No processo de fabrico da cerveja, a fermentação é o elo fundamental para determinar o sabor, o gosto e a qualidade, e a tanque de fermentação de cerveja é o equipamento central deste processo. Quer se trate de produção industrial em grande escala ou de fabrico de cerveja artesanal em pequena escala, o estado do tanque de fermentação afecta diretamente a atividade da levedura, a estabilidade da fermentação e o sabor final da cerveja. Uma cuba de fermentação com manutenção adequada pode não só garantir que a levedura trabalhe eficientemente num ambiente ideal, mas também reduzir o risco de contaminação, prolongar a vida útil do equipamento e melhorar a eficiência da produção. Por conseguinte, a manutenção diária é essencial. Para manter o melhor ambiente de fermentação, os fabricantes de cerveja têm de prestar atenção ao controlo da temperatura, à gestão da pressão, à regulação do oxigénio, à saúde da levedura, à limpeza da cuba de fermentação e ao equilíbrio do dióxido de carbono.
Um fermentador de cerveja é um dispositivo importante utilizado no processo de produção de cerveja para fermentar o mosto e convertê-lo em álcool e dióxido de carbono. É o dispositivo central da moderna tecnologia de fabrico de cerveja, que pode proporcionar um ambiente de fermentação estável para que a levedura possa completar o processo de fermentação em condições adequadas.
Durante o processo de fermentação, o fermentador de cerveja deve não só manter uma temperatura e pressão adequadas, mas também assegurar a distribuição uniforme de oxigénio, nutrientes e levedura para garantir o bom andamento da fermentação. A conceção do fermentador também ajuda a controlar a sedimentação da levedura, a clarificação do licor e a qualidade do produto final. Por conseguinte, a utilização e a manutenção corretas do fermentador são essenciais.
Tipos de tanques de fermentação de cerveja
Cubas de fermentação abertas
Aberto cubas de fermentação são equipamentos de fermentação tradicionais, utilizados principalmente para algumas cervejas de processo especial, como a cerveja de abadia belga e a cerveja de trigo alemã. O topo deste tanque de fermentação é aberto, permitindo que a levedura flutue livremente, o que é conveniente para a amostragem manual e observação do estado da fermentação. No entanto, a desvantagem das cubas de fermentação abertas é o facto de serem susceptíveis de contaminação e de terem requisitos extremamente elevados em termos de condições sanitárias.
Cubas de fermentação seladas
Os tanques de fermentação selados são o equipamento mais comum na produção moderna de cerveja. O corpo deste tanque é geralmente feito de aço inoxidável, que pode controlar com precisão a temperatura, a pressão e a troca de gases para reduzir o risco de contaminação. Os tanques de fermentação selados são adequados para a produção industrial em grande escala e podem garantir a consistência e a qualidade estável do produto.
Cubas de fermentação cónicas cilíndricas
As cubas de fermentação cónicas cilíndricas são o equipamento de fermentação mais utilizado nas cervejeiras modernas. Apresentam as seguintes caraterísticas
O corpo do tanque é cilíndrico e o fundo é cónico, o que é conveniente para a sedimentação e descarga da levedura.
- Equipado com um sistema de controlo de temperatura para ajustar a temperatura de fermentação.
- Adoção de uma conceção selada para reduzir o risco de oxidação e contaminação.
- A recuperação da levedura pode ser efectuada diretamente para melhorar a eficiência da produção.
Tanques de fermentação em barril aberto
Este tipo de cuba de fermentação é utilizado principalmente para produzir certos tipos de cerveja, como a cerveja ácida ou a cerveja de fermentação selvagem. Os microrganismos presentes no barril podem conferir à cerveja um sabor único, mas é menos utilizado na produção comercial de cerveja porque é difícil de limpar e desinfetar.
Manutenção diária dos tanques de fermentação de cerveja
Limpeza regular
O interior do tanque de fermentação esteve em contacto com a levedura, o mosto e os resíduos de cerveja durante muito tempo, o que facilita a proliferação de bactérias e afecta o sabor da cerveja. Por isso, deve ser limpo e desinfectado regularmente:
- Sistema CIP (cleaning in place): o equipamento de limpeza automática é utilizado para limpar o interior do tanque de fermentação através de alcalino, ácido e circulação de água quente.
- Limpeza manual: Para as peças que são difíceis de cobrir com o sistema CIP, podem ser utilizadas pistolas de água de alta pressão ou escovagem manual.
Desinfeção de equipamentos
Após a limpeza, é necessária uma desinfeção completa para eliminar os microrganismos residuais. Os métodos mais comuns incluem:
- Desinfeção química: utilizar desinfectantes como o ácido peracético e o hipoclorito de sódio.
- Desinfeção térmica: esterilização por água quente ou vapor.
Verificação do controlo da temperatura
O controlo da temperatura é crucial para a fermentação e é necessário garantir que o sensor de temperatura e o sistema de arrefecimento do tanque de fermentação estão a funcionar corretamente. As inspecções diárias incluem:
- Verificar a precisão do sensor de temperatura para evitar que as flutuações de temperatura afectem a fermentação.
- Verificar se há fugas ou congelamento no sistema de arrefecimento.
Controlo da estanquidade
A cuba de fermentação deve ser mantida selada para evitar a oxidação e a contaminação. Os pontos de inspeção incluem:
- Se existem fissuras nos pontos de soldadura do reservatório.
- Se o anel de vedação está envelhecido ou danificado.
- Se a interface da tubagem é estanque.
Controlo da pressão
O dióxido de carbono é produzido durante o processo de fermentação e a pressão no tanque deve ser mantida num intervalo adequado. É necessária uma inspeção regular:
- Válvula de segurança: evita o rebentamento do reservatório devido a uma pressão excessiva.
- Sistema de exaustão: assegurar que o dióxido de carbono possa ser descarregado sem problemas para evitar uma acumulação excessiva.
Gestão de leveduras
A gestão da levedura no tanque de fermentação afecta o sabor e a qualidade da cerveja. Deve-se prestar atenção a:
- Amostragem regular para testar a atividade das leveduras, a fim de evitar fermentações anormais.
- Limpe a levedura morta depositada para evitar que a cerveja tenha um cheiro peculiar.
Manutenção externa da cisterna
Embora a manutenção interna do cuba de fermentação é a mais crítica, a manutenção externa é igualmente importante:
- Limpar regularmente a superfície para evitar a acumulação de sujidade.
- Verificar a estrutura de suporte do reservatório para evitar folgas que provoquem inclinação ou danos.
Porque é que é importante fazer a manutenção dos fermentadores de cerveja?
Assegurar uma qualidade estável da cerveja.
Os fermentadores de cerveja são o principal local onde a levedura converte os açúcares do mosto em álcool e dióxido de carbono. A sua limpeza e manutenção afectam diretamente a qualidade da cerveja final. Se houver resíduos ou fontes de contaminação na parede interna do fermentador, isso causará odor, turvação, infeção e outros problemas, tornando o sabor da cerveja pobre ou até mesmo completamente descartado. Por isso, manter o fermentador limpo e higiénico é a chave para garantir a consistência do sabor da cerveja e uma qualidade estável.
Prevenir a contaminação microbiana
O fermentador é um ambiente relativamente fechado, com temperatura e humidade adequadas, que é muito suscetível de se tornar um terreno fértil para os microrganismos. Se não for limpo e desinfectado regularmente, bactérias, bolores ou leveduras selvagens podem contaminar o processo de fermentação, causando azedume, turvação, odor e outros problemas na cerveja. A manutenção regular pode reduzir eficazmente estes riscos e garantir que o processo de fermentação é efectuado num ambiente livre de poluição.
Melhorar a eficiência da produção
Uma boa manutenção garante que o fermentador funcione nas melhores condições, reduz a taxa de falhas e melhora a eficiência da fermentação. Por exemplo, as inspecções regulares de componentes como sistemas de controlo de temperatura, reguladores de pressão, tubos de refrigeração, etc. podem evitar atrasos na fermentação ou o abandono de lotes devido a falhas no equipamento. Um processo de fermentação eficiente não só aumenta a produção como também reduz os custos operacionais.
Prolongar a vida útil do equipamento
As cubas de fermentação são normalmente feitas de aço inoxidável, mas após uma utilização prolongada, se não houver uma limpeza e manutenção adequadas, a cuba pode ficar escamada, corroída ou as peças podem envelhecer. Um equipamento bem conservado pode prolongar a vida útil, reduzir os custos de manutenção e evitar despesas dispendiosas com a substituição de equipamento novo devido a danos no depósito.
Garantir uma produção segura
Uma grande quantidade de dióxido de carbono é produzida durante a fermentação da cerveja, e a pressão dentro do tanque de fermentação precisa ser mantida dentro de uma faixa segura. Se houver um problema com a válvula, o vedante ou o sistema de controlo da pressão, pode provocar fugas, rebentamento ou funcionamento acidental da cuba, pondo em perigo a segurança do pessoal de produção. A verificação regular da válvula de segurança da pressão, da vedação da tubagem e do sistema de controlo automático pode reduzir eficazmente os riscos de segurança e garantir uma produção sem problemas.
Evitar a contaminação cruzada
Diferentes lotes de cerveja utilizam diferentes estirpes de levedura e receitas. Se o tanque de fermentação não for cuidadosamente limpo, os resíduos do lote anterior podem contaminar o novo processo de fermentação, tornando o sabor da cerveja impuro. Especialmente para as cervejeiras que produzem cerveja artesanal, manter o tanque de fermentação esterilizado
Cumprir as normas de segurança alimentar
A cerveja é um produto alimentar e as normas de saneamento do processo de fermentação têm de cumprir os requisitos regulamentares relevantes. Se os tanques de fermentação não forem mantidos corretamente, os regulamentos de segurança alimentar podem ser violados, resultando em recolhas de produtos e até em responsabilidade legal. As cervejeiras têm de implementar rigorosamente as normas de limpeza e manutenção para garantir que a produção de cerveja cumpre as especificações de segurança alimentar.
Como garantir o melhor ambiente para a fermentação da cerveja?
Controlar com precisão a temperatura de fermentação.
A temperatura é um dos factores mais críticos que afectam a fermentação da cerveja, e os diferentes tipos de cerveja têm de ser fermentados dentro de um intervalo de temperatura específico. Por exemplo, a cerveja lager é normalmente fermentada a uma temperatura baixa de 7-13°C, enquanto a cerveja ale é fermentada a uma temperatura mais elevada de 15-25°C. Uma temperatura demasiado elevada pode fazer com que o metabolismo da levedura seja demasiado rápido e produza sabores indesejáveis, tais como demasiados aldeídos ou ésteres, enquanto que uma temperatura demasiado baixa pode reduzir a atividade da levedura, prolongar o tempo de fermentação e até causar a estagnação da fermentação. Por conseguinte, a cuba de fermentação deve estar equipada com um sistema de controlo de temperatura eficiente e o sensor de temperatura deve ser calibrado regularmente para garantir que o processo de fermentação é realizado em condições de temperatura adequadas.
Manter o teor de oxigénio adequado
O oxigénio é essencial para a reprodução das leveduras nas fases iniciais da fermentação da cerveja, mas o excesso de oxigénio pode causar a oxidação da cerveja e afetar o seu sabor. Quando o mosto entra na cuba de fermentação, o teor de oxigénio dissolvido deve ser rigorosamente controlado. Recomenda-se geralmente que o teor de oxigénio se situe entre 8-12 ppm para garantir que a levedura se possa reproduzir de forma saudável e não cause problemas de oxidação. Além disso, todo o processo de fermentação deve tentar evitar o contacto com o ar, por exemplo, utilizando tubos fechados para transferir o mosto e assegurando que o tanque está bem fechado.
Controlo da pressão de fermentação
Durante o processo de fermentação, a levedura produzirá uma grande quantidade de dióxido de carbono. Se a pressão no tanque for demasiado elevada, inibirá a atividade da levedura e afectará a eficiência da fermentação; se a pressão for demasiado baixa, o dióxido de carbono pode escapar demasiado depressa, afectando o grau de carbonatação da cerveja. Por conseguinte, o tanque de fermentação está normalmente equipado com um sistema automático de regulação da pressão para assegurar que a pressão se mantém dentro de um intervalo razoável. Por exemplo, a pressão de fermentação da cerveja ale é normalmente de 0,1-0,3 bar, enquanto a cerveja lager pode exigir uma pressão mais elevada para controlar o processo de fermentação.
Adotar uma gestão razoável da levedura.
A saúde da levedura afecta diretamente a qualidade da fermentação da cerveja. Garantir o melhor ambiente de fermentação requer:
Utilizar leveduras altamente activas e atualizar ou cultivar regularmente leveduras frescas. Controlar a quantidade de levedura adicionada para garantir que a concentração de levedura no tanque de fermentação é adequada para evitar uma fermentação demasiado rápida ou demasiado lenta. Reciclar, limpar e armazenar regularmente a levedura para evitar o envelhecimento ou a mutação, que afecta a eficiência da fermentação e o sabor da cerveja.
Limpar e desinfetar regularmente a cuba de fermentação
A limpeza do tanque de fermentação está diretamente relacionada com a qualidade da cerveja. Qualquer resíduo de levedura, proteína ou açúcar pode tornar-se um foco de crescimento de bactérias diversas, afectando o processo de fermentação. Por conseguinte, deve ser utilizado um sistema CIP (cleaning in place) para a limpeza automática e a limpeza da cuba deve ser verificada manualmente com regularidade. Além disso, deve ser efectuada uma desinfeção completa antes e depois da fermentação. Pode ser utilizada a desinfeção por vapor, a lavagem com água a alta temperatura ou desinfectantes químicos (como o ácido peracético).
Assegurar a estanquidade da cuba de fermentação.
A oxidação é um dos principais factores que afectam a qualidade da cerveja, especialmente nas fases finais de fermentação e maturação. O tanque de fermentação deve ser bem vedado para evitar a entrada de ar exterior.
Testes regulares e análise de dados
Para garantir o melhor ambiente de fermentação, para além da manutenção diária, deve também ser efectuada a monitorização e análise de dados, incluindo:
- Curva de temperatura de fermentação, observar se a variação de temperatura está de acordo com a gama definida.
- Teor de CO₂ e O₂, para garantir que a cerveja fermentada não é oxidada.
- Concentração de álcool e teor de açúcar final, para determinar se a fermentação está completa.
- Avaliação do sabor, para garantir que o ambiente de fermentação não tem efeitos adversos no sabor.
- Utilizando um sistema moderno de gestão da fermentação, estes dados podem ser monitorizados em tempo real para garantir a qualidade estável de cada lote.