Tras la fermentación y la maduración, la filtración de la cerveza es uno de los pasos más importantes antes de la carbonatación y el envasado. Un sistema de filtración adecuado influye en claridad de la cerveza, estabilidad del sabor, pérdidas de producto, costes operativos, necesidades de mano de obra e impacto medioambiental.
Para una pequeña cervecería artesanal, puede resultar más adecuado un sistema sencillo y flexible. Una cervecería de tamaño medio puede beneficiarse de la filtración por membrana automatizada, mientras que una gran cervecería industrial suele necesitar un sistema de filtración continuo y altamente automatizado, integrado con procesos de centrifugación, estabilización, carbonatación y envasado. Este artículo explica las principales tecnologías de filtración de la cerveza y ofrece recomendaciones prácticas para cervecerías pequeñas, medianas y grandes.
1. ¿Por qué se filtra la cerveza tras la fermentación?
Tras la fermentación, la cerveza suele contener células de levadura, partículas de lúpulo, complejos de proteínas y polifenoles, sólidos en suspensión, sustancias que provocan turbidez y otras partículas finas. El objetivo de la filtración no es simplemente que la cerveza tenga un aspecto brillante. Un proceso de filtración bien diseñado puede ayudar a conseguir:
- Aspecto brillante y estable de la cerveza
- Calidad constante de los productos
- Menor contenido de levadura y partículas
- Mayor estabilidad microbiológica cuando se combina con un tratamiento posterior adecuado
- Mejora del rendimiento del envasado
- Mayor vida útil
La clarificación de la cerveza puede realizarse mediante centrifugación, filtración o una combinación de ambas técnicas. Un proceso típico podría ser el siguiente: Fermentación → Acondicionamiento en frío → Separación de la levadura → Filtración → Estabilización → Carbonatación → Envasado Sin embargo, no todas las cervecerías necesitan seguir todos los pasos.
2. Principales tecnologías de filtración de la cerveza
Las tecnologías más habituales pueden clasificarse en varias categorías. La filtración tradicional de la cerveza utiliza kieselguhr/ Filtración con DE (tierra de diatomeas, DE) como coadyuvante de filtración. La cerveza pasa a través de una capa de filtro formada por kieselguhr, que retiene la levadura y las partículas finas.
Las ventajas: Tecnología consolidada y probada, alta capacidad de filtración, buen rendimiento de clarificación, adecuada para la elaboración tradicional de cerveza lager, principio de filtración relativamente sencillo.
Las desventajas: El consumo continuo de coadyuvante de filtración genera residuos sólidos; requiere la manipulación y eliminación del kieselguhr usado; pueden producirse pérdidas de cerveza durante la filtración y la limpieza; y requiere una mayor intervención manual en comparación con los sistemas modernos de membranas.
Estas cuestiones operativas y de gestión de residuos son algunas de las razones por las que las fábricas de cerveza se han planteado cada vez más la filtración por membrana de flujo cruzado.
3. Filtración por membrana de flujo cruzado
La filtración de flujo cruzado se ha convertido en una alternativa importante a la filtración tradicional con diatomeas. En lugar de hacer pasar toda la cerveza directamente a través de una capa de filtro, la cerveza fluye paralelo a la superficie de la membrana. La membrana retiene la levadura y otras partículas, mientras que la cerveza clarificada pasa a través de ella.
Una de las principales ventajas es que la filtración de flujo cruzado no requiere una torta de filtración desechable. Por lo tanto, los sistemas modernos pueden funcionar sin kieselguhr y pueden automatizarse y limpiarse mediante CIP. Entre las membranas típicas utilizadas en la elaboración de cerveza se incluyen las membranas de fibra hueca polimérica y otras configuraciones de membranas. Las membranas de microfiltración pueden diseñarse específicamente para eliminar la levadura y la turbidez de la cerveza.
Principales ventajas
- Sin kieselguhr
- Residuos de filtración menos sólidos
- Alto nivel de automatización
- Menor intervención del operador
- Rendimiento de filtración constante
- Buen potencial de recuperación del producto
- Compatible con CIP
- Apto para cervecerías de distintos tamaños
Posibles inconvenientes
- Mayor inversión inicial
- La limpieza y el mantenimiento de las membranas son importantes
- El rendimiento de la membrana depende en gran medida de la carga de sólidos.
- Una clarificación adecuada en la fase previa puede mejorar significativamente el rendimiento
Por ejemplo, algunos sistemas de membranas de las cervecerías artesanales utilizan la centrifugación antes de la filtración de flujo cruzado para reducir la carga de levadura y sólidos en las membranas.
4. Filtración con cartuchos, filtros de vela y filtración estéril final
No todos los filtros que se utilizan tras la fermentación están destinados a realizar la misma función. Por ejemplo, una cervecería puede utilizar: Clarificación primaria → Filtración fina → Filtración final por membrana La filtración final puede diseñarse para reducir los microorganismos restantes o las partículas finas antes del envasado, en función del producto y de la estrategia de vida útil. Esto resulta especialmente importante en la elaboración de cerveza que requiere un alto nivel de estabilidad microbiológica sin depender exclusivamente de la pasteurización. Por lo tanto, el sistema de filtración debe diseñarse de acuerdo con la especificaciones finales de la cerveza, y no solo la claridad visual deseada.
5. ¿Cuál es la mejor opción para una pequeña cervecería?
Para una pequeña cervecería artesanal, los factores clave suelen ser: baja inversión, producción flexible, lotes de pequeño tamaño, facilidad de manejo, bajas pérdidas de cerveza, disponibilidad limitada de mano de obra, facilidad de limpieza y capacidad para elaborar diferentes estilos de cerveza.
Opción A — Filtración con cartuchos o placas
Para cervecerías muy pequeñas, especialmente aquellas que producen cerveza de barril, cerveza artesanal fresca, pequeñas cantidades y cervezas especiales sin filtrar, un sistema de filtración sencillo puede ser suficiente. Un sistema de clarificación de placas y marcos o basado en cartuchos puede resultar práctico cuando el rendimiento de la filtración es relativamente bajo. Sin embargo, la cervecería debe tener en cuenta que un filtro sencillo puede no ofrecer el mismo grado de automatización o consistencia que un sistema industrial de membranas.
Opción B — Filtración compacta de flujo cruzado
Para una pequeña cervecería que desee elaborar cerveza con un aspecto siempre brillante y reducir el consumo de coadyuvante de filtración, La filtración compacta por flujo cruzado mediante membranas resulta cada vez más atractiva. Existen sistemas comerciales específicos para cervecerías artesanales. Por ejemplo, Pentair ofrece actualmente un sistema compacto de ósmosis inversa para cerveza, diseñado para cervecerías artesanales, con un precio aproximado de 30-80 hL/h, mientras que hay otra configuración compacta cuyo precio ronda los 80-170 hL/h.
Configuración recomendada
Para una pequeña cervecería en expansión: Fermentador → Depósito de cerveza fría → Centrífuga / Separación de levadura → Filtro compacto de flujo cruzado → Depósito de cerveza clara → Carbonatación → Embotellado Esta configuración ofrece un buen equilibrio entre automatización y flexibilidad.
Recomendación práctica de TIANTAI
En el caso de una pequeña cervecería, por lo general recomendaría: Cerveza artesanal fresca / Cervecería especializada en cerveza de barril→ Filtración por clarificación simple o por cartucho
Cerveza clara embotellada o en lata → Filtración por membrana compacta
Cervecería de alta gama con bajos requisitos en cuanto a pérdidas de cerveza → Centrífuga + filtración en flujo cruzado compacta
6. ¿Cuál es la mejor opción para una cervecería de tamaño medio?
En el caso de una cervecería de tamaño medio, la situación económica cambia. A esta escala, la filtración ya no es solo una cuestión de adquirir un filtro. La cervecería debe tener en cuenta la capacidad de filtración, la producción diaria, el número de fermentadores, la velocidad de envasado, la recuperación de cerveza, la automatización, el CIP, el coste de mano de obra, el consumo de medios filtrantes, el tratamiento de residuos y la futura expansión.
Tecnología recomendada: filtración por membrana de flujo cruzado automatizada
Para muchas cervecerías medianas, La filtración por membrana de flujo cruzado es una opción ideal. Existen sistemas comerciales de flujo cruzado para cerveza destinados a cervecerías pequeñas y medianas, con ejemplos que rondan los 15-75 hL/h.
Un sistema típico puede ser: Fermentador → Centrífuga → Filtro de membrana de flujo cruzado → Estabilización → Depósito de cerveza clara → Carbonatación → Llenadora
La centrífuga resulta especialmente útil cuando la cerveza contiene una cantidad considerable de levadura, lúpulo u otros sólidos, ya que reduce la carga de sólidos que entra en el sistema de membranas.
Por qué tiene sentido esta configuración
En comparación con la filtración DE tradicional, la filtración de flujo cruzado permite eliminar el consumo de coadyuvantes de filtración y reducir los residuos sólidos. Además, puede integrarse en una línea de producción automatizada. Para una cervecería de tamaño medio que elabora varios tipos de cerveza, esta flexibilidad puede resultar especialmente valiosa.
7. ¿Cuál es la mejor opción para una gran cervecería?
Las grandes fábricas de cerveza tienen requisitos totalmente diferentes. Es posible que el sistema de filtración tenga que gestionar cientos de hectolitros por hora, una producción continua, múltiples marcas de cerveza, múltiples lotes de fermentación, un sistema CIP automatizado, ciclos de filtración automatizados, una baja pérdida de producto, una alta estabilidad microbiológica y la integración con el proceso de envasado. A este nivel, el sistema de filtración debe considerarse parte del sistema completo de elaboración de cerveza, en lugar de como un filtro independiente.
Configuración recomendada
Un sistema típico de gran capacidad puede incluir: Fermentación→ Separación de levadura / Centrifugación → Filtración por membrana de flujo cruzado → PVPP / Estabilización, si es necesario → Filtración final → Carbonatación → Depósito de cerveza clara → Pasteurización o filtración estéril, si es necesario → Llenado y envasado a alta velocidad
Existen sistemas modernos de membranas comerciales para fábricas de cerveza mucho más grandes; por ejemplo, Pentair ofrece sistemas que van desde aproximadamente 200-900 hL/h para las grandes cervecerías.
8. Cervecerías pequeñas, medianas y grandes
| Escala de cervecería | Filtración recomendada | Aplicación típica | Automatización |
|---|---|---|---|
| Pequeña cervecería artesanal | Cartucho / Placa / Flujo cruzado compacto | Cerveza fresca y especialidades | Baja-Media |
| Una pequeña cervecería en expansión | Flujo cruzado compacto | Cerveza sin gas en botella o lata | Medio-alto |
| Cervecería de tamaño medio | Sistema automatizado de flujo cruzado + centrífuga | Cerveza envasada para el mercado comercial | Alta |
| Gran fábrica de cerveza | Flujo cruzado de alta capacidad + Centrífuga + Estabilización | Cerveza comercial a gran escala | Muy alto |
| Cervecería de gran tamaño | Línea integrada de filtración automatizada | Producción continua a alta velocidad | Muy alto |
Importante: El tamaño de la fábrica de cerveza por sí solo no debería determinar el filtro. El ritmo de producción, el tipo de cerveza, la concentración de levadura, la claridad deseada, el formato de envasado, el plazo de conservación previsto y el horario de funcionamiento son igualmente importantes.
9. ¿Y qué hay de la filtración DE?
La filtración DE no debe considerarse “obsoleta”. Sigue siendo una opción técnicamente probada y puede seguir siendo una opción válida en los siguientes casos:
- Es necesario reducir al mínimo la inversión inicial
- La fábrica de cerveza ya cuenta con una infraestructura de filtración con diatomeas.
- Se requiere una elevada capacidad de filtración
- La manipulación y la eliminación de los coadyuvantes de filtración son aceptables
- La fábrica de cerveza cuenta con operarios de filtración con experiencia
Sin embargo, una nueva cervecería debería comparar el coste total de propiedad, en lugar de fijarse únicamente en el precio de compra. El cálculo debería incluir: Filtro + bombas + coadyuvantes de filtración + mano de obra + pérdida de cerveza + limpieza + aguas residuales + eliminación de residuos sólidos + mantenimiento Es aquí donde la filtración por membrana puede resultar económicamente interesante, a pesar de su mayor inversión inicial.
10. Flujo cruzado frente a DE: una comparación práctica
| Factor | Kieselguhr / DE | Membrana de flujo cruzado |
|---|---|---|
| Inversión inicial | Baja | Más alto |
| Ayuda para el filtro | Obligatorio | No es obligatorio |
| Residuos sólidos | Alta | Muy bajo |
| Automatización | Medio | Alta |
| Participación de los operadores | Más alto | Baja |
| Pérdida de cerveza | Puede ser importante | En general, bajo |
| PIC | Sí | Sí |
| Flexibilidad | Bien | Muy bien |
| Impacto medioambiental | Más alto | Baja |
| Costes de explotación a largo plazo | Depende de la escala | Atractivo si se utiliza adecuadamente |
| Pequeña cervecería | Posible | Cada vez más atractivo |
| Cervecería de tamaño medio | Posible | Muy adecuado |
| Gran fábrica de cerveza | Fundada | Muy adecuado |
Los sistemas de flujo cruzado están diseñados específicamente para proporcionar una filtración continua o por lotes sin que se forme la torta de filtración convencional, mientras que los sistemas automatizados pueden controlar los ciclos de filtración y limpieza.
11. Un punto importante: no filtres en exceso la cerveza artesanal
Una mayor filtración... no significa automáticamente que la cerveza sea mejor. Algunos estilos de cerveza artesanal conservan intencionadamente:
- Levadura
- Proteína
- Compuestos derivados del lúpulo
- Niebla natural
- Componentes que aportan sabor
Por ejemplo, algunas cervezas de trigo, las IPA turbias y las cervezas especiales pueden envasarse deliberadamente sin filtración brillante. Por lo tanto, la primera pregunta siempre debería ser: ¿Qué tipo de cerveza estáis elaborando y cuáles son las especificaciones finales que necesitáis para la cerveza? A continuación, se debe seleccionar el sistema de filtración adecuado.
12. Cómo recomendaría TIANTAI elegir un filtro para cerveza
Para un nuevo proyecto de fábrica de cerveza, TIANTAI recomienda evaluar los siguientes parámetros antes de seleccionar el sistema de filtración:
① Producción anual de cerveza
Por ejemplo:
- 500 000 L/año
- 2 millones de litros al año
- 10 millones de litros al año
- 50 millones de litros al año
② Capacidad máxima de filtración
No elijas el tamaño del filtro basándote únicamente en la producción anual.
Por ejemplo: si una fábrica de cerveza necesita filtrar 20 000 litros en un solo lote, la cuestión importante es con qué rapidez hay que trasladar ese lote a la línea de envasado.
③ Tipo de cerveza
Los distintos estilos de cerveza tienen requisitos de filtración muy diferentes.
④ Turbidez deseada
Por ejemplo:
- Natural/turbio
- Ligeramente brillante
- Brillante y luminoso
- Altamente clarificado
⑤ Embalaje
La producción de botellas, latas y barriles puede tener requisitos distintos.
⑥ Plazo de conservación
Una cerveza destinada al consumo local de barril tiene requisitos muy diferentes a los de una cerveza que se distribuye a nivel internacional.
⑦ Pasteurización
Si se utiliza la pasteurización en túnel o la pasteurización instantánea, la estrategia de filtración puede ser diferente a la de un producto de la cadena de frío.
⑧ Nivel de automatización
Para una fábrica de cerveza que aspire a un funcionamiento sin supervisión o con supervisión parcial, la filtración por membrana automatizada resulta especialmente atractiva.
13. Nuestra recomendación práctica
No existe una única tecnología de filtración que sea la más adecuada para todas las cervecerías.
Pequeña cervecería
Recomendado: Filtración simple o filtración compacta por membrana de flujo cruzado. Opte por el flujo cruzado cuando la cervecería desee obtener una cerveza embotellada transparente, menores pérdidas de cerveza, menos residuos y un mayor grado de automatización.
Cervecería de tamaño medio
Recomendado: Centrífuga + filtración automatizada por membrana de flujo cruzado. Esta combinación puede reducir significativamente la carga de sólidos y proporcionar un proceso de filtración estable y automatizado.
Gran fábrica de cerveza
Recomendado: Centrífuga + filtración por membrana de flujo cruzado de alta capacidad + estabilización + filtración final. El sistema debe estar totalmente integrado con los sistemas CIP, de carbonatación, de almacenamiento de cerveza clara y de envasado de la fábrica de cerveza.
La evolución de la filtración de la cerveza está pasando de los sistemas tradicionales basados en coadyuvantes de filtración hacia filtración por membrana automatizada, en particular la tecnología de flujo cruzado. Sin embargo, la elección correcta depende de la escala de la cervecería, el tipo de cerveza, la claridad requerida, el calendario de producción, los requisitos de envasado y la estrategia de inversión. Para una cervecería artesanal, la sencillez y la flexibilidad suelen ser las prioridades. Para un cervecería de tamaño medio, la automatización, la recuperación de cerveza y los costes operativos cobran cada vez más importancia. Para un gran fábrica de cerveza industrial, la filtración debe diseñarse como un proceso integrado, de gran capacidad y altamente automatizado.
El mejor sistema de filtración de cerveza no es necesariamente el más avanzado, sino aquel que se adapta al producto, a la capacidad de producción y al modelo de negocio de la cervecería.
Para un nuevo proyecto de fábrica de cerveza, TIANTAI puede diseñar la sección de filtración basándose en capacidad de producción de cerveza, volumen de los fermentadores, tipo de cerveza, claridad requerida, tiempo de filtración, capacidad de envasado y nivel de automatización deseado, en lugar de seleccionar un filtro basándose únicamente en el caudal nominal.
Daisy. Correo electrónico: [email protected]
