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https://hdl.handle.net/1822/88419
Título: | Application of hydrodynamic cavitation in brewing |
Autor(es): | Simões, Adriano Miguel Andrade |
Orientador(es): | Vicente, A. A. Brányik, Tomáš |
Palavras-chave: | Cavitação hidrodinâmica Ebulição do mosto Isomerização Processo cervejeiro Brewing Isomerization Hydrodynamic cavitation Wort boiling |
Data: | 6-Dez-2022 |
Resumo(s): | A cerveja é uma bebida muito popular em todo o mundo e que tem uma grande história até aos dias
de hoje, sendo a terceira bebida mais consumida em todo o mundo. É obtida por fermentação alcoólica,
utilizando leveduras geralmente do género Saccharomyces, num mosto preparado a partir de malte de
cereais, no qual foram adicionadas flores de lúpulo ou produtos de lúpulo e água potável.
A indústria da cerveja, como a conhecemos, é o resultado de um longo desenvolvimento. A forma
de produzir cerveja não é muito variável, pelo que esta indústria se baseia na criatividade para inovar
nesta área. Além disso, atualmente várias investigações têm sido realizadas com vista a inovar
tecnologicamente o processo. Uma das tecnologias mais investigadas neste campo, e o foco central
deste estudo é a aplicação da cavitação hidrodinâmica no fabrico de cerveja, mais precisamente durante
a fase de ebulição do mosto, a fim de poupar energia no processo. O fenómeno de cavitação consiste
(com auxílio de maquinaria) na formação e colapso de pequenas bolhas de vapor que geram grandes
quantidades de energia no meio.
O principal objetivo deste estudo é fazer uso da tecnologia na ebulição do mosto, e compreender as
condições que otimizam a isomerização dos ácidos alfa, bem como compreender se é possível reduzir
os níveis de glúten na cerveja.
As experiências foram realizadas num wort kettle com um volume de 50 L. Foram testadas diferentes
temperaturas num intervalo de 70 a 90 °C, bem como diferentes números de cavitação sendo aplicados
num intervalo de 0.062 a 0.15. Além disso, foi realizada uma experiência com pellets de lúpulo ao invés
de extrato de lúpulo. Foram também realizadas experiências a 70 e 100 °C (temperatura de ebulição)
sem cavitação, a fim de comparar os resultados com a utilização da tecnologia.
A isomerização mais elevada (63 %) foi obtida a 90 °C aplicando um número de cavitação de 0.062.
Esta foi superior à isomerização obtida para a experiência de ebulição tradicional (53.7 %). Os resultados
mostraram que a temperatura de 90 °C, independentemente do número de cavitação, parece muito
promissora e resulta numa melhor isomerização, ou pelo menos comparável à ebulição tradicional.
Relativamente aos resultados de glúten, a cavitação hidrodinâmica mostrou diminuir a concentração de
gliadina (proteína de glúten) no meio. No início da experiência foi detetada uma concentração de 65.3 ±
9.5 mg/L de gliadina enquanto no final 49.7 ± 7.2 mg/L. Beer is a very popular drink around the world, a beverage that has a great history until today, being the third most consumed drink in the entire world. It is obtained by alcoholic fermentation, using usually selected yeasts of the Saccharomyces genus, into a wort prepared from cereal malt, in which flowers of hops or hop products and potable water have been added. The beer industry as we know is the result of long development. The way of producing beer is not very variable, so this industry is based on creativity to innovate in this area. Furthermore, research is currently being carried out in order to technologically innovate the process. One of the most in-depth technologies in this field and the central focus of this study is the application of hydrodynamic cavitation in brewing, more precisely during the wort boiling stage, in order to save energy in the process. The cavitation phenomenon consists of (with support of machinery) the formation and collapse of small steam bubbles generating large amounts of energy in the medium. The main goal of this study is to make use of the application of the technology in wort boiling and understand the conditions that optimise the isomerisation of bitter alpha acids, as well as to understand if it is possible to reduce the levels of gluten in beer. The experiments were performed in a wort kettle with a volume of 50l. Different temperatures were tested in a range from 70 to 90 °C, as well as different cavitation numbers being applied in a range from 0.062 to 0.15. Furthermore, an experiment with hop pellets instead of hop extract was performed. Besides that, experiments at 70 and 100 °C (boiling temperature) without cavitation were also performed in order to compare the results with the use of the technology. The highest isomerization (63 %) was obtained at 90 °C applying 0.062 cavitation number. This was higher than the isomerization obtained for the experiment of traditional boiling (53.7 %). The results have shown that the use of 90 °C, regardless the cavitation number, seem very promising and results in isomerization better or comparable to traditional boiling. Regarding the gluten results, hydrodynamic cavitation has shown to decrease the concentration of gliadin (protein of gluten) in the medium. At the beginning of the experiment it was detected a concentration of 65.3 ± 9.5 mg/L gliadin while at the end 49.7 ± 7.2 mg/L. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado em Engenharia Química e Biológica |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/88419 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Adriano Miguel Andrade Simoes.pdf | Dissertação de mestrado | 2,27 MB | Adobe PDF | Ver/Abrir |
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