Con el continuo avance de la ciencia y la tecnología, la aplicación de la tecnología de automatización en diversas industrias es cada vez más popular, y la industria de fabricación de cerveza no es una excepción. El sistema de automatización de la fábrica de cerveza no sólo mejora la eficiencia de la producción, sino que optimiza la calidad del producto, reduce los costes de producción y garantiza la seguridad de la producción. El sistema automatizado de fabricación de cerveza se ha convertido en un componente esencial de las cervecerías modernas. Sustituye a las operaciones manuales tradicionales mediante sistemas de control inteligentes, con lo que se consigue un control preciso del proceso de producción, la supervisión de datos en tiempo real y la gestión remota de los equipos.
¿Qué es un sistema de automatización de cervecerías?
El sistema de automatización de la cervecería consta de una serie de equipos y programas informáticos interconectados. Supervisa y controla todas las etapas de la producción de cerveza en tiempo real mediante una tecnología de automatización altamente integrada. Estas etapas incluyen el procesamiento de la materia prima, la elaboración de la cerveza, la fermentación, el envasado y otros sistemas de automatización de procesos. El objetivo es lograr un control preciso, mejorar la eficacia de la producción, reducir los costes de mano de obra, mejorar la calidad del producto y minimizar los errores humanos.
El sistema automatizado de fabricación de cerveza consigue principalmente un control exhaustivo del proceso de producción de cerveza mediante sistemas de control integrados (como PLC, DCS, etc.), tecnología, sistemas de adquisición y análisis de datos y plataformas de monitorización en tiempo real. Gracias a la alta integración y personalización de los equipos, las fábricas de cerveza pueden alcanzar los siguientes objetivos principales:
- Mejorar la eficiencia de la producción: El sistema de automatización puede controlar con precisión el proceso de producción y reducir las paradas de producción y los residuos causados por errores humanos.
- Optimizar la calidad del producto: El control preciso de los equipos de automatización mantiene constantes el sabor, el aroma y otros indicadores de cada lote de cerveza.
- Ahorro de energía y reducción del consumo La tecnología de automatización ayuda a optimizar la utilización de la energía, reducir el consumo de energía en el proceso de producción y reducir el desperdicio innecesario de recursos.
- Garantizar la seguridad alimentaria: El sistema de automatización garantiza que el proceso de producción cumple las normas de seguridad alimentaria mediante la supervisión en tiempo real, el registro de datos y la trazabilidad.
El equipo principal del sistema automatizado de elaboración de cerveza
Sistema de manipulación de materias primas
La elaboración es el primer paso en la fabricación de cerveza, e incluye la preparación de la malta, el lúpulo, el agua y la cerveza. El sistema automatizado de manipulación de materias primas supervisa el proceso de suministro, mezcla y canalización de las materias primas mediante equipos y sensores de precisión. El sistema incluye los siguientes componentes principales
- Trituradora de malta: tritura las partículas de malta en partículas adecuadas para facilitar la extracción de azúcar. El sistema de control automatizado puede ajustar los parámetros de trabajo del equipo en función de los requisitos del tamaño de las partículas de trituración.
- Sistema automatizado de dosificación: se utiliza para controlar con precisión la proporción de las distintas materias primas. El sistema mide, canaliza y mezcla automáticamente las materias primas según la fórmula y el lote de producción establecidos.
- Equipo de tratamiento del agua: garantiza que la calidad del agua cumpla los requisitos de producción de cerveza. El sistema automatizado de tratamiento del agua incluye equipos de control de la calidad del agua, filtración, ablandamiento y desinfección, y controla la calidad del agua en tiempo real mediante sensores para garantizar la estabilidad de la calidad del agua durante el proceso de elaboración de la cerveza.
Sistema de elaboración de cerveza
La fabricación es el eslabón central de la producción de cerveza, que implica múltiples procesos como el macerado, la ebullición y el enfriamiento. La sistema de elaboración de cerveza automatizado garantiza que cada paso del proceso de elaboración de la cerveza se lleve a cabo en las mejores condiciones mediante el control preciso de parámetros como la temperatura, el tiempo y la presión. El equipo principal incluye:
- Cuba de maceración: se utiliza para mezclar la malta con el agua y convertir el almidón en azúcar mediante el proceso de calentamiento. El caldero de maceración suele estar equipado con un sistema de control de la temperatura, un sistema de agitación y un sistema de control del nivel de líquido para garantizar la eficacia de la maceración.
- Hervidor de cerveza: Durante este proceso, se añade y se hierve el lúpulo para extraer el aroma y el amargor. El sistema de automatización controla la temperatura de ebullición, el tiempo y la cantidad de lúpulo añadida para garantizar la consistencia del sabor.
- Intercambiador de calor: sirve para enfriar rápidamente el mosto hervido hasta la temperatura de fermentación. El sistema de automatización garantiza la eficacia y estabilidad del proceso de enfriamiento y evita el impacto de las fluctuaciones de temperatura en la fermentación.
Sistema de fermentación
La fermentación es una de las etapas más críticas en la elaboración de la cerveza, que convierte el azúcar en alcohol y fermenta. El sistema automatizado de fermentación garantiza la estabilidad del proceso de fermentación controlando con precisión factores como la temperatura, la presión y el pH. El equipo principal incluye:
- Tanque de fermentación: Es el contenedor principal para la fermentación, generalmente equipado con equipos de automatización como control de temperatura, sensor de presión y monitoreo de nivel de líquido para lograr un control ambiental preciso.
- Sistema de recuperación de CO2: Al capturar el CO2 alto generado durante el proceso de fermentación, se recupera y se utiliza en otras etapas de producción. El sistema automatizado de recuperación de CO2 puede utilizarse para controlar en tiempo real la generación y la eficiencia de recuperación del CO2 elevado.
- Sistema automatizado de oxígeno disuelto: Durante el proceso de fermentación, el contenido de oxígeno tiene una influencia importante en la actividad de la levadura. El sistema automatizado de oxígeno disuelto controla el contenido de oxígeno disuelto en tiempo real mediante sensores y ajusta el suministro de gas para garantizar el buen desarrollo de la fermentación.
Sistema de almacenamiento y logística
La cerveza después de la fermentación normalmente necesita ser filtrada y envasada. El sistema de filtración automatizado puede mejorar eficazmente la materia en suspensión, la levadura, etc. en la cerveza para garantizar la claridad y la estabilidad de la cerveza. El sistema de envasado automatizado garantiza que el volumen de llenado, el número de botellas, la costura de la tapa, la impresión de etiquetas, etc. de cada botella de cerveza cumplan con los estándares. El equipo principal incluye:
- Sistema de filtración: incluye filtros prensa, centrifugadoras, etc., utilizados para mejorar la precisión de la cerveza. El sistema automatizado garantiza el efecto de filtración controlando la velocidad de filtración, la presión de filtración y la calidad de la cerveza.
- Línea de llenado: El llenado automatizado utiliza máquinas de llenado precisas para garantizar la capacidad exacta de cada botella de cerveza y evitar el desperdicio. El sistema de llenado debe estar equipado con sensores que detecten en tiempo real si la boca de la botella está limpia y el tapón está bien apretado.
- Línea de envasado y embalaje Los equipos automatizados de envasado garantizan que los procesos de envasado, etiquetado y embalaje de las botellas de cerveza sean eficientes y rápidos. Este sistema suele estar vinculado al sistema de gestión logística para realizar la gestión automatizada del inventario.
Sistema de filtración y envasado
Mediante cintas transportadoras automatizadas, apiladoras y sistemas de gestión de muelles de carga, las fábricas de cerveza pueden realizar operaciones automatizadas de almacenamiento, depósito y salida.
Proceso de fabricación de cerveza con sistemas automatizados
- Maceración: los granos se remojan en agua caliente para convertir los almidones en azúcares fermentables. Los sistemas automatizados mantienen temperaturas precisas para garantizar una actividad enzimática óptima. Con los pasos programables, puede gestionar fácilmente los descansos de temperatura para cervezas complejas como las lagers o las cervezas de trigo.
- Filtración: Tras la maceración, el mosto (el líquido azucarado) se separa de los granos. Los sistemas automatizados utilizan bombas y válvulas para la filtración, proporcionando un caudal constante para evitar atascos y garantizar la máxima extracción de azúcar.
- Cocción: Durante el proceso de ebullición, se añade lúpulo al mosto para añadir amargor y sabor. Los hervidores automáticos permiten ajustar la cantidad de lúpulo que se debe añadir en un momento determinado, lo que garantiza un sabor uniforme.
- Enfriamiento: Enfriar el mosto rápidamente es esencial para evitar la contaminación y preparar la fermentación. Los enfriadores avanzados de los sistemas automatizados hacen que este proceso sea rápido y eficiente.
- Fermentación: La fermentación tiene lugar en fermentadores de temperatura controlada. Los equipos automatizados controlan la temperatura, la presión y los niveles de CO2 para optimizar el rendimiento de la levadura y la calidad de la cerveza.
- Envasado: Algunos sistemas automatizados también ayudan con el envasado en barril o en botella, proporcionando una solución cervecera integral.
Tipos de sistemas automatizados de elaboración de cerveza
Sistema de elaboración de cerveza casero
La elaboración casera de cerveza es cada vez más popular, y con ella han aparecido sistemas automatizados de fácil manejo diseñados para uso doméstico. Estos sistemas suelen lograr un equilibrio entre la automatización y el control manual, lo que permite a los aficionados ajustar el proceso de elaboración de cerveza sin renunciar a la comodidad de la automatización. Suelen incluir control automático de la temperatura, horarios de elaboración programables y sistemas de limpieza integrados. Los sistemas domésticos suelen ser compactos y están diseñados para caber en una cocina estándar, por lo que son ideales para principiantes o para quienes disponen de poco espacio.
Sistema comercial de elaboración de cerveza
Para quienes desean elaborar cerveza a gran escala, los sistemas de automatización comerciales ofrecen mejoras significativas en capacidad y funcionalidad. Estos sistemas están diseñados para microcervecerías o pequeñas cervecerías artesanales que necesitan producir cerveza consistente y de alta calidad en grandes cantidades. Los sistemas comerciales suelen incluir funciones avanzadas como la maceración en varias etapas, la manipulación automatizada del grano y un sofisticado software de supervisión. Estos sistemas requieren más espacio y una mayor inversión inicial, pero son más escalables y eficientes.
Sistema de elaboración de cerveza industrial
Calidad industrial sistemas de elaboración de cerveza automatizados son sistemas de gama alta utilizados por las grandes fábricas de cerveza para producir grandes cantidades de cerveza con precisión. Estos sistemas están totalmente automatizados, con cada aspecto del proceso de fabricación de cerveza -desde la manipulación de la materia prima hasta el envasado- controlado por software y robots avanzados. Los sistemas industriales están diseñados para lograr la máxima eficacia, reducir los costes de mano de obra y minimizar la posibilidad de errores humanos. También son altamente personalizables, lo que permite a las fábricas de cerveza adaptarse rápidamente a las cambiantes demandas del mercado.
Control y supervisión de sistemas de automatización
Los sistemas de automatización de las cervecerías modernas suelen adoptar sistemas integrados de control y supervisión. Estos sistemas se basan en eficientes ordenadores de control industrial, combinados con PLC, DCS (sistema de control distribuido), SCADA (sistema de control de adquisición y monitorización de datos) y otras tecnologías para formar una plataforma de control de la producción eficiente y fiable. Gracias a la colaboración de estos sistemas, las fábricas de cerveza pueden lograr una supervisión completa del proceso, una regulación precisa y una gestión eficaz, lo que no sólo mejora la eficiencia de la producción, sino que también garantiza la estabilidad de la calidad de la cerveza.
- Sistema PLC: se utiliza para controlar diversos equipos mecánicos del proceso de producción, como bombas, válvulas, cintas transportadoras, etc. A través del sistema PLC, los operarios pueden controlar y supervisar los equipos de producción en tiempo real para garantizar la ejecución precisa de cada eslabón.
- Sistema DCS: se utiliza para el control de procesos complejos, como el ajuste preciso de procesos de parámetros como la temperatura, la presión, el caudal, etc. El sistema DCS puede proporcionar control multipunto y supervisión de todo el proceso para garantizar la estabilidad del proceso de producción.
- Sistema SCADA: proporciona supervisión en tiempo real y registro de datos del proceso de producción. El sistema SCADA no solo puede mostrar los parámetros de producción en tiempo real, sino que también ayuda a las fábricas a optimizar los procesos mediante el análisis de datos.
Ventajas e inconvenientes de los sistemas automáticos de elaboración de cerveza
Ventajas de los sistemas automáticos de elaboración de cerveza
Una de las mayores ventajas de los sistemas automatizados de elaboración de cerveza es la capacidad de producir cerveza homogénea lote tras lote. La automatización minimiza el riesgo de error humano, lo que es esencial para mantener la calidad y el sabor de la cerveza. Estos sistemas también ahorran tiempo y energía, lo que permite a los cerveceros centrarse en otros negocios o aficiones. Además, la automatización puede aumentar la eficiencia, reducir los residuos y, potencialmente, reducir los costes de producción con el tiempo.
Desventajas de los sistemas automáticos de elaboración de cerveza
En el lado negativo, los sistemas automatizados de elaboración de cerveza pueden ser caros, sobre todo si se trata de equipos comerciales e industriales avanzados. La inversión inicial puede suponer un obstáculo para las pequeñas cervecerías o los cerveceros caseros. Además, aunque la automatización reduce la necesidad de intervención humana, también requiere un cierto nivel de conocimientos técnicos para manejar y mantener eficazmente el sistema. Por último, algunos cerveceros consideran que la automatización elimina el aspecto práctico y manual de la elaboración de cerveza, que para muchos puede ser una parte esencial del oficio.
Conclusión
El auge de los sistemas automatizados de elaboración de cerveza ha revolucionado el arte de elaborar cerveza, haciéndolo más fácil, eficiente y emocionante. Tanto si se trata de un aficionado que sueña con elaborar la cerveza IPA perfecta como de un cervecero comercial que está aumentando la producción, estos sistemas ofrecen un control y una uniformidad inigualables. Las fábricas de cerveza del futuro no solo contarán con equipos de automatización tradicionales, sino que combinarán tecnología avanzada de análisis predictivo, tecnología robótica automatizada y sistemas de gestión logística inteligentes e IoT para lograr modos de producción más eficientes.