Planta Piloto Para Cerveza Artesana

8/17/2019 Planta Piloto Para Cerveza Artesana

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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICACARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA

PLANTA PILOTO PARA CERVEZA ARTESANALTRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO

DE INGENIERO QUÍMICO

AUTOR: CARLOS EDUARDO YÁNEZ TORRES

TUTOR: ING. JORGE ALBERTO MEDINA CRIOLLO


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APROBACIÓN DE TUTOR

En mi calidad de Tutor del Trabajo de Grado titulado: “PLANTA PILOTO PARA CERVEZAARTESANAL”, me permito certificar que la misma es original y ha sido desarrollada por elSeñor CARLOS EDUARDO YÁNEZ TORRES, bajo mi dirección y conforme a todas lasobservaciones realizadas, considero que el trabajo reúne los requisitos necesarios.

En la ciudad de Quito, a los 30 días del mes de enero de 2014

__________________________Ing. Jorge Medina C.

TUTOR.


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AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, CARLOS EDUARDO YÁNEZ TORRES en calidad de autor del trabajo de grado realizadosobre PLANTA PILOTO PARA CERVEZA ARTESANAL, por la presente autoriza a la

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o deinvestigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente autorización,

seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 ydemás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.

En la ciudad de Quito, a los 12 días del mes de mayo de 2015.

____________________Carlos Yánez T.C.C. [email protected]


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AGRADECIMIENTO

Agradezco a todas las personas que de una u otra forma estuvieron conmigo, porque cada unaaportó en forma desinteresada; y es por ello que a todos y cada uno de ustedes les dedico todo el

esfuerzo en estas páginas plasmado.

Agradezco a Jorge Medina, Ingeniero Químico, ilustre profesor de la Facultad de IngenieríaQuímica, por haber orientado y dirigido el presente trabajo.

Deseo manifestar mi gratitud a mis profesores, de ustedes me llevo sus mejores enseñanzas yconsejos. A los amigos y compañeros, por haber compartido este largo recorrido que es apenasun escalón en nuestras vidas.

Gracias a mi amada familia, a mi hermana Patricia por ser mi impulso y ejemplo, por su cariñoy confianza, a mi padre Carlos por sus consejos y preocupación, a mi esposa Andrea y mi

hermosa hija Sisa Rafaela por convertirse en el motor de mi vida e inspiración y principalmentedoy gracias a mi madre Piedad, por entregarme su vida entera.


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CONTENIDO

pág.

LISTA DE TABLAS ........................................................................................................ xLISTA DE FIGURAS ....................................................................................................... xiiLISTA DE GRÁFICOS .................................................................................................... xiiiRESUMEN ....................................................................................................................... xiv

ABSTRACT ..................................................................................................................... xv

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................ 11. CERVEZA ARTESANAL ............................................................................................ 21.1.Definición. .................................................................................................................. 21.2. Cervecerías artesanales. .............................................................................................. 2

1.3. Planta piloto. .............................................................................................................. 3

2. REINGENIERÍA .......................................................................................................... 42.1. Reingeniería de procesos. ........................................................................................... 42.2. Repotenciación. .......................................................................................................... 4

2.3. Reingeniería de la planta piloto para elaborar cerveza artesanal. ................................. 42.4. Nomenclatura empleada. ............................................................................................ 52.4.1. Sistema de identificación de equipos ......................................................................... 52.4.2. Sistema de identificación de líneas. ........................................................................... 62 4 3 Sistema de identificación de instrumentos La identificación de instrumentos se la


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2.5.8. Maduración. ............................................................................................................. 10 2.6. Operación de la Planta. ............................................................................................... 10 2.6.1. Paila de maceración (F-110). ................................................................................... 10 2.6.2.Cuba de lavado (H-120). .......................................................................................... 12 2.6.3. Bomba centrifuga (P-130). ....................................................................................... 12 2.6.4.Tanque fermentador (F-210). ................................................................................... 13 2.6.5. Filtro (H-220). ......................................................................................................... 14

2.6.6. Recipiente de almacenamiento (F-310). .................................................................... 14 2.7. Evaluación de las modificaciones. .............................................................................. 14 2.7.1. Modificaciones en la paila de maceración (F-110). .................................................. 15 2.7.2. Modificaciones en la cuba de lavado (H-120). .......................................................... 15 2.7.3. Modificaciones en el tanque fermentador (F-120). .................................................... 16 2.7.4. Modificaciones en el filtro (H-220). .......................................................................... 16

3. ESTUDIO EXPERIMENTAL ....................................................................................... 17 3.1. Equipos. ..................................................................................................................... 17 3.2. Materiales. ................................................................................................................. 17 3.3. Sustancias. ................................................................................................................. 17

3.4. Limpieza. ................................................................................................................... 18 3.5. Elaboración de Cerveza. ............................................................................................. 18 3.6. Datos Experimentales. ................................................................................................ 19

4. CÁLCULOS Y RESULTADOS. .................................................................................... 21

4.1. Maceración. ................................................................................................................ 21 4.2. Filtrado I. .................................................................................................................... 22 4.3. Lavado ........................................................................................................................ 22 4.4. Mezclado. ................................................................................................................... 23


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6. CONCLUSIONES ......................................................................................................... 37

7. RECOMENDACIONES ................................................................................................ 39

CITAS BIBLIOGRÁFCAS ............................................................................................... 40

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................. 41

ANEXOS.......................................................................................................................... 43


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LISTA DE TABLAS

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Tabla 1.Código de letras para identificación de equipos ................................ ..................... 5 Tabla 2.Identificación de equipos principales ................................ ................................ .... 5 Tabla 3. Servicio de las tuberías a emplear en la Planta Piloto. ................................ .......... 6 Tabla 4.Identificación de materiales de tuberías................................................................. 6

Tabla 5.Identificación de instrumentos para la Planta Piloto ................................ .............. 7

Tabla 6. Datos de la etapa de maceración. ................................ ................................ ......... 19 Tabla 7. Datos de la etapa de filtración. ................................ ................................ ............. 19 Tabla 8. Datos experimentales de la etapa de lavado. ................................ ......................... 19 Tabla 9. Densidad objetivo de la mezcla de mostos. ................................ .......................... 20 Tabla 10. Datos experimentales etapa de cocción. ............................................................. 20

Tabla 11. Datos experimentales etapa de fermentación y maduración. ............................... 20 Tabla 12. Vapor requerido para el calentamiento del agua. ................................ ................. 21 Tabla 13. Balance de masa etapa maceración. ................................................................... 21 Tabla 14. Balance de masa de la etapa de filtrado I ................................ ............................ 22 Tabla 15. Balance de masa etapa de lavado ................................ ....................................... 22 Tabla 16. Densidad del mosto obtenido de la mezcla de mosto I y mosto II ....................... 24 Tabla 17. Balance de masa etapa de mezclado ................................................................... 24 Tabla 18. Balance de materia aplicado al proceso de cocción ................................ ............. 25 Tabla 19. Datos para el cálculo de consumo de vapor. ................................ ....................... 26 Tabla 20 Requerimiento de vapor 26


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Tabla 30. Balance de masa de la etapa de maduración ................................ ....................... 32 Tabla 31. Resultados obtenidos de la operación maceración en el recipiente F-110. ........... 32 Tabla 32. Resultados obtenidos de la operación de cocción del mosto, recipiente F-110 .... 32 Tabla 33. Resultados obtenidos de la operación de fermentación en el recipiente F-210. .... 33 Tabla 34. Especificación de la bomba P-130 ................................ ................................ ..... 33 Tabla 35. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 1............................................. 34 Tabla 36. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 2............................................. 34

Tabla 37. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 3............................................. 34 Tabla 38. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 4............................................. 34 Tabla 39. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 5................................ ............. 35 Tabla 40. Resultados globales de las pruebas organolépticas. ................................ ............ 35


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LISTA DE FIGURAS

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Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de cerveza.................................... 8 Figura 2. Paila de maceración (F-110) ................................ ................................ ............... 10 Figura 3. Cuba de lavado (H-120) ................................ ................................ ..................... 12 Figura 4. Tanque fermentador (F-210) ................................ ................................ ............... 13 Figura 5. Filtro (H-220)..................................................................................................... 14 Figura 6. Diagrama de la operación de maceración ................................ ............................ 21 Figura 7. Diagrama de la operación de filtrado I ................................ ................................ 22 Figura 8. Diagrama de la operación de lavado. ................................ ................................ .. 22 Figura 9. Diagrama de la operación de mezclado ................................ ............................... 23 Figura 10.Relación entre densidad vs. °Brix para soluciones de sacarosa. .......................... 24

Figura 11. Diagrama de la operación de cocción. ................................ ............................... 25 Figura 12. Diagrama de la operación de fermentación. ................................ ...................... 28 Figura 13. Diagrama de la operación de filtrado II. ................................ ............................ 31 Figura 14. Diagrama de la operación de maduración................................. ......................... 32


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LISTA DE GRÁFICOS

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Gráfico 1. Área de contacto vs. Consumo de vapor. (A vs. W)........................................... 27 Gráfico 2. Área de contacto vs. Coeficiente total de transferencia de calor.(A vs. U).......... 27 Gráfico 3. Coeficiente total de transferencia de calor vs. Consumo de vapor. (U vs. W). .... 28


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PLANTA PILOTO PARA CERVEZA ARTESANAL

RESUMEN

Readecuación de la planta piloto de la Facultad de Ingeniería Química para elaborar cervezaartesanal tipo ALE.

Se realizó el diagnóstico del estado actual de la planta y se determinaron las condicionesrequeridas para operar. Se procedió a realizar los trabajos de readecuación utilizando soldaduraespecializada e incorporando accesorios calificados para el manejo de productos alimenticios.

Experimentalmente, utilizando materia prima convencional: malta, agua, lúpulo, levadura; se procedió a la elaboración de cerveza artesanal mediante las operaciones de: maceración, una primera filtración, lavado de granos, mezcla de mostos, cocción de mosto, fermentación,

segunda etapa de filtración y maduración.

Las características de la cerveza obtenida fueron: 5,2% en volumen de alcohol, color cobrizo yaspecto turbio debido a una pequeña cantidad de sedimento presente, sabor amargo pronunciado, aroma agradable y presencia de espuma no persistente. Estos parámetros estándentro de las especificaciones técnicas correspondientes, por lo tanto la readecuación de la planta fue técnicamente la más adecuada.

PALABRAS CLAVE: / CERVEZA ARTESANAL / PLANTAS PILOTO /


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PILOT PLANT FOR CRAFT BEER

ABSTRACT

Upgrading of Pilot Plant to craft ALE beer to the Chemistry Engineering Faculty.

It was done the diagnostic of the present state of the plant and the required conditions weredetermined needs to work the plant. It was done a process of upgrading using specializedwelding and adding qualified accessories to manage food products.

Experimentally, conventional raw material: malt, water, loupe, yeast, with these ingredients thecraft beer was elaborated by macerating, a first filtration, grains washed, wort mixing, wort

cooking, fermentation, and the second part of filtration and mellowing

The gotten beer characteristics were 5.2% in alcohol volume, cooper color and muddy aspectdue to a short quantity of present settled, it tasted hard bitter, pleasant scent and non-persistentfoam. These parameters are inside the correspondent technical specification that’s why the plant

upgrading was technically the most suitable.

KEYWORDS / CRAFT BEER / PILOT PLANT / REINFORCE / UPGRADING/


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INTRODUCCIÓN

La cerveza, bebida altamente propagada alrededor del mundo, en la actualidad experimenta uncambio interesante en cuanto a su evolución, si bien es cierto esta bebida se ha preparado de

manera artesanal durante siglos, comercialmente empieza a existir la demanda por parte de losconsumidores que esperan encontrar variedad para su bebida favorita. La Facultad de IngenieríaQuímica de la Universidad Central del Ecuador dentro de sus instalaciones cuenta con la PlantaPiloto para Investigar la Tecnología Cervecera, elaborada como parte del trabajo para laobtención del título de Ingeniero Químico, cuyos autores son: Manuel Rodríguez y Rodrigo

Domínguez; dicha planta, con el paso del tiempo y la falta de mantenimiento perdióoperatividad. Para que cumpla nuevamente el objetivo para el cual fue creada, se vio lanecesidad de realizar una repotenciación de los equipos de la planta y definir el procesoenfocando el producto a esta nueva tendencia de la cerveza artesanal.

Se realizó el levantamiento de la planta existente y se evaluó las condiciones en las que

encontraba para determinar el nivel de la reingeniería a realizar.

Se seleccionó los materiales adecuados para manejo de productos de consumo humano y eltrabajo de reparación de los recipientes de la planta se realizó con soldadura de cátodo detungsteno con gas argón (TIG, del inglés,tungsten inert gas ).

La parte experimental consistió en elaborar cerveza tipo ALE y cuantificar el grado deaceptación del consumidor.

Adicionalmente se elaboró la descripción del proceso y se incorporó las directrices de


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1. CERVEZA ARTESANAL

1.1. Definición.

En el mercado mundial se ha vuelto común encontrar una gran variedad de cervezas, en parte,esta diversificación se agradece a la creciente producción de cervezas artesanales, que principalmente destacan por la amplia gama de aromas, gustos, colores y contenido alcohólico,esto es logrado variando principalmente el tipo de malta a usar o también la proporción degranos a usar, ya q es muy común emplear trigo solo o en mezcla con malta para la elaboraciónde cerveza, además de incorporar aditivos a la preparación, estos consisten en: frutas, plantas,raíces, especias, jarabes, melazas, entre varios otros.

Este tipo de cervezas pueden ser elaboradas en forma casera con equipos más o menosrudimentarios para consumo y degustación personal de quien las elabora.

A mayor escala nos encontramos con: casas de cerveza, micro cervecerías, que cuentan conequipos más sofisticados y especializados, pero no comparables con plantas industriales. Lascervezas aquí elaboradas también tienen fines comerciales y de demanda creciente por losconsumidores. El objetivo de los cerveceros que elaboran este tipo de cerveza es hacer conocersu producto por su gusto único y receta irrepetible.

1.2. Cervecerías artesanales.

Las cervecerías artesanales se caracterizan principalmente por el grado de automatización, enestas se emplea controles manuales para los procesos La ventaja de este modo de control está


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1.3. Planta piloto.

Consiste en una planta de proceso a escala reducida con el propósito de investigar un procesofísico o químico en específico, analizando las variables que lo afectan y determinando las que permiten una operación óptima, de esta manera determinar si este es técnica y económicamentefactible, la construcción o montaje de una planta a mayor escala.

La característica principal de este tipo de plantas es su flexibilidad ya que para motivos deensayos e investigación es necesario que variables como: presión, temperatura, entre otras; se puedan manejar en rangos amplios de esta manera determinar los valores óptimos de producciónde un producto.


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2. REINGENIERÍA

2.1. Reingeniería de procesos.

La reingeniería de procesos es el rediseño y la re concepción de los procesos, de manera formalse dice que “es la revisión fundamental y el rediseño radical de procesos para alcanzar mejorasespectaculares en medidas críticas y actuales de rendimiento”.[2]

Para realizar una reingeniería es común iniciar en “hoja en blanco”, esto quiere decir que todoslos aspectos involucrados en el proceso se rediseñan desde cero, esta metodología se destaca porla libertad en generar ideas pero manteniendo los objetivos básicos del proyecto. Por otra parte,se puede hacer restricciones aprovechando en mayor o menor medida los componentes del proceso ya existentes.

2.2. Repotenciación.

En la repotenciación debe considerarse la modificación y adaptación del diseño existenteteniendo como objetivo la satisfacción de los nuevos requerimientos, minimizando los cambiosen el diseño original y maximizando la utilización de los equipos y dispositivos existentes[3].

2.3. Reingeniería de la planta piloto para elaborar cerveza artesanal.

La planta piloto para estudiar la tecnología alrededor de la elaboración de cerveza, ha estadoexpuesta al deterioro del tiempo así también por la falta de mantenimiento, se encontraba en mal


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Por lo mencionado anteriormente, la reingeniería se centra en proveer a la planta piloto de loselemento necesarios para que entre en operación en condiciones de higiene, protegiendo el producto que se elabora con los materiales indicados para este propósito, además de que losequipos incluyan las facilidades de control y operación.

Producto de esta etapa son los planos de especificación de cada equipo, así como el modelográfico de la planta, también, se describe el proceso que se desarrolla y la operación de la

misma.

A esto hay que incluir el empleo de un sistema de codificación de los elementos presentes en la planta, como son: equipos, válvulas, tuberías

2.4. Nomenclatura empleada.

2.4.1 . Sistema de identificación de equipos. La numeración de equipos se realiza de acuerdo alsistema descrito por Gael D. Ulrich en su libro Diseño y Economía de los Procesos de

Ingeniería Química (1988), organizando a los equipos de acuerdo a una zona de operación,equipos principales y equipos de apoyo al proceso.

Y de este sistema se emplean las siguientes letras para la identificación de equipos.

Tabla 1. Código de letras para identificación de equiposTipo de Equipo Letra

Recipientes FFiltros HBomba P


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Continuación Tabla 2.Equipo Código

Cuba de lavado H-120

Filtro H-220Bomba centrífuga P-130Tanque fermentador F-210Recipiente de almacenamiento F-310

Agitador eléctrico M-111

2.4.2. Sistema de identificación de líneas. Para la identificación de líneas se emplea el siguienteesquema:

X1-N1"-X2X3-N2N3N4Dónde:X1 Representa el servicio de la tubería.X2X3 Indica el material. N1 Diámetro nominal. N2N3N4 Número consecutivo de acuerdo a la designación de zonas y equipos.

Tabla 3. Servicio de las tuberías a emplear en la planta piloto.X1 ServicioV Vapor

A AguaD DrenajeP Producto

Tabla 4. Identificación de materiales de tuberías.X2X3 M t i l


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X1X2 N1N2N3

Dónde:X1 Variable asociada al instrumento.X2 Función del instrumento. N1N2N3 Número consecutivo de acuerdo a la designación de zonas y equipos.

Tabla 5. Identificación de instrumentos para la planta pilotoCódigo Instrumento

PI-111Indicador de presión vapor decalentamiento

TI-111Indicador de temperatura Paila deMaceración F-110

TI-211Indicador de temperatura Tanquede Fermentación F-210

2.5. Descripción del proceso.

En la planta piloto para cerveza artesanal se efectúan los procesos descritos a continuación:

Maceración. Filtrado I. Lavado. Mezclado. Cocción.

Fermentación


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Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de cerveza

2.5.1. Maceración. Es el término que recibe el proceso de extracción sólido-líquido cuando sehabla de productos de consumo como alimentos o bebidas. El objetivo de esta operación esextraer compuestos solubles presentes en los granos de malta, principalmente azucaresfermentables. Esta operación se realiza en caliente para iniciar un proceso enzimático paratransformar los azucares presentes en azucares fermentables.

La alimentación de la materia prima al recipiente F-110 se realiza por la parte superior. Laenergía calórica, proviene de la red de vapor y se alimenta por la línea V-1”-AN-111, hacia lachaqueta del recipiente. Los condensados son dirigidos al drenaje por la línea D-1/2”-AG-114.

Concluida la operación el producto es enviado por gravedad al filtro H-120.

2.5.2.Filtrado I. El filtro H-120 recibe el producto de la maceración realizada en F-110 y en sumedio filtrante separa el extracto de la parte sólida.


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La solución obtenida es incorporada al producto de etapa de maceración para corregir suconcentración.

2.5.4.Cocción. En esta operación es donde principalmente se elimina los microorganismos que pudiera estar presentes en el extracto y de esta forma esterilizarlo, además de detener el procesoenzimático iniciado en la maceración.

En esta etapa se realiza en el recipiente F-110, donde se alimenta el extracto corregido suconcentración y se adiciona el lúpulo que aportará con sabor y aroma al producto elaborado.Cuando el tiempo necesario haya transcurrido el producto permanecerá en el recipiente para laoperación de enfriamiento.

El vapor requerido es alimentando por la línea V-1”-AN-111, hacia la chaqueta del recipiente.Los vapores condensados son dirigidos al drenaje por la línea D-1/2”-AG-113.

2.5.5. Enfriamiento. Al no poderse inocular la levadura a temperaturas más altas que 35 °C, y para evitar que cualquier otro microorganismo entre en el producto de la cocción, el recipientedebe enfriarse inmediatamente a temperatura ambiente.

Para mejorar esta operación se acciona el agitador M-111 a la vez que ayuda a que el mosto seoxigene preparándolo para la operación de fermentación, el fluido es transportado al filtro H-120 y a la bomba P-130 a través de la línea P-3/4”-AI-115.

El agua de enfriamiento es alimentada por la línea A-1/2”-AG-113 que se une a la línea V-1”-AN-111, hacia la chaqueta del recipiente. El agua empleada en esta operación se dirige aldrenaje por la línea D-1/2”-AG-114.

2 5 6 F t ió Es la etapa del proceso más importante y la que mayor tiempo toma esto


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2.5.7.Filtrado II. Esta operación se separa la biomasa formada por la propagación de levadurasdel producto que luego de la fermentación contiene un porcentaje de etanol.

La carga proveniente del recipiente F-210, pasa por el medio filtrante el cual es recolectado enel F-310 o en un recipiente opcional adecuado para este tipo de producto.

2.5.8. Maduración. Es una segunda fermentación donde las levaduras remanentes aumentan el

contenido alcohólico y proveen al producto del anhídrido carbónico característico. Además enesta etapa el producto es clarificado y es preparado para el envasado final y consumo posterior.

Esta operación se la realiza en el recipiente F-310 o directamente en los envases designados para el consumo, la condición es que el producto conserve el gas que produce y que no ingreseaire del exterior.

Una vez culminada esta etapa del proceso se requiere llevar el producto a refrigeración para queadquiera una temperatura adecuada para el consumo terminando así su elaboración.

2.6. Operación de la planta.

2.6.1. Paila de maceración (F-110).


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Este recipiente se lo emplea para las funciones que se mencionan a continuación en lasdiferentes etapas del proceso:

Calentamiento para la mezcla granos agua en la etapa de maceración. Calentamiento de agua para la operación de lavado de granos. Enfriamiento del mosto preparado previo a la fermentación.

Para calentamiento con vapor se alinea el arreglo de válvulas de la línea V-1”-AN-111, para queeste ingrese a la chaqueta del recipiente se coloca la válvula de bola en posición abierta. Elcontrol de temperatura se realiza mediante la manipulación de la válvula de aguja presente en elarreglo y el seguimiento de presión y temperatura se realiza mediante los instrumentos PI-111 yTI-111 respectivamente.

Para dirigir los condensados hacia el drenaje se cuenta con la tubería D-1/2”-AG-114.

En la función de enfriamiento, inicialmente la válvula de bola de media pulgada (1/2 in) de lalínea de vapor debe encontrarse cerrada y la válvula de bola de la tubería de drenaje de estar en posición abierta totalmente, una vez verificada la posición de las válvulas de vapor y drenaje, se

coloca en posición abierta la válvula de bola de media pulgada (1/2 in) de alimentación de aguaa la chaqueta del recipiente F-110.

La descarga del recipiente se la realiza abriendo la válvula de bola de una pulgada (1 in) delrecipiente F-110, mientras que la válvula de bola de media pulgada (1/2 in) ubicada lateralmenteen la paila de maceración se la emplea para tomar muestras del contenido del recipiente.

El agitador M-111 es un equipo de apoyo al recipiente para mejorar contacto de las fases presentes y/o distribuir eficientemente la temperatura del contenido de este.


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2.6.2.Cuba de lavado (H-120).

Figura 3. Cuba de lavado (H-120)

Este elemento de la planta es propiamente un filtro que gracias a su placa perforada sirve como

soporte para el medio filtrante. El H-120 se lo emplea en las siguientes operaciones:

Filtrar el producto de la maceración, separando los granos del mosto. Lavado de los granos.

La cuba de lavado consta de dos válvulas de bola de tres cuartos de pulgada (3/4 in). La primera

se la emplea para la dirigir la carga de la Cuba de Lavado H-120 hacia la bomba P-130. Lasegunda válvula se emplea para drenar fluido del recipiente como de la línea P-3/4”-AI-115.

2.6.3.Bomba centrífuga (P-130). La bomba centrifuga se emplea de apoyo para la operaciones


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2.6.4.Tanque fermentador (F-210).

Figura 4. Tanque fermentador (F-210)

Este recipiente es alimentado por la parte superior y la descarga se la realiza abriendo la válvulade bola de tres cuartos de pulgada (3/4 in), mientras que la válvula de bola de media pulgada(1/2 in) ubicada lateralmente en el Fermentador se la emplea para tomar muestras del contenidodel recipiente.

Para inspección de la operación se dispone del instrumento TI-211 para medir la temperatura enel interior del recipiente.


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2.6.5.Filtro (H-220).

Figura 5. Filtro (H-220)

Provisto de una placa perforada para soportar el medio filtrante. Incorpora una válvula de trescuartos de pulgada (3/4 in) tipo bola para descarga del filtro.

2.6.6. Recipiente de almacenamiento (F-310). Este recipiente tiene cierre hermético en su partesuperior y la descarga se realiza a través de la apertura de la válvula de bola de media pulgada(1/2 in) ubicada lateralmente.

2.7. Evaluación de las modificaciones.


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2.7.1. Modificaciones en la paila de maceración (F-110).

a) Descarga del recipiente. En la paila de maceración es en donde se maneja inicialmentela materia prima, agua y los granos de malta. Para que estos puedan ser descargados y pasar por gravedad a la Cuba de Lavado (H-120), la Paila de Maceración cuenta connueva boquilla en acero inoxidable AISI 304 de una pulgada (1 in) y válvula de bola deacero inoxidable AISI 316 del mismo diámetro nominal. Lo que permite comodidad en

la operación al regular el flujo y también una buena velocidad de descarga delrecipiente.

b) Toma muestras. Para realizar un seguimiento adecuado del proceso de maceración sedispone de un nuevo toma muestras, ubicado lateralmente en el recipiente, en una boquilla de media pulgada (1/2 in), válvula de bola de acero inoxidable AISI 316 delmismo diámetro nominal y un arreglo que reduce el diámetro nominal a un cuarto de pulgada (1/4 in) para el despacho de la muestra.

c) Indicador de temperatura. La Paila de Maceración actualmente cuenta con un nuevotermopozo y boquilla de media pulgada (1/2 in) donde se ubica el termómetro marca

WINTERS. Lo que permite controlar adecuadamente el proceso de maceración

2.7.2. Modificaciones en la cuba de lavado (H-120).

a) Descarga del recipiente y conexión a la Bomba Centrífuga (P-130). En este recipienteque hace la función de un filtro cuenta con una tubería de descarga en acero inoxidableAISI 304 de tres cuartos de pulgada (3/4 in) que cuenta con una válvula de bola delmismo diámetro nominal en acero inoxidable AISI 316, además esta tubería de descargacuenta con una conexión hacia la Bomba Centrifuga (P-130) con tubería de las mismascaracterísticas indicadas en la descarga esta conexión está bloqueada por una válvula de


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2.7.3. Modificaciones en el Tanque Fermentador (F-120).

a) Descarga del recipiente. Se instaló una nueva boquilla en acero inoxidable AISI 403 provisto de una válvula de bola en acero inoxidable AISI 316 con diámetro nominal detres cuartos de pulgada (4/3 in).

b) Toma muestras. Para realizar un seguimiento adecuado del proceso de fermentación sedispone de un nuevo toma muestras, ubicado lateralmente en el recipiente, en una boquilla de media pulgada (1/2 in), válvula de bola de acero inoxidable AISI 316 delmismo diámetro nominal y un arreglo q reduce el diámetro nominal a un cuarto de pulgada (1/4 in) para el despacho de la muestra.

c) Indicador de temperatura. El Tanque Fermentador actualmente cuenta con un nuevo

termopozo y boquilla de media pulgada (1/2 in) donde se ubica el termómetro marcaWINTERS. Lo que permite controlar adecuadamente el proceso de fermentación.

d) Aislamiento térmico y cubierta del Tanque. Para que el tanque se encuentre aisladotérmicamente, cuenta con una capa de veinte milímetros (20 mm) de lana de vidrio yuna cubierta de tres milímetros (3 mm) de acero inoxidable AISI 304, soldada demanera que forma una sola pieza con el Tanque Fermentador original lo que da unacabado a toda la superficie óptima para el proceso que se desarrolla en la planta.

e) Tapa superior del Fermentador. Elaborada a partir de una lámina de acero inoxidableAISI 304 de tres milímetros (3 mm), provee un cierre hermético gracias al empaque del

que está provisto, además, posee una boquilla de media pulgada (1/2 in) para evacuar eldióxido de carbono formado producto de la fermentación, para ello es necesario colocaruna trampa de aire o un sello de agua para cumplir esta función.


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3. ESTUDIO EXPERIMENTAL

3.1. Equipos.

Planta Piloto para la Elaboración de Cerveza:o Paila de maceración (M-111).o Cuba de lavado (H-120).o Bomba centrífuga (P-130).o Tanque fermentador (F-210).o Filtro (H-220).

Caldero. Tubería y accesorios para líneas de vapor, agua y drenaje.

3.2. Materiales.

Probeta 500ml. Probeta 1l. Termómetro. R: 0-360 °C ± 2 °C Hidrómetro. R: 0-45 °Be; ± 0.5 °Be / R: 1 – 1.4 ± 0.01 Papel filtro.

Botellas verde obscuro. Tapas corona. Tapadora de martillo. Embudo.


32/80

Azúcar.

3.4. Limpieza.

a) Para la limpieza de la Planta para Elaboración de Cerveza es necesario recircular poresta soluciones diluidas de: hidróxido de sodio (NaOH) y ácido nítrico (HNO3) ambas al1% en peso.

b) En el primer ciclo de limpieza se emplean 20 litros de solución de hidróxido de sodio(NaOH), alimentar a la cuba de lavado (H-120) para aprovechar la conexión a la bombacentrifuga (P-130) y de esta forma recircular el fluido de manera que pueda llegar atodos los equipos de la planta.

c) Para el siguiente ciclo de limpieza se emplean 20 litros de solución al 1% de ácidonítrico. De igual manera, se proceder a circular por todos los equipos de la plantalimpiando principalmente las superficies que tienen contacto con los productoselaborados.

d)

Para finalizar la limpieza circular por la planta 20 litros de agua de enjuague, quedandolista la superficie de los equipos listas para el proceso de elaboración.

3.5. Elaboración de cerveza.

a) Seleccionar la receta a emplear para el tipo de cerveza a elaborar, y establecer la

cantidad de materia prima a usar, definido ya sea por la masa de malta o el volumen deagua.

b) Macerar la malta molida con agua a 70°C durante 90 minutos con agitación en la paila


33/80

d) Haciendo uso de un hidrómetro para fijar la densidad de los dos mostos obtenidos ydeterminar las cantidades de estos para obtener un mosto con la densidad necesaria de

acuerdo a la receta de cerveza que se elabora.

e) El mosto con su densidad corregida de acuerdo a la receta, llevar a cocción en la pailade maceración (F-110) por un período de 60 minutos y agregar lúpulo. Concluido eltiempo enfriar el mosto ahora llamado cerveza verde rápidamente hasta los 20°C.

f) Una vez alcanzada la temperatura agregar al mosto la levadura y almacenar en el tanquefermentador (F-210) para iniciar esta etapa del proceso.

g) Transcurrida una semana se elimina la levadura formada en el fondo y se continuar lafermentación durante una semana más.

h) Concluido el periodo de fermentación separar en el Filtro (H-220) la levadura formaday envasar la cerveza para madurarla durante 15 días.

3.6. Datos experimentales.

Tabla 6. Datos de la etapa de maceración.Material Cantidad

Malta molida 3 kg

Agua (70°C) 15 L

Tabla 7. Datos de la etapa de filtración.Descripción Volumen, L Densidad, kg/m3 Primer mosto 7 5 1043


34/80

Tabla 9. Densidad objetivo de la mezcla de mostos.Descripción Valor

Densidad Objetivo 1030 kg/m3

Tabla 10. Datos experimentales etapa de cocción.Descripción Valor

Mosto antes de cocción 11,7 LDensidad de mosto antes de la cocción 1030 kg/m3

Mosto luego de la cocción 9,2 LDensidad de mosto luego de la cocción 1104,6 kg/m

Presión atmosférica 542 mmHg

Presión de vapor 1018,8 mmHg

Tabla 11. Datos experimentales etapa de fermentación y maduración.Descripción Valor

Gravedad específica del destilado, GD 0,99254

Porcentaje de alcohol en volumen, % v/v 5,2


35/80

4. CÁLCULOS Y RESULTADOS.

4.1. Maceración.

Figura 6. Diagrama de la operación de maceración

= (1)

× × − = × (2)

15 × 4,183° × (70−15)° = × 2280,58 (3)

Tabla 12. Vapor requerido para el calentamiento del agua.Componente Valor

Vapor de calentamiento 1,51 kg

Tabla 13. Balance de masa etapa maceración.Componente Entrada, kg Salida, kg

Granos de malta 3 -

Agua 15 -Mosto y granos - 18

Total 18 18


36/80

4.2. Filtrado I.

Figura 7. Diagrama de la operación de filtrado I

Tabla 14. Balance de masa de la etapa de filtrado I

Componente Entrada, kg Salida, kgMosto y granos 18 -

Mosto I - 7,82Torta - 10,18

Total 18 18

4.3. Lavado


37/80

Continuación Tabla 15.Componente Entrada, kg Salida, kg

Total 25,18 25,18

4.4. Mezclado.

Figura 9. Diagrama de la operación de mezclado

Para el caso particular presentado, la densidad del mosto deseado es de 1030kg/m3. Por lo tanto, para determinar el volumen empleado de cada uno de los mostos obtenidos en las etapas demaceración y lavado, se determinó de la siguiente manera:

= (4)

= = = + (5)

= ∑ (6)

Dónde:ρ= densidadm= masaV= volumen


38/80

Entonces, = 0,64 → = 4,2

Tabla 16. Densidad del mosto obtenido de la mezcla de mosto I y mosto IIDensidad, kg/m3 Volumen, L

1030 11,7

De acuerdo a la siguiente figura:

Fuente: ALLA FRANCE. Densímetros: Correspondencias y conversiones. [Publicación enlínea]. 2008. [Fecha de consulta: 18 septiembre de 2014]. Disponible en:

Figura 10.Relación entre densidad vs. °Brix para soluciones de sacarosa.


39/80

4.5. Cocción.

Figura 11. Diagrama de la operación de cocción.

En esta etapa de la elaboración de la cerveza, el mosto es concentrado por evaporación y así prepararlo para la etapa de fermentación.

El balance de materia aplicado a la cocción del mosto es el siguiente:

Tabla 18. Balance de materia aplicado al proceso de cocciónDescripción TOTAL, kg xSacarosa Sacarosa, kg Agua, kgMosto (F) 12,05 0,0796 0,96 11,09

Cerveza verde (S) 10,14 0,0946 0,96 9,18

Vapor de agua (E) 1,91 0 0 1,91

El consumo de vapor empleado para este proceso se determina con la siguiente ecuación:

= ( − ) + ( − ) (10)

Dónde:W= Flujo másico de vapor.λW= Calor latente de condensación del vapor.F= Flujo másico mosto antes de cocción


40/80

Tabla 19. Datos para el cálculo de consumo de vapor.Variable Unidades Valor

PE mmHg 542tE °C 90,86λE kcal/kg 544,57E kg/h 1,91tF °C 18

CpF kcal/kg °C 0,95F kg/h 12,05Pw mmHg 1018,57tw °C 109,65

λw kcal/kg 532,71S kg/h 10,14

De esta forma, requerimiento de vapor es de:

Tabla 20. Requerimiento de vaporVariable Unidades Valor

W kg/h 3,52

El coeficiente total de transferencia de calor se determina partiendo de la ecuación general dediseño:

= ∆ (11)

De donde se obtiene la siguiente expresión:


41/80

Para poder evaluar el comportamiento del recipiente F-110 se realizan los cálculos para loscasos de 25, 50, 75, 100% de la capacidad del tanque en función a su altura de nivel.

Tabla 22. Análisis por capacidad del recipiente F-110Capacidad A, m2 F, kg/h W, kg/h U, kcal/m2 h °C

25% 0,20 10,71 3,13 443,3550% 0,34 24,06 7,03 585,87

75% 0,48 37,41 10,92 645,26100% 0,62 50,76 14,82 677,82

Gráfico 1. Área de contacto vs. Consumo de vapor. (A vs. W)

y = 27,708x - 2,3676

R² = 0,99992,00

4,00

6,00

8,00

10,0012,00

14,00

16,00

0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70

W, kg/h

A,m 2

650,00

700,00

750,00

h °C


42/80

Gráfico 3. Coeficiente total de transferencia de calor vs. Consumo de vapor. (U vs. W).

4.6. Fermentación.

Figura 12. Diagrama de la operación de fermentación.

La ecuación general que define a la reacción de fermentación es la siguiente:

2 +2 (13)

y = 0,0002x 2 - 0,2268x + 55,736R² = 0,9961

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

400,00 450,00 500,00 550,00 600,00 650,00 700,00

W, kg/h

U, kcal/m 2 h °C


43/80

Para la determinar el grado alcohólico en el lote de cerveza elaborado, se contó con el apoyo delLaboratorio de Investigación de Biotecnología de la Facultad de Ingeniería Química, donde la

valoración se realizó aplicando la Norma NTE INEN 2 322:2002 Bebidas Alcohólicas. Cerveza.Determinación de Alcohol, mediante el método de ensayo volumétrico.

El reporte obtenido es el siguiente:

Tabla 23. Datos de laboratorio. Grado alcohólico de la cerveza elaboradaDescripción Valor

Gravedad específica del destilado, GD 0,99254Porcentaje de alcohol en volumen, %oh v/v 5,2

De acuerdo al reporte recibido de laboratorio:

, ×

×

×

× 789 = 0,401

(15)

Con estos valores se determina el rendimiento de la reacción de fermentación que es igual a:

% =ó

× 100% = , , × 100% = 81% (16)

Volviendo a la ecuación general de la fermentación y aplicando la ley de Hess podemos asídeterminar la entalpía de reacción:

) + 6 → 2 + 6 ∆ ° = −2813 / (17)) +3 → 2 + 3 ∆ ° = −1367 / (18)


44/80

= × (22)

Dónde:µ= tasa de crecimientoµmax= tasa de crecimiento especifica máxima.S= concentración del sustrato.

K s= constante de Monod

Tabla 24. Datos para el cálculo de la tasa de crecimiento de la levaduraVariable Unidades Valor

µmax h- 0,4K s mg/l 25[5]

S mg/l 0,98

Así se obtiene el valor de la tasa de crecimiento:

Tabla 25. Tasa de Crecimiento para la levadura Saccharomyces Cerevisiae

Variable Unidades Valorµ h-1 0,015

El número final de células final se lo determina mediante la siguiente ecuación:

= 2 / (23)

Dónde: N= Número de células final.


45/80

Continuación Tabla 26Variable Unidades Valor

T H 46,21

Luego de 168 horas (1 semana) de proceso de fermentación se tiene que la biomasa es:

Tabla 27. Biomasa producida en el periodo de una semana.Variable Unidades Valor

N células/ml 74,57X10

Tabla 28. Balance de masa etapa de fermentaciónComponente Entrada, kg Salida, kgCerveza verde 10,14 -

Levadura 0,01Biomasa I - 0,13

Cerveza Tierna 10.02

Total 10,15 10,15

4.7. Filtrado II.

Figura 13. Diagrama de la operación de filtrado II.

Tabla 29. Balance de masa etapa de filtrado IIComponente Entrada, kg Salida, kg


46/80

4.8. Maduración.

Figura 14. Diagrama de la operación de maduración.

Tabla 30. Balance de masa de la etapa de maduración

Componente Entrada, kg Salida, kgCerveza Filtrada 9,67 -

Cerveza - 9,67Total 9,67 9,67

4.9. Resultados de los cálculos por equipo.

Tabla 31. Resultados obtenidos de la operación maceración en el recipiente F-110.Descripción Valor

Volumen del mosto obtenido de la maceración. V1 7,5 L

Densidad del mosto obtenido de la maceración.ρ1 1043 kg/m

Volumen del mosto obtenido del lavado de granos. V2 14 LDensidad del mosto obtenido del lavado de granos. Ρ2 1007 kg/m3

Volumen empleado de 1 7,5 L

Volumen empleado de 2 4,2 LDensidad de la mezcla 1030 kg/m3

Tabla 32. Resultados obtenidos de la operación de cocción del mosto en el recipienteF-110.

Descripción Valor


47/80

Tabla 33. Resultados obtenidos de la operación de fermentación en el recipiente F-210.Descripción Valor

Rendimiento de la reacción de fermentación 81%Entalpía de reacción -79 kJ/mol

Biomasa al inicio 6X106células/ml

Biomasa al finalizar 74,57X106 células/ml

Adicionalmente, el sistema cuenta con una bomba de las siguientes características:

Tabla 34. Especificación de la bomba P-130.Características Descripción

Tipo CentrífugaCaudal 18 L/min.

Naturaleza del fluido Mosto (solución de azucares con sólidos suspendidos)ρ=1036 kg/m3

Condiciones de succión 7,5 mH2OPotencia 0,25 HP

4.10. Resultados de la evaluación sensorial

Para poder determinar la calidad del producto elaborado en la Planta Piloto para la Elaboraciónde Cerveza se realizó una evaluación sensorial a distintos grupos de personas de acuerdo a losiguiente.

Los grupos están conformados de la siguiente manera: Grupo 1: Hombres mayores de 50 años Grupo 2: Hombres entre 40 y 49 años

b


48/80

Tabla 35. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 1Evaluado Apariencia Color Aroma Sabor

A 3 4 4 3B 4 5 5 4C 4 4 5 4D 4 4 5 3E 4 5 5 5

Promedio 3,8 4,4 4,8 3,8

Promedio Aproximado 4 4 5 4

Tabla 36. Resultados de las pruebas organolépticas. Grupo 2Evaluado Apariencia Color Aroma SaborA 4 4 4 3

B 4 4 3 4C 2 4 5 5D 4 4 4 4

E 3 4 4 3Promedio 3,4 4 4 3,8

Promedio Aproximado 3 4 4 4


B 3 3 3 2

C 3 4 5 3D 4 4 4 4E 5 5 4 4


49/80

Continuación Tabla 38.Evaluado Apariencia Color Aroma Sabor

E 4 3 5 4Promedio 4 3,8 4,6 4,2Promedio Redondeado 4 4 5 4


B 4 4 5 4

C 4 4 5 3D 3 4 5 5E 3 4 5 3

Promedio 3,6 4 5 3,8Promedio Redondeado 4 4 5 4

Tabla 40. Resultados globales de las pruebas organolépticas.Apariencia Color Aroma Sabor Promedio

Global 3,68 4,04 4,40 3,72 3,96Global redondeado 4 4 4 4 4


50/80

5. DISCUSIÓN

El volumen nominal del fermentador es mayor a la capacidad operativa de la planta.

El control de temperatura de la paila de maceración (F-110) está definido por la aperturade la válvula de compuerta (GV-111), la cual no provee una cantidad fija de vapor a lachaqueta del recipiente.

Presencia notoria de sedimentos, produce una apariencia turbia al producto final, debidoa que el proceso de filtrado no es riguroso ni exhaustivo.

La comparación del producto no es factible debido a la naturaleza del proceso, ya quedifícilmente se encontraría una cerveza similar, por esto, solo se evaluó el nivel deaceptación para cuantificar la calidad del producto.

El proceso de elaboración requiere realizar una revisión en detalle del trabajo a realizaren la planta, para optimizar tiempo y recursos.

En vista de que la filtración de la cerveza para separar de la levadura luego del procesode fermentación, se hace por gravedad, está operación toma bastante tiempo.

Los diámetros de tuberías y accesorios seleccionados permiten un correcto transporte delos fluidos.


51/80

6. CONCLUSIONES

Los trabajos realizados de modificaciones sobre los equipos pertenecientes a la planta,fueron técnicamente los más adecuados en vista que se logró elaborar cerveza tipo Alecon una pequeña cantidad de sedimentos apta para el consumo y de buena aceptación al público.

La cerveza así elaborada tiene una baja eficiencia en relación a la cantidad de aguaempleada como materia prima. 30 kg de agua para obtener 9,67 kg de cerveza, esto sedebe principalmente a dos aspectos:

a) Al realizar la mezcla del mosto I y II existe una cantidad nada despreciableremanente del mosto II.

b) En las etapas de filtración las tortas que se obtienen tienen una humedad muyalta esto debido al mecanismo de filtrado, que al no ser exhaustivo no logra separar ensu totalidad el componente líquido del sólido

Otro aspecto de la filtración, en esta operación se permite pasar partículas muy pequeñas ya sea provenientes de los granos o levaduras, lo que ocasiona que el productotenga un aspecto turbio.

De acuerdo al análisis realizado sobre la paila de maceración (F-110), se puede afirmarque el rango óptimo para operación de este equipo está entre el 50 y 75% del nivel,i d l d d l 75% h d j l id d d l

El t débil d l l b d f l i i d i d t bi l t


52/80

El punto débil de la cerveza elaborada fue la apariencia, demasiado turbia para el gustogeneral, por lo tanto, mejorando el proceso de filtración en las diferentes operaciones se

puede mejorar este aspecto.

La característica mejor valorada fue el aroma, lo que indica que las cantidades y lacalidad de los ingredientes usados fueron adecuadas, además, el proceso de cocción pese a los inconvenientes con el control del vapor.

En cuanto al sabor, la mayoría de opiniones fueron de que el producto tenía un amargomuy pronunciado, esto debido a que la temperatura en la cocción pudo haberse elevadodemasiado concentrando en mayor medida el lúpulo.

Las directrices del sistema de “Limpieza In Situ ” (CIP) para plantas de alimentos, son

ideales para aplicar en los equipos de la planta piloto, ya que los materialesseleccionados soportan perfectamente las soluciones empleadas. Al aplicar este métodose asegura que las superficies que estarán en contacto con el producto esténcompletamente limpias de minerales, grasa, proteínas, bacterias y hongos.

El proceso de repotenciación consiguió su finalidad al identificar puntualmente los problemas presentes en la planta piloto, y al establecer metódicamente mejoras físicas,describir los procesos que se realizan y la filosofía de operación de la planta.

El proceso realizado en laboratorio en conjunto con la información recolectadademuestra que el proceso de mejoramiento aplicado a estos equipos fue exitosa ya que

ahora se cuenta con una planta con la cual se puede continuar realizando prácticas einvestigaciones en torno a la elaboración de cerveza.


53/80

7. RECOMENDACIONES

Prever cantidad suficiente de materia prima, tomando en cuenta el volumen nominal delfermentador F-210

Se recomiendo filtrar los granos de malta por etapas, para que esta operación sea máseficiente y evitar pérdidas de producto.

Reemplazar la válvula de compuerta GV-111, en vista de que es esta la que controla la presión de vapor que ingresa a la chaqueta del recipiente de maceración o cocción F-

110.

Sería de interés elaborar un proyecto de control automático de la planta, donde se pueda programas un perfil de temperatura para la paila de maceración y para tanquefermentador.

Desarrollar investigaciones respecto a los tiempos de maduración para encontrar elóptimo, dependiendo el tipo de cerveza a producir.

Promover el uso de la planta de forma continua para las diferentes actividadesacadémicas de la facultad.


54/80

CITAS BIBLIOGRÁFICAS

[1]. BRODERICK, Harol, et al. El Cervecero en la Práctica. Un Manual para la IndustriaCervecera. Segunda Edición, Asociación Latinoamericana de Fabricantes de Cerveza,Lima, 1977. p.47.

[2]. HAMMER, Michael; CHAMPY, James; "Más allá de la Reingeniería", CECSA,México, 1995. p.3.

[3]. METALACTUAL. Repotenciación de Maquinaria. Metalactual [revista en línea], (23):

32-37, junio 2012. [Fecha de consulta: 25 agosto 2014]. Disponible en:. p.33.

[4]. DORAN, Pauline M; “Principios de Ingeniería de los Bioprocesos” Editorial AcribiaS.A., España 1998. p.307.

[5]. Ibíd., p.307


55/80

BIBLIOGRAFÍA

ANSI. Américan National Standard. ANSI/ISA-5.1-2009 Instrumentation Symbols andIdentification. North Carolina. 2009.

BARBADO, José Luis. Secretos de la Cerveza Casera. Editorial Albatros, Buenos Aires, 2003.

BRODERICK, Harol, et al. El Cervecero en la Práctica. Un Manual para la Industria Cervecera.Segunda Edición, Asociación Latinoamericana de Fabricantes de Cerveza, Lima, 1977.

COLCHA, Mario, et al. Formulación de Cerveza Pasteurizada de Alto y Bajo Contenido deAlcohol. Trabajo de Grado. Ingeniero Químico. Universidad Central del Ecuador. Facultad deIngeniería Química. Quito. 1993.

HAMMER, Michael; CHAMPY, James; "Más allá de la Reingeniería", CECSA, México, 1995.

INEN. Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 2 322:2002. Bebidas Alcohólicas. Cerveza.Determinación de Alcohol. Primera edición.

INEN. Instituto Ecuatoriano de Normalización. Código de Dibujo Técnico – Mecánico. Serie: Normalización. Número: 009. Quito – Ecuador. 1989.

IRAM. Instituto Argentino de Racionalización de Materiales. Manual de Normas de Aplicación para Dibujo Técnico. Edición XXVII. República de Argentina.

RAMOS J é El b ió d C d 5 5 0 5 P i d E l T b j d G d


56/80

RAMOS, José. Elaboración de Cervezas de 5.5 y 0.5 Por ciento de Etanol. Trabajo de Grado.Ingeniero Químico. Universidad Central del Ecuador. Facultad de Ingeniería Química.

Quito.1997.

RODRÍGUEZ, Mario, et al. Planta Piloto para Investigar la Tecnología Cervecera. Trabajo deGrado. Ingeniero Químico. Universidad Central del Ecuador. Facultad de Ingeniería Química.Quito. 1992.

ULRICH, Gael. Diseño y Economía de los Procesos de Ingeniería Química, Nueva EditorialInteramericana, 1986.

VERTI, Sebastián. El Mundo de la Cerveza. Editorial Selector, México, 2002, 164 p.


57/80

ANEXOS


58/80

ANEXO A. Reporte fotográfico del levantamiento de la planta piloto para elaboración decerveza.

Figura A.1. Estado inicial planta piloto para elaboración de cerveza


59/80

Figura A.3. Estado del interior del recipiente fermentador


60/80

Figura A.5. Estado de la parte inferior de la cuba de lavado.


61/80

Figura A.7. Estado del interior de la cuba de lavado


62/80

Figura A.9. Interruptores para los equipos eléctricos.


63/80

ANEXO B. Trabajos de repotenciación realizados.

Figura B.1. Cubierta para fermentador, base para motor de refrigeración


64/80

Figura B.3. Aplicación de pintura en estructura base.


65/80

ANEXO C. Resultados Finales.

Figura C.1. Planta piloto repotenciada


66/80

Figura C.3. Descarga del filtro con nueva válvula de bola.


67/80

Figura C.5. Nueva toma muestras y termómetro del recipiente fermentador.


68/80

Figura C.7. Recipiente fermentador de la planta piloto.


69/80

Figura C.9. Cuba de lavado con nuevas tuberías de descarga y alimentación a la bomba.


70/80

Figura C.11. Descarga de la bomba y conexión a manguera.


71/80

ANEXO D. Planos.


72/80


73/80


74/80

1

A

2 3 4


75/80

B

C

D

1

A

2 3 4 5 6 7 8

A


76/80

B

C

D

E

F

B

C

D

E

F

1 2 3 4 5 6 7 8

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

PLANTA PILOTO DE CERVEZA ARTESANAL

REALIZADO POR:

PLANO No: ESCALA: HOJA

PROCESO PRINCIPAL

P&ID-02 S/E A3 1

1

A

2 3 4 5 6 7 8

A

(S/E)

VISTA FRONTAL VISTA SUPERIOR


77/80

2

6 3

5 0 5

5 0 8

6 1 6

B

C

D

E

F

B

C

D

E

F

1 2 3 4 5 6 7 8

LISTA DE MATERIALES

ITEM

2

3

4

5

1

DN15

DN40

DN15Toma muestras

CANTIDAD

1

1

1

1

1

Descarga del recipiente

Descarga a drenaje

DN15

3

6

7 1

2

5

4

6 1Chaqueta

7 1Cuerpo del recipiente

VISTA LATERALDERECHA

VISTA INFERIOR

4 2 8

6 7 8

DN15

DETALLE A



REALIZADO POR:


F-110-01 1:9 A3 1

1

A

2 3 4 5 6 7 8

A1

VISTA

(S/E)

VISTAFRONTAL

VISTASUPERIOR


78/80

B

C

D

E

F

B

C

D

E

F

1 2 3 4 5 6 7 8

LISTA DE MATERIALES

ITEM

2

3

1

h 315-l 39

CANTIDAD

3Soporte - Tubo cuadrado

Cuerpo principal del filtro 1

DN201

4 DN201

2

3

4VISTA

LATERAL

IZQUIERDA

VISTAINFERIOR

3 1 5

2 6 0

7 9 8

460

2

8 3



REALIZADO POR:


CUBA DE LAVADO H-120

H-120-01 1.9 A3 1

1

A

2 3 4 5 6 7 8

A

VISTA FRONTALVISTA SUPERIOR

3 8 5

S/E


79/80

B

C

D

E

F

B

C

D

E

F

1 2 3 4 5 6 7 8

LISTA DE MATERIALES

ITEM

2

3

4

5

6

1

CANTIDAD

1Tapa con bisagra

Venteo del recipiente DN153

Toma muestras 1

1

DN20

1

Descarga del recipiente 1

1

8

6

4

5

VISTA LATERAL IZQUIERDA VISTA INFERIOR

8 4 2

3

7 2 7

2 8 2

88

3 5 0

3 4 5

85

2

3

7

DETALLE A



REALIZADO POR:


TANQUE FERMENTADOR F-210

F-210-01 1:9 A3 1

8 Cubierta aislante 1

DN15 17

DN15

1

A

2 3 4 5 6 7 8

A (S/E)

VISTA FRONTAL VISTA SUPERIOR


80/80

B

C

D

E

F

B

C

D

E

F

1 2 3 4 5 6 7 8

LISTA DE MATERIALES

ITEM

2

3

1

Tubo cuadrado para soporte

CANTIDAD

3 h 477 - l 39

Cuerpo principal del filtro 1

1 DN20

1

2

3

2 8 3

9 6 4

2 9 0

4 7 7

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Planta Piloto Para Cerveza Artesana

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