La elaboración de la cerveza no termina cuando finaliza la fermentación.
En esta fase, la cerveza aún puede contener levadura, partículas de lúpulo, proteínas, polifenoles y otras sustancias en suspensión o que provocan turbidez. Dependiendo del estilo de cerveza y de los objetivos de calidad del cervecero, puede ser necesario eliminar algunos de estos componentes antes de trasvasar la cerveza a un depósito de cerveza clara o enviarla al envasado.
Por lo tanto, la filtración puede tener varios fines diferentes. Puede clarificar la cerveza tras la fermentación, reducir la carga de partículas antes de una etapa de filtración más fina, mejorar la estabilidad visual o proporcionar estabilización microbiológica antes del envasado. Sin embargo, algunas cervezas se dejan turbas a propósito y pueden requerir poca o ninguna filtración final.
La elección del equipo de filtración depende del tipo de cerveza, la concentración de sólidos, la capacidad de producción, la claridad deseada, los requisitos de envasado y el método de producción que prefiera la cervecería.
Para las fábricas de cerveza, desde las pequeñas empresas artesanales hasta las grandes plantas comerciales e industriales, las tecnologías más relevantes incluyen la separación centrífuga, la filtración con tierra de diatomeas, la filtración en profundidad, la filtración de placas y marcos, la filtración con cartuchos y la filtración por membranas.
Equipos habituales de filtración y separación para la cerveza
| Equipos / Tecnología | Función principal en la elaboración de cerveza | Aplicación típica |
|---|---|---|
| Centrífuga de discos apilados | Clarificación y separación rápidas de levadura y sólidos en suspensión | Cerveza verde, separación de la levadura, prefiltración |
| Filtro de tierra de diatomeas (Kieselguhr) | Filtración en profundidad y clarificación de la cerveza | Filtración convencional de la cerveza |
| Filtro de placas y marcos | Filtración a presión mediante láminas filtrantes | Filtración de cerveza en lotes pequeños y medianos |
| Filtro de profundidad / Láminas filtrantes | Clarificación y pulido finos | Reducción de la levadura, las partículas y la turbidez |
| Filtro de cartucho | Filtración fina y final de partículas | Pulido y protección posterior |
| Filtración por membrana / Filtración de flujo cruzado | Filtración fina y estabilización microbiológica | Filtración de cerveza sin kieselguhr |
| Filtro de mangas | Filtración gruesa o auxiliar | Aplicaciones seleccionadas de prefiltración |
Estas tecnologías no son simplemente distintos niveles de un mismo filtro.
Una centrífuga separa las partículas mediante la fuerza centrífuga. Los filtros DE y de profundidad retienen las partículas en el interior de un medio filtrante. Los filtros de cartucho proporcionan una retención controlada de partículas, mientras que los sistemas de membrana utilizan la separación selectiva por membrana.
Por este motivo, una fábrica de cerveza suele seleccionar los equipos de filtración en función del objetivo del proceso, en lugar de optar por el filtro más fino disponible.
Clarificación previa a la filtración fina
La cerveza que entra en un filtro fino es muy diferente de la cerveza que sale de la fermentación.
La cerveza recién fermentada puede contener cantidades considerables de levadura y otras partículas en suspensión. Enviar toda esta carga de sólidos directamente a un filtro fino puede aumentar rápidamente la caída de presión, acortar la vida útil del filtro y provocar mayores pérdidas de cerveza.
Por lo tanto, la clarificación primaria suele ser el primer paso.
En la sala de cocción, el whirlpool ya lleva a cabo una importante etapa de clarificación al separar los sedimentos calientes del mosto antes del enfriamiento y la fermentación. Sin embargo, tras la fermentación, los sólidos son mucho más finos y están compuestos en su mayor parte por levadura y otros materiales derivados de la fermentación.
Es aquí donde cobran importancia la separación centrífuga, la sedimentación, la filtración con diatomeas u otras tecnologías de clarificación.
Un proceso típico podría ser:
Fermentación → Maduración → Clarificación primaria → Filtración fina → Cerveza clara → Envasado
No todas las fábricas de cerveza necesitan todas las etapas. La configuración más adecuada depende del tipo de cerveza y de las características que deba tener el producto final.
Centrífugas de discos apilados
A centrífuga de discos apilados utiliza la fuerza centrífuga, en lugar de un medio filtrante, para separar los sólidos en suspensión de la cerveza.
En el interior del tambor giratorio, una pila de discos cónicos aumenta la superficie efectiva de separación. La levadura y otras partículas en suspensión se separan del líquido y se descargan según la configuración de la centrífuga.
En la elaboración de cerveza, centrifugadoras de discos apilados Se puede utilizar para:
- Aclaración sobre la cerveza verde
- Separación de la levadura
- Separación fina de sólidos y líquidos
- Preclarificación previa a la filtración
- Reducción de la cantidad de sólidos que llegan a los filtros posteriores
- Recuperación de cerveza
La principal ventaja es la rapidez y el funcionamiento continuo. Una centrífuga puede eliminar una parte significativa de la carga de levadura antes de que la cerveza pase a una fase de filtración más fina.
Esto puede resultar especialmente útil en las fábricas de cerveza de mayor tamaño, donde el volumen de producción de cerveza es elevado y es necesario mantener la capacidad de filtración durante largos ciclos de producción.
Filtración con tierra de diatomeas (Kieselguhr)
La tierra de diatomeas, también conocida como DE o kieselguhr, ha sido tradicionalmente uno de los coadyuvantes de filtración más utilizados en la elaboración de cerveza.
Durante la filtración, la tierra de diatomeas (DE) forma una capa filtrante porosa a través de la cual pasa la cerveza. La levadura, las partículas en suspensión y otros materiales que provocan turbidez quedan retenidos en el interior de dicha capa filtrante.
La razón principal por la que se sigue utilizando es su capacidad para gestionar una carga de sólidos relativamente considerable y, al mismo tiempo, producir una cerveza clara y brillante.
Un proceso convencional puede ser:
Cerveza madurada → Filtración DE → Filtración fina → Depósito de cerveza clara
Se pueden utilizar diferentes grados de coadyuvante de filtración en función del rendimiento de filtración requerido. El material de grano más grueso puede ofrecer una mayor capacidad de retención de impurezas, mientras que los grados más finos se pueden utilizar para una clarificación más intensa.
Filtración DE Es adecuado para fábricas de cerveza que buscan un proceso de filtración convencional de eficacia probada. Se puede utilizar tanto en la elaboración artesanal como en la industrial de cerveza, adaptando el sistema de filtración y la superficie de filtración a las necesidades de producción.
También hay algunas limitaciones. El DE es un coadyuvante de filtración consumible, por lo que la fábrica de cerveza debe gestionar el almacenamiento, la dosificación, la manipulación y la eliminación del material filtrante usado. Además, la cerveza puede quedar retenida en la torta de filtración, lo que provoca pérdidas de producto.
Estos factores han animado a muchas fábricas de cerveza a estudiar la centrifugación, la filtración en profundidad o la filtración por membranas como tecnologías alternativas o complementarias.
Filtros de placas y marcos
Los filtros de placas y marcos utilizan láminas filtrantes instaladas entre una serie de placas. La cerveza se bombea a presión a través de las láminas, y la levadura y las partículas en suspensión quedan retenidas por el medio filtrante.
El sistema resulta especialmente útil para la filtración por lotes, ya que la superficie de filtración se puede ajustar en función de las necesidades de producción y las láminas filtrantes se pueden seleccionar según el nivel de clarificación deseado.
Los filtros de placas y marcos pueden utilizarse para:
- Clarificación de la cerveza por lotes
- Filtración fina
- Pulido
- Elaboración de cervezas artesanales
- Producción cervecera a pequeña y mediana escala
Para las cervecerías más pequeñas, el diseño relativamente sencillo y la flexibilidad a la hora de elegir las láminas filtrantes pueden hacer que la filtración por placas y marcos sea una opción práctica.
La principal limitación es que el funcionamiento es manual. Los sistemas convencionales deben abrirse para instalar, sustituir y limpiar las láminas filtrantes, y durante estas operaciones pueden producirse pérdidas de cerveza.
Filtración por membrana y de flujo cruzado
Filtración por membrana ofrece una alternativa a la filtración convencional con coadyuvante de filtración.
En la filtración de flujo cruzado, la cerveza fluye tangencialmente a través de la superficie de la membrana, en lugar de atravesar directamente una capa de filtro estática. Una parte del líquido atraviesa la membrana, mientras que los sólidos retenidos permanecen en el lado de alimentación y son arrastrados por el flujo cruzado.
Este enfoque puede aportar claridad y, en función de la configuración de la membrana, estabilización microbiológica sin necesidad de utilizar kieselguhr.
Entre las posibles ventajas se incluyen:
- No se manipula tierra de diatomeas
- Reducción de los residuos de material auxiliar de filtración
- Tratamiento en régimen de depósito
- Rendimiento de filtración repetible
- Posible reducción de los costes de los consumibles
- Alto grado de automatización de los procesos
Sin embargo, sistemas de membranas no son simplemente un sustituto directo de un filtro DE.
La obstrucción de la membrana puede convertirse en un factor importante cuando la cerveza que entra en el sistema contiene grandes cantidades de levadura o material coloidal. Por lo tanto, es esencial llevar a cabo una preclarificación eficaz y aplicar un régimen de limpieza adecuado.
En el caso de las cervecerías más pequeñas, la decisión también debe tener en cuenta el coste de capital, el volumen de producción, los requisitos de limpieza, la sustitución de membranas y si la cervecería realmente necesita ese grado de automatización.
Filtros de mangas
Los filtros de bolsa desempeñan un papel más limitado en la producción de cerveza que en otros procesos de elaboración de bebidas.
Por lo general, se utilizan como filtros gruesos o auxiliares, más que como filtro final principal de la cerveza.
Una fábrica de cerveza puede utilizar un filtro de mangas para eliminar partículas relativamente grandes antes de una etapa de filtración más fina o para proteger los equipos situados más adelante en el proceso.
Por ejemplo:
Eliminación de partículas gruesas → Filtro de mangas → Filtro fino
Sin embargo, la filtración con bolsas no suele ser la primera opción para la clarificación final de la cerveza elaborada.
Para una cervecería que busque una calidad estable en la cerveza clara, la centrifugación, la filtración con diatomitas, la filtración en profundidad, la filtración por cartuchos o la filtración por membranas suelen ofrecer una solución más específica.
Filtración de la cerveza: por qué “más fina” no siempre significa “mejor”
Una centrífuga no funciona según un valor nominal en micras de la misma manera que un medio filtrante. Su rendimiento depende de factores como el tamaño de las partículas, la densidad de las partículas, la concentración de sólidos, la viscosidad de la cerveza, la temperatura y la fuerza centrífuga.
La filtración por membrana es un proceso distinto y se elige en función de las características de la membrana y del tipo de separación que se requiera.
En lo que respecta al diseño de procesos cerveceros, la pregunta más útil es:
¿Qué hay que eliminar y en qué fase debe hacerse?
Elección del sistema de filtración para los distintos estilos de cerveza
No todas las cervezas requieren necesariamente el mismo proceso de filtración.
Lager y Pilsner
Los estilos de cerveza lager clara suelen hacer especial hincapié en un aspecto brillante y una transparencia estable.
Una fábrica de cerveza convencional puede, en cambio, utilizar una filtración con diatomeas (DE) seguida de una etapa de filtración fina.
En el caso de las fábricas de cerveza de mayor tamaño, la centrifugación puede reducir la carga de sólidos en el sistema de filtración posterior y contribuir a mantener un rendimiento constante.
Cerveza IPA y cerveza lupulada
Las cervezas con mucho lúpulo pueden resultar más difíciles de clarificar, ya que las partículas de lúpulo y la turbidez relacionada con los polifenoles pueden contribuir a la opacidad.
Una filtración agresiva no siempre es recomendable, ya que una eliminación excesiva puede afectar a las características que el cervecero desea conservar.
En muchas cervezas modernas con marcado sabor a lúpulo, el objetivo es lograr una clarificación controlada, más que una máxima transparencia.
Cerveza de trigo y cerveza naturalmente turbia
Algunos tipos de cerveza se envasan deliberadamente con levadura en suspensión o con sustancias que producen turbidez.
En estos casos, puede que una filtración exhaustiva no sea necesaria o no resulte conveniente.
Este es un aspecto importante a tener en cuenta a la hora de diseñar una fábrica de cerveza: el equipo de filtración debe adaptarse al estilo de cada cerveza, en lugar de someter a todas las cervezas al mismo proceso de clarificación.
Producción comercial de cerveza a gran escala
A medida que aumenta la capacidad de las fábricas de cerveza, la filtración se convierte en una cuestión operativa y económica, además de una cuestión relacionada con la calidad del producto.
Una gran fábrica de cerveza comercial podría tener que tener en cuenta lo siguiente:
- Aclaración continua
- Elevado rendimiento en la producción de cerveza
- Consumo de filtros
- Pérdidas de cerveza
- Requisitos del CIP
- Automatización
- Turbidez constante
- Integración con los depósitos de cerveza clara
- Integración con las líneas de envasado
Por lo tanto, una fábrica de cerveza de mayor tamaño puede combinar la clarificación centrífuga con la filtración en profundidad, por cartuchos o por membranas, en función de su gama de productos y su filosofía de proceso.
Por el contrario, una cervecería más pequeña puede preferir un filtro de placas y marcos o un sistema compacto de cartuchos, ya que para ella son más importantes un menor gasto de capital y la sencillez operativa.
¿Qué hay que tener en cuenta a la hora de elegir un filtro para cerveza?
El filtro adecuado debe seleccionarse en función de los requisitos del proceso de la fábrica de cerveza, y no basándose únicamente en el grado de filtración.
Estilo de cerveza
Una cerveza lager excelente, una IPA turbia y una cerveza de trigo naturalmente turbia tienen distintos objetivos de clarificación.
Carga de levadura y sólidos
Cuantos más sólidos entren en el filtro, más rápido se obstruirá un filtro fino. Por lo tanto, una clarificación eficaz en la fase previa puede influir considerablemente en la eficacia de la filtración.
Claridad necesaria
El resultado puede variar desde una cerveza naturalmente turbia hasta una de claridad brillante.
Estabilidad de almacenamiento
La cerveza destinada a una distribución y un almacenamiento más prolongados puede requerir una filtración final más rigurosa o una estabilización microbiológica.
Pérdida de producto
Todos los filtros retienen una cierta cantidad de cerveza. Por lo tanto, el sistema debe evaluarse no solo en función de su rendimiento de filtración, sino también de la recuperación del producto.
Consumibles
La filtración DE requiere un coadyuvante de filtración, mientras que las láminas y los cartuchos filtrantes desechables generan costes recurrentes de material. Los sistemas de membranas reducen la dependencia de los medios desechables, pero conllevan la necesidad de limpiar y sustituir las membranas.
Capacidad de producción
El sistema de filtración adecuado para una cervecería que elabora lotes de 500 litros puede ser muy diferente del sistema necesario para una cervecería que produce varios lotes al día de 5.000 o 8.000 litros por lote.
Las soluciones para cervecerías de Tiantai abarcan desde los 500 L hasta los 8 000 L por lote en esta gama, con sistemas de elaboración adaptados a diferentes configuraciones de sala de cocción, capacidad de fermentación, niveles de automatización, servicios de apoyo, almacenamiento de cerveza clara y sistemas de embotellado. Tiantai también ofrece sistemas cerveceros más allá de este rango, que abarcan desde cervecerías a pequeña escala hasta instalaciones comerciales e industriales.
Soluciones de filtración para la fábrica de cerveza Tiantai
Tiantai diseña y fabrica sistemas completos de elaboración de cerveza tanto para cervecerías artesanales como para grandes plantas cerveceras comerciales e industriales.
La capacidad de una fábrica de cerveza puede variar desde sistemas de lotes pequeños hasta instalaciones de producción a gran escala, con sistemas de sala de cocción, fermentación, clarificación, almacenamiento de cerveza clara, CIP, refrigeración, embotellado, automatización y servicios generales configurados según los requisitos de producción. Las soluciones para cervecerías que ofrece Tiantai abarcan desde sistemas de 100 litros hasta más de 200 hectolitros, mientras que sus soluciones de 500 a 8.000 litros ofrecen diferentes configuraciones y niveles de automatización en función de la capacidad de la cervecería.
El objetivo no es simplemente conseguir que la cerveza sea lo más clara posible.
El objetivo es lograr el nivel adecuado de clarificación y filtración de la cerveza, al tiempo que se protege el sabor, se minimizan las pérdidas de producto, se controlan los costes operativos y se mantiene estable la producción de la fábrica de cerveza.
¿Estás pensando en montar una nueva fábrica de cerveza o en modernizar el sistema de filtración de cerveza de una ya existente? Tiantai puede diseñar el proceso de clarificación y filtración adaptándolo a tu tipo de cerveza, tu capacidad de producción y el flujo de trabajo completo de tu fábrica de cerveza.
