Os meios filtrantes na cervejaria


A filtração da cerveja tem como objetivos primários a eliminação de turvações, levedura, resinas de lúpulo, ligações tanino–protéicas; eliminação ou redução de substâncias que podem levar a uma turvação, como proteínas, polifenóis, α- e β-glucanos; eliminação de microrganismos, levedura, bactérias e melhoria do brilho e estabilidade organoléptica (sensorial)

É a última fase do processo de produção onde a qualidade ainda pode ser ativamente influenciada. A partir da filtração, são necessárias apenas medidas preventivas, para levar a qualidade alcançada até os vasilhames.

Existem três possibilidades de separação de partículas turvadoras (as dispersões graúdas, os colóides e parcialmente as dispersões moleculares):

1 - Efeito de peneira

Partículas grandes permanecem sobre a superfície da camada filtrante e não penetram nos poros.

2 - Efeito de profundidade

Pequenas partículas aderem aos poros por causa das rugosidades (reentrâncias), mudanças de direção etc. Uma alta vazão (velocidade do fluxo) pode eliminar este efeito.

3 - Efeito de adsorção

Partículas muito pequenas são retidas através de adsorção, cujo efeito pode ser aumentado pelo material filtrante. A capacidade de adsorção das camadas é limitada.

Diferenciação:

Efeito de peneira – suporta altas diferenças de pressão (até 6 bar)
Efeito de profundidade – através de diferenças de pressão mais elevadas e turbulência, os efeitos de adsorção e de profundidades podem ser anulados.

A relação entre o efeito de filtração e a vazão do filtro, pode ser observada na representação gráfica abaixo:

A filtrabilidade da cerveja

Uma má filtrabilidade da cerveja traz consigo as seguintes desvantagens: elevado consumo de água, energia e elementos auxiliares de filtração; riscos microbiológicos ao se reiniciar a filtração; sob determinadas condições, impossibilidade de se filtrar a cerveja e elevados custos com pessoal.

Para a filtrabilidade são importantes três características:

1) Densidade: depende do extrato e teor alcoólico. Ela oscila relativamente pouco.
2) Viscosidade: determina para cada vazão de filtro a diferença de pressão, mas não o aumento de pressão na entrada.
3) Partículas turvadoras: consistem de carboidratos, proteínas, polifenóis, metais pesados ou oxalato de cálcio.

Meios filtrantes (Auxiliares de Filtração)

Os meios filtrantes possuem importante função, pois sua utilização em combinação com os equipamentos da filtração principal (filtros de placas horizontais ou filtros de velas), permite melhorar as características físico-químicas, microbiológicas e organolépticas da cerveja.

1) Terra diatomácea (kieselgur)

Consiste de esqueletos fossilizados de algas pré-históricas ou diatomitas (existem cerca de 15.000 espécies). A diatomácea clarifica pelo efeito de peneira e seu poder de adsorção é pequeno em diatomáceas grossas (brancas) e um pouco maior em diatomáceas mais finas (vermelhas).

A diatomácea bruta é secada, calcinada a 800°C - 1.100°C (para eliminar substâncias orgânicas), moída e separada através de fluxo de ar, onde se obtém as diversas granulometrias. A superfície livre atinge até 90%, no caso de diatomáceas finas.

Análise e qualidade da terra diatomácea

1 - Ao microscópio: Observar impurezas, como areia e observar a estrutura da sílica.
2 - Determinação mecânica: Quanto menor for a velocidade de sedimentação, tanto melhor o efeito de filtração.
3 - Análise química: Umidade: 5% e o pH deve preferencialmente se situar próximo de 7.
4 - Análise microbiológica: Algumas terras diatomáceas estão contaminadas por microrganismos, deverão apresentar isenção de coliformes.
5 - Degustação: Para detectar possíveis alterações de aroma e paladar.

Composição terra diatomácea

Elemento

Forma

%

Silício

Si02

77 - 95

Alumínio

Al203

2 -5

Ferro

Fe203

1 – 4

Cálcio

Ca0

0,5 – 4

Sódio

Na20

até 4

Titânio

Ti02

até 2

Magnésio

Mg0

até 1

Potássio

K20

até 1

Escolha da terra diatomácea

Na filtração de cervejas, geralmente como norma trabalha-se com dois tipos de diatomácea, uma grossa ou média e uma diatomácea fina. Dependendo de sua porosidade ou permeabilidade, as diatomáceas são classificadas em finas, médias ou grossas.

A tabela abaixo demonstra a correlação entre o “wasserwert” e a granulometria de terras diatomáceas utilizadas no Brasil.

“Wasserwert”- (WW) – é o volume de água que permeia uma determinada pré-camada, sob condições definidas, em uma hora.

Os valores padrão de WW são os seguintes (para a terra diatomácea):

35 a 130 = Média
130 a 320 = Grossa
>320 = Muito grossa

Exemplo:

Terra
diatomácia

Dicalite
SPEED FLOW

PF/BM

GN 300

Dicalite
SPEED-PLUS

EF 220

Wasserwert (l/h)

70

10

220

370

1,7

Classificação

média

fina

grossa

muito grossa

muito fina

As terras diatomáceas devem ser manuseadas com todas as precauções cabíveis relativas à saúde. Uma constante inalação do pó pode provocar silicose.


Laboratório - Teste de prateleira de cervejas


2) Perlitas

São de procedência vulcânica, consistem em silicato de alumínio, com 65 a 75% de sílica, 10 a 15% de alumínio e o restante de sais.

Em seu estado natural, possui 2 a 3% de água. Estas rochas vulcânicas são finamente moídas e aquecidas logo abaixo do ponto de fusão (aprox. 1.000°C). A água contida é evaporada e os grãos rochosos incham, chegando o seu volume a aumentar em até 30 vezes. O peso/volume das perlitas em comparação com as sílicas é 20 a 40% menor. Perlitas são utilizadas atualmente para a filtração da cerveja por apresentarem bom rendimento. São usadas em filtrações onde se requer rapidez e baixo custo e onde muitas vezes a turbidez não é o mais importante (filtração de cerveja e também de mosto).

3) Celulose

Celulose é a substância orgânica mais abundante na natureza e é o principal componente das membranas celulares dos vegetais.

O material celulósico obtido da celulose “in natura”, é submetido a processos de purificação, descoramento e branqueamento. Em seguida é seco e fragmentado para a obtenção de vários comprimentos de fibra (classificação).

Aplicação na filtração:

- Pode-se utilizar com outros meios filtrantes na formação de camadas de sustentação;
- Utilizada na fabricação de placas filtrantes em combinação com algodão, terra diatomácea e materiais de adsorção;
- Coadjuvante de filtração junto com a terra infusória. Comprimento e diâmetro das fibras: 100 – 250 µ e 18 µ, respectivamente.

4) Carvão ativo

É de procedência vegetal (madeira) e é muito poroso. Possui uma superfície de contato de 500 a 1.200 cm2/g.

Sua força de adsorção é muito difícil de manter sob controle e de acordo com a ativação, deve agir sobre cor, paladar ou odor. Nos poros de transporte, transição e armazenagem são adsorvidas (retiradas) até mesmo substâncias moleculares de líquidos e gases. A dosagem varia de 5 a 50g/hl de cerveja.

5) Levedura

A levedura cervejeira é um excelente meio de absorção e auxiliar de filtração, onde um número excessivo ou reduzido de células de levedura em suspensão prejudica a filtração:
 

- Quantidade ideal:..........................................aprox. 0,6 x 106/ml
- Clarificação normal:.......................................aprox. 1 a 1,5 x 106ml
- Maturação longa e fria:..................................5.000/ml
- Cervejas com levedura pulverulenta:................4 a 8 x 106/ml
- Cervejas de alta fermentação:........................10 a 15 x 106/ml.

A escolha dos meios filtrantes mais adequados deve levar em conta não apenas seu rendimento e custo, mas também o impacto ambiental.

Fonte: Matthias Rembert Reinold
Mestre Cervejeiro Diplomado