Balance de materia en la fabricación de cerveza

Balance de materia en la fabricación de cerveza – Área de
bloque caliente
El área de bloque caliente o más comúnmente conocido como sala de
cocimiento presenta el inicio del proceso cervecero en donde la materia prima
previamente acondicionada es receptada para crear el flujo de almidones en
azucares, lo cual tiene por nombre mosto.
Dicho mosto dependerá de la receta de la cerveza según como se requiera
fermentar y obtener en procesos posteriores. Para ello se presenta un
esquema del área.
Se ha tomado como referencia un lote para fabricar cerveza Brahma del 23 de
octubre
Se han recibido lotes de materia prima (cebada y arrocillo) según lo registrado
en el sistema SAP:
M1 = Arrocillo: 3548 kg
M2 = Cebada: 5575 kg
En olla de adjuntos:
M1 = 3548 kg
V H2O = 130 hl ó 13 m3
Entra = Sale
M1 + MH2O = M Templa total
M1 + (p*V) = M Templa total
3548 kg + (1000 kg/m3 * 13 m3) = M Templa total
Templa total = 16548 kg. en olla de adjuntos
Evaluando porcentajes de capacidades
Capacidad: 250 hl ó 25 m3 * 1 kg/m3 = 25000 kg
(Teorico − Experimental) 25000 kg − 16548 kg
=
∗ 100 %
Teorico
25000 kg
= 33.80 %
% Rendimiento =
En olla de maceración
M2 = 5575 kg
VH2O = 170 hl ó 17 m3
Entra = Sale
M1 + MH2O + M adjuntos = M Templa total
M1 + (p*V) + M adjuntos = M Templa total
5575 kg + (1000 kg/m3 * 17 m3) + 16548 kg = M Templa total
Templa total = 39123 kg. en olla de maceración
Evaluando porcentajes de capacidades
Capacidad: 416 hl ó 41.6 m3 * 1000 kg/m3 = 41600 kg
(Teorico − Experimental) 41600 kg − 39123 kg
=
∗ 100 %
Teorico
41600 kg
= 5.95 %
% Rendimiento =
Es decir que a nuestra segunda olla le resta solo un 5.95 % de capacidad
permisible
Cuba filtrante
M3 = 39123 kg = Templa total
Entra = Sale
Mosto final: 490 hl ó 49 m3
Extracto final: 14.8 Grados Plato
DE =
DE =
259
259 − °P
259
259 − 14.8
DE = 1.0606
kg
D = DE ∗ Daparente = 1.0606 ∗ 1000 m3 = 1060.60 kg/m3
Mosto final = 49 m3* 1060.60 kg/m3 = 51969.4 kg
Templa total + Agua = Mosto + Afrecho
37250 kg + (24 m3 *1000 kg/m3) = 51969.4 kg + af
63123 kg = 51969.4+ Af
Af = (63123 – 519693.4) kg
Af = 9280 kg (Valor ajustable por receta)
Evaluando porcentajes de capacidades en Base al afrecho
Capacidad teórica de la cuba para soportar afrecho (KUNZE): 210 kg/m2
Evaluando el área de filtrado: Área total de la cuba - Área del eje de tropel
Afrecho real = 12110.5 kg (Tomado del balance anterior)
Área total de la cuba: πr 2 = π ∗ 42 = 50.24 m2 (Radio obtenido de manual)
Área total del eje = πr 2 = π ∗ 0.402 = 0.5024 m2 (Radio medido en cuba)
Área de filtrado = 50.24 − 0.5024 = 49.7376 m2
Entonces si 210 kg ocupan 1 m2, 49.7376 m2 ocuparan 10444.896 kg teóricos
en la cuba
(Teorico − real ) 10444.896 kg − 9280 kg
=
∗ 100 %
Teorico
10444.896
= 11.15 %
% Rendimiento =
Existen un 11.15 % más de capacidad que puede soportar la cuba respecto al
afrecho real con que se maneja
Nota: De acuerdo con el Kunze he evaluado los 210 kg/m2 según una molienda
acondicionada. ¿Estaría en lo correcto evaluar todo lo anterior bajo una
moliendo por remojo? De ser así, no existe una sobrecapacidad dentro de la
cuba, sino que dicho equipo fluctúa los 13000 kg de soporte, lo cual coincide
con los valores que las distintas recetas presentan.
Evaluando la Altura del afrecho
P = 729.9 kg / m3
r = 4.1 m
V = πr 2 h
12110.5 kg
= π ∗ (4.1)2 ∗ h
kg
729 m3
h=
16.6119
= 0.3147 m ó 31.47 cm
52.78
Para olla de ebullición
Evaluando porcentajes de capacidades
Capacidad: 680 hl ó 68 m3 * 1 kg/m3 = 68000 kg
(Teorico − Experimental) 68000 kg − 57240 kg
=
∗ 100 %
Teorico
57240 kg
= 15.82 ó (100 − 15.82)% = 84.17 %
% Rendimiento =