Matemática de la cerveza 2. Sebastián Oddone

      Si bien el valor exacto en la caída de temperatura debida al empaste depende de cada equipo y de la forma en que se realiza el proceso, podemos aplicar la ecuación del balance de energía para conocer de antemano el efecto en forma aproximada:

      El balance de energía predice que la suma de las energías térmicas aportadas por el agua caliente y por el grano, tomando como referencia la temperatura objetivo en el macerador, es igual a cero:

      La energía térmica se calcula como la masa de la sustancia multiplicada por su capacidad calorífica y por la diferencia de temperatura respecto a la referencia:

      Despejando la incógnita, es decir la temperatura del agua caliente obtenemos:

      Que a su vez se puede simplificar de la siguiente manera:

      Donde:

      Tagua: temperatura del agua de empaste (°C)

      Tobj: temperatura objetivo en el macerador (°C)

      Tgrano: temperatura del grano (°C)

      R: relación de empaste (litros de agua/kg de grano)

      FC: factor de corrección por pérdidas de energía (entre 1 y 2 °C dependiendo la instalación)

      0,4: equivale la capacidad calorífica relativa del grano.

      Si por ejemplo quisiéramos lograr una temperatura de macerado de 66°C, con una relación de empaste R=3, y una temperatura del grano de 10°C, luego la temperatura del agua, considerando una baja por proceso de temperatura de 1,5 °C sería:

      El incremento en la temperatura sería de unos 9 grados centígrados.

      Maceración escalonada

      La maceración por escalones es una técnica que podría utilizarse con diversos objetivos.

      Ejemplo, supongamos que intentamos llevar a cabo una maceración de 20 kilos de malta y 50 litros de agua, con dos escalones. Un primer escalón ferúlico a 50°C (con la idea de potenciar la concentración del precursor del aroma a clavo de olor), y luego un escalón de sacarificación a 66°C para transformar los almidones en azúcares fermentables y dextrinas.

      Inicia el proceso con un empaste determinado y luego de cierto tiempo se agrega agua caliente para llevar el empaste a un escalón de temperatura más elevada. Para incrementar la temperatura del mosto utilizaremos agua caliente a 95°C.

      Se quiere calcular la cantidad de agua necesaria que debe agregarse al primer mosto para lograr un mosto final a 66°C.

      Para ello utilizaremos la siguiente fórmula también derivada de un balance de energía térmica:

      Donde:

      Vagregado es el volumen que se debe agregar para llegar a la temperatura objetivo,

      T2 es la temperatura objetivo

      T1 es la temperatura inicial del mosto

      Tagregado es la temperatura del agua agregada

      M es la cantidad de malta en kilos

      V1 es el volumen inicial de agua agregada

      Para nuestro ejemplo:

      Es decir, que agregando 32 litros de agua a 95°C lograremos un mosto a 66°C. En la práctica siempre es conveniente considerar un 10 o 15% más de agua o temperatura, para compensar las pérdidas de energía con el ambiente. Pero como primera aproximación o guía funciona muy bien.