ES2910147B2 - Procedimiento y cerveza con nano-burbujas de co2 - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

PROCEDIMIENTO Y CERVEZA CON NANO-BURBUJAS

DE CO2

Campo de la técnica

El objeto de la presente invención pertenece al sector de la cerveza y su procedimiento de elaboración. Ello con el fin de poder obtener una cerveza que, por un lado, disponga de burbujas de tamaño nano y que, a su vez, consiga la destrucción de los microorganismos, evitando fermentaciones no deseadas en el producto final y agilizando el proceso de obtención de la misma, con unas determinadas características de volumen y tamaño del CO2.

Antecedentes de la invención

Son múltiples los métodos de obtención y las variedades de cervezas partiendo de la fermentación natural en los depósitos de fermentación (fermentador), se añade diferentes cantidades de levadura junto con el resto de ingredientes (componentes) deseados para obtener una fermentación natural, con el consecuente CO2 que pueda ser generado, controlando las presiones de los mismos manómetros que disponen éstos en la parte alta.

A partir de ahí, se conocen en particular distintos métodos para obtener el producto con una carbonatación deseada, o bien, a través de la creación de carbonatación forzada mediante la adicción de azúcar fermentable tras el embotellado, o mediante la inyección de CO2 exterior directamente al fermentador, previo al embotellado.

Resulta que, según las cantidades que se apliquen directamente a la cerveza en el fermentador, en función de la carbonatación deseada, a través de la inyección de CO2 exterior, se puede obtener una cerveza con más o menos CO2. El tamaño de éste CO2 es, de un modo natural, el que resulta de la propia fermentación de la levadura de la cerveza, sin encontrarse tratado dicho tamaño de ningún modo. Ello con independencia de que el CO2 sea creado o que resulte de una carbonatación natural, o sea resultado de una carbonatación forzada. En estos dos métodos anteriormente descritos, el tamaño de las burbujas no es controlable.

Lo cierto, sabido y conocido por todos es que, cuando se produce la cerveza de este modo carbonatada, sin tratar de ningún modo el tamaño de la burbuja del CO2, la levadura de la cerveza sigue viva. Se conocen métodos por los cuales se consigue una carbonatación en botella a través de una segunda fermentación dentro del recipiente, demostrando así que la levadura puede volver a activarse en presencia de nutrientes. Esta es la técnica conocida como el “priming”, que consiste en añadir un poco de azúcar antes de embotellar.

Pues bien, mediante la presente invención, y de un modo totalmente novedoso, manteniendo la primera fase de la fermentación de la cerveza en el fermentador de manera natural, utilizando aquellos ingredientes en la combinación deseadas, se introduce un procedimiento de recirculación fuera del fermentador, a la cual se le baja la presión en una medida conveniente, compensando la saturación del gas que se va a disolver y que se introducirá en el proceso de la recirculación de la cerveza con una inyección forzada de CO2 en dicha recirculación. Este es momento en el cual, al producirse la inyección del CO2, utilizando un determinado generador inyector y el “Efecto Venturi’, el CO2 arrastra y aspira la cerveza que se mezclara a gran velocidad con diferentes cambios de presión de modo que, tanto el CO2 que se inyecta y disuelve, como el que contiene la cerveza ya fermentada, se rompe formando burbujas en escala nano-métrica. Todo ello da lugar a la creación de la cerveza objeto de la presente invención con burbujas de CO2 de tamaño nano-métricas, cuyas características son propias y novedosas, toda vez que viene a resultar que dicho procedimiento, concede nuevas características a la cerveza con nano-burbujas como la inactividad a la levadura, y además de una saturación muy homogeneizada del gas CO2 en la cerveza, manteniéndose sin disolverse ni pasar a la fase libre, hasta su consumo.

Estos valores de presión y caudal se consiguen variando la velocidad de la bomba.

Exposición de la invención

El procedimiento para la obtención de cerveza con nano-burbujas de CO2 objeto de la presente invención, consiste en la inyección del CO2 en un circuito de recirculación de la cerveza antes de finalizar el proceso de fermentación natural con la levadura que todavía se encuentra activa en el mosto de cerveza. Es decir, en el primer momento del procedimiento existe una actividad microbiana la cual se convertirá en animicrobiana con el tratamiento de recirculación y de nano-burbujas de CO2.

Todo ello utilizando una bomba que extrae del depósito fermentador la cerveza para enviarlo a un generador inyector, el cual a su vez recibe el CO2 que se dispone en otro depósito. El generador inyector, utilizando diferentes presiones, aceleraciones, velocidad, turbulencias, rozamientos en su interior utilizando el principio Venturi, consigue que el CO2 se diluya en la cerveza obteniéndose una carbonatación forzada, en la que el tamaño de las burbujas resultan ser de un tamaño ultrafino de 50nm de diámetro de moda. Siempre resulta un tamaño <100nm de CO2 en cerveza. Estas nano-burbujas o burbujas ultrafinas que salen del generador inyector, se vuelven a introducir al depósito fermentador que se incorporan al torrente de cerveza y saturan de gas la cerveza, a la vez que se mantienen sin disolverse ni pasar a la fase libre, hasta su consumo.

Estos valores de presión y caudal se consiguen controlando, por un lado, la velocidad de la bomba mediante un variador de frecuencia con válvulas de dos y tres vías en el circuito de la cerveza, y por otro lado, mediante un manorreductor y un generador de caudal en el circuido del gas CO2, que se inyecta de un modo forzado en la recirculación a través del generador inyector.

El indicador de saturación de gas disuelto, inyectado forzosamente e introducido en el fermentador, es el mismo que el de la disolución sin nano-burbujas que dispone todo fermentador, ubicado convencionalmente en la parte alta de éste. El valor que debe alcanzar será también el mismo que el caso de disolución sin burbujas, ello en combinación con el tipo de cerveza que se esté fabricando, toda vez que cada una tiene unas características diferentes.

Con el fin de obtener una homogeneización total en el tamaño del CO2 contenido en la cerveza, y que el mismo sea de 50nm, se precisa realizar varias recirculaciones completas del depósito de fermentación. A modo de ejemplo, con un depósito de 3000 litros, se ha precisado realizar seis recirculaciones, dependiendo y encontrándose todo ello condicionado a la capacidad y al caudal de recirculación. En este supuesto señalado, se obtuvo en un procedimiento de una hora aproximadamente.

La cerveza obtenida mediante el procedimiento objeto de la presente invención tiene como características que los tamaños medios y polidispersidades de las nano-burbujas del CO2 en la cerveza, se midieron usando un Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments) con los siguientes parámetros: número de medidas, 5; viscosidad media, 1.054 cP (centipoise); índice de refracción, 1,62774; ángulo de dispersión, 173 °; longitud de onda (A) = 633nm; temperatura, 25 ° C. Los datos fueron analizados utilizando el software de distribución de números multimodal incluido con el instrumento.

Seguidamente se ha seguido un método analítico para comprobar la actividad antimicrobiana de la cerveza obtenida mediante el procedimiento objeto de la presente invención con las nano-burbujas de CO2, tal y como sigue:

- F. EU. 2.6.12 Control de la contaminación Microbiana en Productos no obligatoriamente Estériles (Recuento de microorganismos aerobios Viables Totales).

- El método experimental seleccionado para el recuento ha sido el de siembra en placa.

- Como pretratamiento de la muestra, se ha realizado una dilución 1/10 de las muestras de cerveza, en condiciones adecuadas según las características físico-químicas de la muestra. Para asegurar la correcta homogenización de la muestra, manteniendo durante aproximadamente 30 minutos a una temperatura controlada en agitación.

- De forma paralela, se realizado un control negativo (Cerveza sin nanoburbujas) y un control positivo (cerveza inoculada con Sacharomyces cerevisae). Se ha inoculado un volumen de 1 ml por duplicado de cada muestra preparada en el medio Sabouraud Dextrose Agar preparado previamente. Las placas se incubaron a una temperatura de 20- 25°C durante 5-7 días para levaduras.

Se han obtenido como resultados unas características propias y novedosas en la cerveza obtenida por el procedimiento objeto de la presente invención con nano-burbujas de CO2. Una vez tomadas las muestras de cerveza, con y sin tratamiento de nano-burbujas, se sometieron a una caracterización de sus dimensiones a través del instrumento de espectroscopia de correlación fotónica o dispersión dinámica de luz citado anteriormente.

La cerveza sometida a inyección de nano-burbujas mostró unas nano-burbujas con un tamaño de radio hidrodinámico de 50,2±0.3nm y un índice de polidispersidad (PDI) de 0.2±0.0 confirmado la efectividad del proceso en la generación de burbujas con escala nano-métrica incluso inferiores a 100nm con una gran homogeneidad asociada al valor de PDI.

La cerveza carbonatada a través de la técnica habitual mediante la disolución de CO2 en el tanque de fermentación mostró un tamaño de burbujas 440.8±573.9nm y un PDI de 0.955±0.0 indicando una falta de homogeneidad en el tamaño de las burbujas encontrando burbujas en escala micrométrica mezclada con otras escalas.

La cerveza obtenida mediante el procedimiento objeto de la presente invención con nano-burbujas de CO2, tras evaluar los resultados obtenidos mediante las investigaciones y el ensayo de evaluación de actividad antimicrobiana citado anteriormente, se observa una fuerte actividad de las nano-burbujas frente a la levadura utilizada en el proceso dando lugar a que esta esté totalmente inactiva en el producto finalizado al contrario de lo que ocurre en la cerveza obtenida de un modo convencional (cerveza control), donde la levadura está todavía activa en el producto acabado.

Debiendo señalarse como una de las características novedosas, como es el que las nano-burbujas tienen unas propiedades sensoriales ultrafinas para el paladar.

Mediante la presente invención se obtienen las siguientes ventajas:

- La cerveza con nano-burbujas de CO2 de un modo homogéneo.

- Las burbujas de CO2 son de un tamaño inferior a 100nm de CO2 en cerveza.

- Se consigue la inactivación y/o destrucción de microorganismo causante de la fermentación.

- Se agiliza el proceso de elaboración reduciendo los pasos finales de la elaboración de cerveza convencional.

- Posibilita el control absoluto del proceso de fermentación sin necesidad de añadir aditivos químicos ni otros tratamientos términos ni físicos independientes a la presente invención.

- Se obtiene una cerveza con propiedades sensóricas de burbujas ultrafinas.

Breve descripción de los dibujos

A continuación, mediante el dibujo, se explica las diferentes partes y disposiciones del procedimiento, así como de los resultados y características del producto obtenidos que forman parte de la presente invención de procedimiento y cerveza con nano-burbuja de CO2, complementando la memoria descriptiva, ilustrando un ejemplo de realización preferente pero en ningún caso limitante de la invención.

Las características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de un ejemplo de realización con referencia al dibujo de la figura adjunta, en los que:

La Figura 1, consiste en una vista general de la disposición de los componentes que ponen en práctica el procedimiento de recirculación de la cerveza para obtener una con nano-burbuja, utilizando para ello el circuito que se representa, en el que interviene la bomba, el generador inyector del CO2 y el termentador con sus dispositivos de control.

La Figura 2, consiste en un gráfico de la homogenización del tamaño de la burbuja de CO2 en la cerveza objeto de la presente invención, donde el eje vertical es intensidad de la señal y el horizontal es el tamaño en nanómetros.

La Figura 3, consiste en un gráfico del tamaño de la burbuja de CO2 en la cerveza obtenida por un procedimiento convencional, donde el eje vertical es intensidad de la señal y el horizontal es el tamaño en nanómetros.

Descripción de los diferentes elementos de la invención

1.

- Depósito termentador, donde se fermenta el mosto de cerveza con la levadura.

2. - Cerveza en el depósito termentador (1).

3. - Conducto de salida de la cerveza del depósito termentador (1) hasta la bomba (4).

4.

Bomba para extraer la cerveza (2) del depósito termentador (1) para dirigirla a través de la conducción (5) hasta la entrada (6) del generador inyector (7).

5. - Conducción de la cerveza (2) dispuesta entre la bomba (4) y la entrada (6) del generador inyector (7).

6. - Entrada de la cerveza (2) al generador inyector (7).

7.

- Generador inyector el cual por un lado recibe por la entrada (6) la cerveza (2) y por la entrada (10) el CO2 para someter, en su interior, a las presiones, aceleraciones, turbulencias, etc. diluyendo el CO2 en la cerveza (2) a un tamaño nano-burbuja la cual sale disuelta por la salida (11).

8. - Depósito de CO2 comprimido.

9. - Conducción del CO2 del depósito de CO2 (8) a la entrada (10) del generador inyector (7).

10. - Entrada del CO2 al generador inyector (7).

11. - Salida de la cerveza (2) con CO2 a tamaño nano-burbuja.

12. - Conducción de la cerveza (2) con CO2 tamaño nano-burbuja desde la salida (11) del generador inyector (7) hasta el depósito fermentador (1).

13. - Válvula de seguridad del depósito fermentador (1).

14. - Manómetro de gas libre del depósito fermentador (1).

15. - Salida para extraer el exceso de presión en el depósito fermentador (1). 16. - Salida para extraer la cerveza (2) una vez recirculada y con nano-burbuja en el depósito fermentador (1).

17. - Drenaje de condensados que dispone el depósito fermentador (1).

18. - Manoreductor que dispone la salida del depósito de CO2 (8) para controlar la presión y caudal.

Descripción detallada de un ejemplo de realización

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de cerveza (2) en la cual el CO2 que contiene es de un tamaño <100nm y en ejemplo de realización nos ha resultado ser de 50nm que le proporciona unas características novedosas.

El procedimiento consiste en que, antes de finalizar el proceso de fermentación natural con la levadura, que todavía se encuentra activa en el mosto de cerveza en el depósito de fermentación (1), se realizará una recirculación de dicha cerveza (2) todavía con levadura activa a través de un circuito el cual, teniendo como partida el propio depósito de fermentación (1), a través de la conducción (3), extrae la cerveza (2) hasta la bomba (4) que la bombea a través del conducto (5) hasta la entrada (6) del generador inyector (7) con una determinada presión. En el interior de dicho generador inyector (7), se le somete a la cerveza (2) a una inyección forzada de CO2 el cual, le ha sido suministrado desde el depósito de CO2 (8) a través de la conducción (9) por la entrada (10) del generador inyector (7) y que, en su interior, se someten por los efectos Venturi a la dilución del CO2 en la cerveza (2) con presiones, aceleraciones, rozamientos, propias y determinadas por el generador inyector (7) que provoca que las burbujas que lleva la cerveza (2), a la salida (11) del generador inyector (7), sea de un tamaño ultrafino de 50nm de diámetro de moda. Esta cerveza (2) con nano-burbujas se dirige, a través del conducto (12), de nuevo al depósito de fermentación (1) en el que se deposita la misma y, con el fin de que dicha cerveza disponga de un tamaño homogéneo en todo su contenido la nanoburbuja de CO2, se recircula todo el contenido de la cerveza (2) del depósito de fermentación (1) cuantas veces se considere oportuno.

Para poder mantener los valores de presión y caudal en el depósito de fermentación (1), se controla, por un lado, la velocidad de la bomba (4) mediante un variador de frecuencia con válvulas de dos o tres vías en el circuito, así como mediante un manorreductor (18) y generador del caudal en el conducto (9) del CO2 que se inyecta de un modo forzado por el generador inyector (7) en el proceso de recirculación de la cerveza (2) objeto de la presente invención.

Particularmente, con la inyección forzada del CO2 en la recirculación a través del generador inyector (7) y la entrada en el depósito de fermentación (1) de dicha cerveza (2), la presión en el interior del depósito de fermentación se encuentra regulada a través de la combinación de la válvula de seguridad (14), la evacuación del exceso de presión (15) y en todo caso por la válvula de seguridad (13), para mantener la presión convenida en el depósito fermentador en todo momento según interese, en función del tipo de cerveza de que se trate. Todo ello incluyendo la disposición del drenaje (17) junto con la salida (16) para extraer la cerveza (2) con la nano-burbuja del depósito de fermentación (1) una vez obtenida ésta.

El procedimiento de recirculación puede variar, como ejemplo no limitativo, disponiendo de un depósito de fermentación (1) de 3.000 litros de capacidad, se ha precisado realizar hasta seis recirculaciones completas en un tiempo aproximado de una hora para realizar todo el procedimiento y obtener la cerveza (2) con nano-burbuja de <100nm de CO2 objeto de la presente invención.

Este es el nuevo procedimiento de obtención de cerveza (2) con nano-burbujas de CO2, objeto de la presente invención. En la realización preferente, ha dado lugar a un producto con unas características propias y novedosas, los tamaños medios, polispersidades de las nano-burbujas de CO2 en la cerveza (2) medidos con un Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments) resultando los siguientes parámetros: número de medidas, 5; viscosidad media, 1.054 cP; índice de refracción, 1,62774; ángulo de dispersión, 173 °; A = 633nm; temperatura, 25 ° C. La cerveza (2) sometida al procedimiento objeto de la presente invención obtiene unas nano-burbujas con un tamaño de radio hidrodinámico de 50,2±0.3nm y un índice de polidispersidad (PDI) de 0.2±0.0 confirmado la efectividad del proceso en la generación de burbujas con escala nano-métrica incluso inferiores a 100nm con una gran homogeneidad asociada al valor de PDI y así se representa en la Figura 2. Característica muy diferenciada frente al tamaño y homogeneidad que se puede encontrar en la cerveza sometida a un procedimiento de obtención convencional de elaboración y representados en la Figura 3.

Además, la cerveza (2) obtenida mediante el procedimiento de recirculación y con nano-burbuja objeto de la presente invención, tiene como característica que la levadura después de la inyección forzada del CO2 y la recirculación queda totalmente inactiva en el producto finalizado, al contrario de lo que ocurre con la obtenida de un modo convencional, comprobándose la actividad antimicrobiótica mediante TYMC (Recuento total de levaduras/mohos, cuyas siglas se representan en inglés “Total Yeast/Moulds Counf).

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1a.- Procedimiento de elaboración de cerveza con nano-burbujas de CO2 que, siendo mecánico, se encuentra caracterizado porque:

a) Partiendo de una cerveza que se encuentra en un depósito fermentador (1), antes de finalizar el proceso de fermentación natural, en el que la levadura todavía se encuentra activa, se realiza una recirculación de dicha cerveza fuera del depósito de fermentación (1).

b) Se extrae la cerveza (2) utilizando la bomba de extracción (4), la cual bombea la cerveza (2) a través del conducto (5) hasta la entrada (6) del generador inyector (7) con una determinada presión.

c) En el interior de dicho generador inyector (7) se le somete a la cerveza (2) a una inyección forzada de CO2, el cual le ha sido suministrado desde el depósito de CO2 (8) a través de la conducción (9) por la entrada (10) del generador inyector (7) y que, en su interior, se someten por los efectos Venturi combinando la presión, aceleración, rozamientos, aceleraciones, propias y determinadas a la dilución del CO2 en la cerveza (2), dando lugar a que a la salida (11) del generador inyector (7) las burbujas de la cerveza (2) son de un tamaño inferior a 100nm de diámetro de moda. d) Dicha cerveza con CO2 a tamaño <100nm se introduce de nuevo en el depósito de fermentación (1) incorporándose al torrente de cerveza (2) saturado de gas la cerveza (2), a la vez que se mantienen sin disolverse ni pasar a la fase libre, hasta su consumo.

2a.- Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para alcanzar tanto una parálisis del proceso de fermentación inactivando la actividad metabólica de la levadura como una homogeneización del tamaño medio de la nano-burbuja del CEO2 en la cerveza (2), se recircula el contenido de los fermentadores tantas veces sean convenientes en función del tamaño del depósito de fermentación (1) y las presiones y cantidad de CO2 que se deseen en la cerveza (2).

3a .- Cerveza con nano-burbujas de CO2 obtenida según el procedimiento descrito según las reivindicaciones 1a y 2a caracterizada porque se encuentra constituida de un modo homogéneo por todas sus nano-burbujas de un tamaño inferior a 100nm de diámetro de moda.

4a.- Cerveza con nano-burbujas de CO2 según las reivindicaciones ia a 3a caracterizada porque tiene inactivado o destruidos los microorganismos causantes de su fermentación.

5a.- Cerveza con nano-burbujas de CO2 según las reivindicaciones ia a 4a caracterizada porque tiene un índice de polidispersidad (PDI) de 0.2±0.0

6a.- Cerveza con nano-burbujas de CO2 según las reivindicaciones ia a 5a caracterizada porque los tamaños medios y polidispersidades de las nanoburbujas CO2 son: número de medidas, 5; viscosidad media, 1.054 cP (centipoise); índice de refracción, 1,62774; ángulo de dispersión, 173°; Longitud de onda (A) = 633nm; a temperatura, 25 °C.