Calculo de Materias Primas

A la hora de planear la elaboración de la cerveza debemos determinar cuánto necesitamos usar de cada materia prima para un volumen de cerveza determinado. Si bien, estos van a variar en función de la receta de cada cerveza, podemos utilizar la receta de una cerveza específica para tener un panorama general de cuanto vamos a necesitar y como lo vamos a almacenar. A modo de ejemplo elegimos la cerveza Pilsen Lager

Para poder calcular la cantidad de materia prima necesaria para la elaboración de cerveza debemos definir los siguientes parámetros:

1. Tipo de cerveza a elaborar. Ejemplo: Pilsen Lager, Trigo, etc.
2. Tipo de maltas a utilizar y en qué porcentaje de cada una se va a utilizar. Por ejemplo, para una cerveza de Trigo suele usarse 50% malta Pilsen y el otro 50% malta de trigo.
   En el caso de la Pilsen Lager la malta es 100% Pilsen.
3. Tipo de lúpulo a utilizar. Para nuestro ejemplo Cascade con un porcentaje de alfa­ ácidos del 7%.
4. Tipo de levadura que se va a utilizar. La levadura se va a escoger de acuerdo al tipo de cerveza que se quiere elaborar. Levadura Lager
5. Densidad original del mosto (DO): Como ya se explicó, el mosto es el líquido que se obtiene luego de pasar por la sala de cocimientos, y es en el donde la levadura va a comer los azucares para convertirlos en anhídrido carbónico y alcohol. Se llama densidad original del mosto a la concentración de azucares en el mosto al inicio de la fermentación. Por ejemplo, nuestra cerveza Pilsen Lager requiere un DO = 1.045.
6. Amargor de la cerveza, definido en unidades IBU (International Bitterness Unit), donde 1 IBU=1 mg de alfa­ácidos por litro de cerveza. Para nuestro ejemplo decimos que queremos un amargor de 16 IBU.
7. Cantidad a elaborar. En nuestro caso tendremos fermentadores de 450 litros.

El siguiente cuadro, resume todas las características de la cerveza que queremos elaborar.

CERVEZA PILSEN LAGER

MALTA 100% PILSEN
LUPULO CASCADE (alfa­acidos 7%)
LEVADURA LAGER
DENSIDAD ORIGINAL (DO) 1045
AMARGOR (IBU) 16
VOL (lt.) 450

MALTA

Lo primero que calcularemos es la cantidad de malta Pilsen molida que necesitamos para un volumen de 150 litros de cerveza. Para ello, utilizaremos la siguiente ecuación de la química de la cerveza.

𝑊𝑚 = {[(𝐷𝑂 − 1000) × 𝑉𝑜𝑙⁄3,785]} × 0,4536⁄(𝐺 × 𝑅)

Donde:

  Wm = Cantidad de malta (kg.)

  DO = 1045; Densidad Original del mosto

  Vol = 450; Volumen de producción (lt.)

  G = 36; Coeficiente que depende del tipo de malta utilizada (se obtiene de tabla)

  R = 68%; Rendimiento del equipo de macerado (tomamos el rendimiento promedio de estos equipos)

Coeficientes

Malta Pilsen           35-37

Malta Chocolate    25-30

Malta Caramelo     33-35

Trigo                      36

Maiz                       37-39

Miel                       30-36

Tabla 5.5-1: Coeficientes "G" de distintos tipos de maltas

𝑊𝑚 = 99 𝑘𝑔.

Como resultado obtenemos que para producir un lote de 450 litros de cerveza Pilsen Lager necesitaríamos aproximadamente 99 kilogramos de Malta Pilsen.

LÚPULO

La cantidad de lúpulo varía mucho. Depende mucho del amargor y el sabor que se le quiera dar a la cerveza, del tipo de lúpulo utilizado y de la cocción. Sin embargo, la formula básica para calcular la cantidad se expresa con la siguiente ecuación:

𝑊𝑙𝑢𝑝 = (𝑉𝑜𝑙 × 𝐼𝐵𝑈)⁄(𝑈% × 𝐴𝐴% × 1000)

Donde:

Wlup = Cantidad de lúpulo (gramos)

Vol = 450; Volumen después del hervor (lt.)

IBU = 16; unidades de amargor deseadas

U% = 27%; Fracción de alfa­ácidos que se isomerizan en iso­alfa­ácidos (depende del tiempo y la intensidad del hervor como también de la densidad del mosto)

AA% = 7%; Porcentaje de alfa­ácidos (depende de las características del lúpulo utilizado)

El coeficiente U% que depende del tiempo de utilización del hervido lo obtenemos de tabla.

Coeficientes

15 minutos 15(0.15)

30 minutos 19(0.19)

60 minutos 27(0.27)

90 minutos 3 (0.34)

Tabla 4.5­2: Factor de utilización

Como podemos ver se tomó un tiempo en el hervidor de 60 minutos por lo que el coeficiente U% va a ser igual a 27%.

Con todos los parámetros definidos obtenemos que la cantidad de lúpulo a utilizar para elaborar 450 litros de cerveza Pilsen Lager es de aproximadamente 380 gramos.

𝑊𝑙𝑢𝑝 = 380 𝑔𝑟. 

LUPULO (CERVEZA PILSEN LAGER)

IBU        16

U%         0,27

AA%        0,07

VOL (lt.)  450

LEVADURA

Al igual que para los otros insumos, la cantidad de levadura va a depender del tipo de cerveza que se quiere elaborar, del tipo de levadura que se va a usar, temperatura de fermentado, etc. Generalmente se utiliza un gramo de levadura por

cada dos litros de cerveza, aunque esta relación puede llegar a ser 1:1 en algunas recetas. Teniendo en cuenta estos valores calculamos que para un lote de 450 litros necesitaremos entre 225 y 450 gramos de levadura. Es importante recordar que la

levadura puede ser reutilizada alrededor de unas cuatro veces.

𝑊𝑙𝑒𝑣 ≅ 230 𝑔𝑟. 

AGUA

Por ultimo nos queda calcular, el volumen de agua necesario para determinado volumen de producción. Si bien ya conocemos que la cerveza es 90% agua, hay que tener en cuenta otras perdidas que tienen lugar en el proceso productivo y que hacen que necesitemos un volumen de agua mayor al volumen de cerveza que queremos producir.

Q1 = Perdidas en el macerador; Se puede llegar a perder un 4%

Q2 = Perdidas por evaporación; cerca de un 5% del volumen de la olla de hervido por hora

Q3 = Perdidas de volumen por enfriamiento; El agua y el mosto en ebullición se expanden y ocupan aproximadamente un 4% más que a 20°C

Q4 = Perdidas por absorción de granos; El 80% del peso del bagazo está formado por agua (el peso del bagazo seco es aproximadamente 40% del peso original)

Q5 = Perdidas por otros equipos; Asumimos un 2% de líquido estancado que no se llega a aprovechar

Por lo tanto el volumen necesario de agua para producir determinado volumen de cerveza será aproximadamente:

                                                      𝑛

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑛 𝑐𝑒𝑟𝑣𝑒𝑧𝑎 + ∑ 𝑄𝑖 

                                                      𝑖=1 

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑉𝑜𝑙𝑐𝑒𝑟𝑣. × (0,9 + 0,04 + 0,05 + 0.04 + 0,02) + (𝑘𝑔𝑚𝑎𝑙𝑡𝑎 × 0,4 × 0,8 0,2 ⁄ )

Para un volumen de producción de 450 litros las variables serían:

AGUA (CERVEZA PILSEN LAGER)

AGUA CONTENIDA EN LA CERVEZA (lt.) 405

Q1 (lt.) 18

Q2 (lt.) 22,5

Q3 (lt.) 18

Q4 (lt.) 158,6

Q5 (lt.) 9

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 ≅ 630 𝑙𝑡.

Por lo tanto si quisiéramos analizar la demanda de las diferentes materias primas en función de diferentes volúmenes de cerveza, podríamos usar la siguiente tabla como primera aproximación:

CERVEZA (lt.)         MALTA (kg.)          LUPULO (gr.)  LEVADURA (gr.)  AGUA (lt.)

1                                       0,22                          0,85                  0,5-­1                           1,40

10                                     2,20                          8,47                  5­-10                           14,02

20                                     4,41                          16                     10­-20                         28,05

50                                     11,01                        42,33                25­-50                         70,12

100                                    22,03                       84,66                50­-100                       140,25

150                                    33,04                       126,98              75-­150                       210,37

200                                    44,06                       169,31              100­2-00                     280,49

250                                    55,07                       211,64              125-­250                     350,62

300                                    66,09                       253,97              150-­300                     420,74

350                                    77,10                       296,30              175­-350                     490,87

400                                    88,12                       338,62              200­-400                     560,99

450                                    99,13                       380,95              225­-450                     631,11

A modo de ejemplo podemos ver a continuación las recetas de dos cervezas distintas para un volumen de 20 litros.

KOLSCH ­ INSUMOS PARA 20 LITROS 
MALTA PILSEN (kg.)           4 
MALTA DE TRIGO (kg.)         1 
MALTA CARAPILS (kg.)         0,2 
LUPULO CASCADE (gr.)         20  
LUPULO HALLER (gr.)          10 
LEVADURA ALE SECA (gr.)      11  

KOLSCH ­ RECETA 
T° MACERADO (°C)             66
TIEMPO MACERADO              90 min
TIEMPO HERVIDO               60 min 
FERMENTACION             18­22°C por 7 días 
MADURACION               0­5°C por 4­7 días 
DENSIDAD ORIGINAL            1048  
DENSIDAD FINAL               1010  
AMARGOR (IBU)                17    
COLOR                        Dorada
ALCOHOL                      4,80% 

IPA ­ INSUMOS PARA 20 LITROS
MALTA PILSEN (kg.)            5
MALTA MELANOIDIL (kg.)        0,2
MALTA CARAMELO 120 (kg.)      0,2
MALTA CARAMELO 60 (kg.)       0,4
LUPULO CASCADE (gr.)          40
LUPULO KENT GOLDING (gr.)     20
LEVADURA ALE SECA (gr.)        11

IPA ­ RECETA
T° MACERADO (°C)              66
TIEMPO MACERADO               90 min
TIEMPO HERVIDO                60 min
FERMENTACION               18­22°C por 7 días
MADURACION                 0­5°C por 4­7 días
DENSIDAD ORIGINAL             1055
DENSIDAD FINAL                1012
AMARGOR (IBU)                 40 (Fuerte)
COLOR                         Cobre
ALCOHOL                       5,50%