapar las botellas estas estallaban.
de la botella.
Experiencia 4: luego de haber
Experiencias realizadas para la
corregido, todas las fuentes de errores
obtención de cerveza con granos
así como también haber mejorado el
de cebada malteada
proceso de preparación, se procedió a
Experiencia 1: el proceso se
elaborar la muestra definitiva, a la cual se
realizó controlando la temperatura desde
le hizo un seguimiento detallado de cómo
el momento del macerado, esto se
era
azucares
realizó calentando el agua en conjunto
presentes en el mosto con respecto al
con la cebada y se le realizaban lavados
tiempo,
una
para mantener la temperatura constante
duración de 18 días desde el dia lunes
en unos 78 grados Celsius durante unos
10 de junio hasta el viernes 28 que
30minutos. Al llegar a
termino
esta
retiró del fuego y se llevó a filtración, una
fermentación se le extraía una alícuota
vez hecho esto se procedió preparar el
de 100mL y se colocaba en un cilindro
mosto. La fermentación se llevó a cabo
graduado para proceder a hacerle las
durante 30 días (del 3 d Mayo al 3 de
pruebas con el densímetro de grados
Junio) y se dejó a la intemperie lo cual
Brix y densidad esto se hizo con una
produjo que esta muestra se dañara por
frecuencia de cada dos días, con una
completo.
el
consumo
la
la
de
los
fermentación
fermentación,
tuvo
a
lectura inicial de 12,6 Brix y finalizo en
Experiencia 2: se realizó esta
5,6 Brix, así mismo la densidad inicial fue
muestra
de 1,052 y la final de 1,020.
experiencia
uno,
nuevamente
a
Esta muestra no se embotello el
80 grados se
de
igual
se
la
manera
decidió
que
la
dejarla
temperatura
del
mismo día que termino la fermentación,
laboratorio al igual que con la anterior,
se dejó a una baja temperatura por unos
esto se hizo ya que se pensó que la
4 días en un proceso de maduración de
primera muestra pudo haberse dañado
la cerveza, dicho proceso sirvió para que
en el mismo proceso de obtención del
mosto o cuando se abrió para tomar
muestras que luego se iban a analizar.
levadura en presencia de la azúcar que
Esta fermentación duro unos 30 días
se le agrega sigue reaccionando y esto
(desde el 6 de Mayo al 6 de Junio del
hace que el sabor vaya variando y
2013).
desmejorando su calidad.
Por tanto estas 2 muestras no se
embotellaron.
Estas experiencias solo sirvieron
para depurar el proceso de preparación
Experiencia 3: en esta prueba se
cambió la estrategia para la maceración
de la cerveza, por lo tanto no se hicieron
mediciones de ningún estilo.
y se realizó de la siguiente manera: se
Experiencia 4: En cuanto a la
dejó calentar el agua hasta 55 grados
preparación del macerado y del mosto se
Celsius y al alcanzar esa temperatura se
trabajo de igual manera que en la
le agrego la cebada, mediante constate
experiencia 3, pero a esta si se le hizo un
agitación se buscó que la temperatura
seguimiento detallado de densidad y de
aumentara poco a poco hasta llegar a 72
consumo de los azucares del mosto,
grados,
esta
inicialmente se obtuvieron 15,6 grados
temperatura se dejó durante 30 minutos,
Brix y una densidad de 1,062 y finalizo
después de este tiempo se dejó llegar a
luego de 11 días de fermentación con un
80 grados y allí se mantuvo unos 5
valor de 5,4 grados Brix y una densidad
minutos para retirarle del fuego y llevar a
de 1,021. Estas pruebas se hicieron
filtrar para por ultimo preparar el mosto.
tomando una alícuota de 100mL de
luego
de
alcanzar
La preparación del mosto se
mosto.
efectuó de la misma manera que en las
La temperatura de fermentación
experiencias anteriores. El tiempo de
fue controlada y se mantuvo constante
fermentación fue de 13 días (del 26 de
en 22 grados Celsius.
Junio al 9 de Julio), una vez pasado este
tiempo se embotello.
Este proceso además se sometió
a tres procesos de filtración, el primero
La coloración fue algo turbia
luego de terminar el macerado este con
producto de la gran cantidad de levadura
la finalidad de eliminar la mayor cantidad
que quedo en la cerveza producto de no
de almidón disuelto para que no se
tener un sistema eficiente de filtración,
produjeran
cabe destacar que su sabor y su olor fue
durante la fermentación, el segundo al
de bastante calidad, pero debe ser
finalizar la fermentación, para eliminar la
consumida poco tiempo después de
mayor cantidad de levaduras y mejorar la
haber
coloración del producto.
sido
embotellada
ya
que
la
sedimentos
ni
biomasa
Luego de terminar la fermentación
y de filtrar por segunda vez se dejo
madurar durante un lapso de 4 días,
después de ese tiempo se filtro por
tercera vez para seguir eliminando las
trazas de levadura que aún quedan
presente en la cerveza.
La adición de azúcar moscabada
fue de 24 gramos.
Ambas experiencias reportaron
un comportamiento cinético de primer
orden.
Escuela de Ingeniería Química
Cerveza Artesanal Pulpa y Alimento
sabores no deseados y alteran la
coloración
Conclusiones:
de
la
cerveza
artesanal.
 Se logró obtener una cerveza
 Se recomienda una vez que se
artesanal tipo LAGER a base de
detenga la fermentación, dejarla
extracto de malta y de granos de
madurar a baja temperatura, ya
cebada malteada.
que esto hace que la coloración
 Al
momento
de
terminar
fermentación,
se
destilo
la
una
sea mejor y a su vez repercute
en un mejor sabor.
muestra de cada tipo de cerveza
 Una de las características de las
artesanal para buscar diferencias
cervezas artesanales es que una
entre una cerveza destilada y
vez
una que no se destila.
cantidad
embotelladas queda
considerable
una
de
 La cerveza que se destila, pierde
residuos que son en mayor parte
todo el alcohol, lo cual hace que
levaduras, esto pasa por no tener
al
solución
fuentes de filtrado de buena
azucarada, la cual ha perdido
tecnología para evitar que esto
todos
ocurra.
final
quede
una
los
nutrientes
característicos de una cerveza
 Las levaduras que quedan como
residuo, a pesar de no darle una
artesanal.
 Se seleccionó materia prima de
buena presencia al producto final
alta calidad, para así asegurar un
son importantes porque ellas son
buen producto final.
quienes en presencia de una,
 En base a una serie de pruebas
piloto,
se
proceso
logró
de
optimizar
preparación
el
de
nueva adición de azúcar van a
producir el dióxido de carbono
necesario para las cervezas.
 El
cervezas artesanal.
 Es de suma importancia, enfriar
comportamiento
representa
una
cinético
reacción
de
el mosto rápidamente, para evitar
orden 1, esto para ambos tipos
que con la presencia de aire se
de cervezas.
produzcan
reacciones
de
Maillard, ya que estas producen