Come si produce la birra: una guida passo-passo alla produzione di birra

Numerosi fattori entrano in gioco nella creazione di una buona birra. Si parte dal colore e dal gusto per arrivare alla carbonazione e all'altezza della corona di schiuma: sono tutte caratteristiche essenziali che possono fare la differenza nella qualità finale.

Per influenzare queste proprietà, è essenziale utilizzare ingredienti buoni come acqua, malto, lievito e luppolo. Ma un ruolo molto cruciale è svolto anche dal processo di produzione della birra stessa.

Nella produzione di birra, fattori come temperatura, livello di riempimento, valore del pH, pressione e flusso sono determinanti. Solo se questi parametri sono controllati e gestiti con cura si può garantire la produzione di una birra di alta qualità.

Come si fa la birra in dieci passi?

Automation24 spiega il processo di produzione della birra e ti presenta in dieci passi il processo di produzione della birra. Lasciati trasportare nel mondo della birra e impara cosa è importante per produrre una buona birra.

Fig. 1: Automation24 ti spiega le dieci fasi principali del processo di produzione della birra

1. Fase: Il grano diventa malto macinato

Partiamo dall'inizio. Al principio c'è il grano germinato, noto anche come malto. Il frumento e l'orzo costituiscono la base della maggior parte delle birre, ma in alcuni casi sono utilizzati anche il farro e la segale.

Le materie prime necessarie per la produzione della birra sono stoccate in silos, che non devono mai funzionare a vuoto grazie alla misurazione continua del livello di riempimento mediante, ad esempio, indicatori di livello radar senza contatto.

Anche il raggiungimento dei livelli limite può essere rilevato con un interruttore di livello a vibrazione o interruttore di livello a pala per merci sfuse.

Il grano viene fatto germogliare immerso in acqua per alcuni giorni e poi essiccato, sempre per alcuni giorni. Questo processo di germinazione attiva gli enzimi nei chicchi.

L'alimentazione dell'acqua può essere controllata con misuratori di portata magnetico-induttivi, mentre sensori di temperatura, trasmettitori di temperatura e regolatori di temperatura sono adatti per monitorare il processo di essiccazione.

Fig. 2: Il grano maltato costituisce la base per la produzione della birra

Infine, il malto viene macinato in un mulino di macinatura. È possibile ottenere diversi gradi di finezza, ma è importante che la buccia rimanga integra.

Per evitare che il mulino funzioni a vuoto e corra il rischio di danneggiarsi, è necessario garantire un'alimentazione di malto continua. Gli interruttori igienici di livello capacitivi o gli interruttori di livello a vibrazione per merci sfuse sono una soluzione adatta a questo scopo.

Per monitorare ulteriormente il funzionamento ordinato del mulino di macinazione, vengono utilizzati, ad esempio, ulteriori sensori di vibrazione.

2. Fase: Ammostamento; l'amido di malto diventa zucchero

Infine, il malto macinato viene mescolato con l'acqua in un tino per formare una miscela chiamata "mash". Pertanto, il tino è chiamato anche "tino di mash" mentre il processo si chiama "mashing".

Anche l'alimentazione idrica viene monitorata con misuratori di portata magnetico-induttivi.

Per garantire che il tino di mash sia sempre pieno, il livello di riempimento deve essere costantemente monitorato. Sono adatti a questo scopo, ad esempio, gli indicatori di livello radar o gli indicatori di livello idrostatici.

Durante l'ammostamento, il riscaldamento attiva gli enzimi che separano l'amido del malto in zuccheri fermentabili e non fermentabili.

Questa fase del processo è infatti chiamata anche "saccarificazione".

Lo zucchero fermentabile (maltosio) viene successivamente convertito in alcol, mentre lo zucchero rimane nella birra come dolcificante.

Dopo le fasi di sosta, la temperatura arriva a 78 °C e l'ammostamento va interrotto ("mash out") per poter passare alla fase successiva.

Il mantenimento delle temperature ottimali durante il processo di ammostamento può essere garantito, ad esempio, mediante sensori di temperatura igienici, trasmettitori di temperatura e termostati.

L'intero processo di ammostamento dura circa un'ora. Il risultato di questo processo è un infuso speziato composto da estratti solubili e solidi insolubili.

Nel caso in cui le trebbie più leggere si agglomerino, i secondi mosti possono porre rimedio alla situazione.

Tuttavia, le trebbie compattate con una lunghezza superiore a 30 cm devono essere prima tritate da un agitatore. In questo modo, è possibile garantire un passaggio del liquido attraverso il setaccio e quindi un lavaggio uniforme.

Una carenza di trebbie, invece, richiede l'aggiunta di solidi dal gusto neutro come la lolla di riso o la paglia in modo che la gravità del macinato di malto non disciolto possa fare la sua parte e sia possibile una filtrazione completa.

Poiché la viscosità diminuisce con l'aumento del calore, si raccomanda l'uso aggiuntivo di un'adeguata tecnologia di misurazione della temperatura durante la filtrazione per controllare la temperatura del mosto e consentire una setacciatura ottimale.

Il processo di filtrazione termina quando si ottiene la maggiore quantità di mosto estratto, cioè quando si raggiunge il mosto limpido. Per determinare questo momento è necessario misurare la concentrazione del mosto.

Fig. 5: Il mosto viene bollito con l'aggiunta di luppolo

4. Fase: Cottura del mosto e aggiunta di luppolo

Le trebbie vengono liberate dallo zucchero residuo con acqua calda a una temperatura ottimale di 78 °C, lavate, e successivamente utilizzate come alimento per il bestiame o per la cottura del pane. Questo processo è noto negli ambienti professionali come "sparging".

Al contrario, il liquido chiaro rimanente o mosto viene bollito con l'aggiunta di luppolo in un tino di bollitura.

L'aggiunta di mosto e luppolo può essere controllata con un'appropriata tecnologia per la misura del livello di pieno, nonché con sensori di pressione e trasmettitori di pressione con connessione igienica. In questo modo si evita che il tino trabocchi e si garantisce un processo di bollitura sicuro.

Durante la bollitura del mosto, è inoltre essenziale mantenere il controllo della temperatura con, ad esempio, sensori di temperatura, trasmettitori di temperatura e regolatori di temperatura, perché la bollitura uccide i batteri e il mosto viene sterilizzato e conservato.

Inoltre, dal luppolo vengono rilasciati altri ingredienti preziosi, come gli oli essenziali e gli α-acidi.

In questo contesto, è quindi importante controllare il livello di acido, ad esempio con sensori di pH. Un valore di ph basso favorirà una sensazione amaricante. Un valore alto favorirà invece un gusto più delicato.

La quantità di luppolo, la varietà di luppolo e il tempo di bollitura, invece, determinano il sapore finale della birra. Il contenuto di amaro delle diverse birre viene distinto dagli esperti con l'indice International Bitterness Units o "IBU".

L'evaporazione dell'acqua determina per il momento il contenuto finale della densità finale del mosto. Questo valore misurato è solitamente espresso nell'unità di misura gradi Plato (°P) e descrive la porzione di nutrienti che si sono disciolti dal malto e dal luppolo nell'acqua prima della fermentazione. La densità finale del mosto originale può essere determinato con precisione utilizzando, ad esempio, un rifrattometro da birra. Una densità troppo alta può essere contrastata aggiungendo acqua bollita per diluire.

5. Fase: Whirpool

Nei birrifici moderni, il mosto luppolato viene ora pompato in un recipiente per lo più cilindrico con pale chiamato "whirlpool".

Un'adeguata misurazione del livello di pieno può essere utilizzata, ad esempio, per garantire che vengano trasferite quantità ideali di mosto e che il recipiente non trabocchi. Per garantire che la vasca non rimanga vuota, è possibile utilizzare sensori di livello d'allerta sanitizzati.

Con l'aiuto delle pale rotanti, le particelle in sospensione create durante l'ebollizione, come i fiocchi di proteine (trub caldo) e le particelle solide (rotture) sotto forma di residui di luppolo e fibre si accumulano al centro del recipiente. I residui indesiderati vengono poi aspirati con una pompa dopo circa mezz'ora.

Fig. 6: L'attrezzatura di una birreria moderna

Fig. 9: La corretta conservazione della birra influisce sull'aroma e sul gusto

8. Fase: Conservazione della birra

Affinché la birra sviluppi un aroma pieno e il suo colore caratteristico, si raccomanda la conservazione in un serbatoio per un massimo di tre settimane. La temperatura deve essere tra 1 °C e 2 °C. Durante questo periodo di fermentazione secondaria si depositano le ultime sostanze residue insolubili.

Misurando e monitorando la pressione, la temperatura e il contenuto di CO₂, il birraio può determinare il momento ottimale per la maturazione della birra.

Per il controllo della pressione e del CO₂, vengono utilizzati sensori di pressione e trasmettitori di pressione adatti ad applicazioni igieniche. La temperatura può essere misurata, ad esempio, utilizzando una tecnologia di misurazione della temperatura adatta all'industria alimentare.

9. Fase: Ultima filtrazione

Per ottenere una birra chiara e colorata, i residui finali come luppolo, lievito e miscele proteiche-tanniche vengono filtrati durante il processo di fermentazione secondaria, utilizzando, ad esempio, filtri a farina di diatomee.

I livelli limite minimo e massimo del serbatoio di alimentazione delle terre diatomacee sono rilevati con interruttori di livello capacitivi per garantire l'igiene.

Nel sistema di filtrazione, il flusso di liquido può essere monitorato per mezzo di flussostati.

Il livello di contaminazione del filtro può essere monitorato con sensori di pressione o trasmettitori di pressione per l'industria alimentare. In questo modo è possibile evitare che il filtro si intasi.

Fig. 10: Una filtrazione finale assicura la purezza della birra

Fig. 11: Durante l'imbottigliamento è necessario evitare di far fuoriuscire l'acido carbonico.

10. Fase: Riempimento e pulizia CIP/SIP

Quando la birra viene imbottigliata o inscatolata, avviene l'ultima grande fase del processo di produzione.

In questo caso, la giusta contropressione è importante per evitare che l'acido carbonico esca. Sia i sensori di pressione che i trasmettitori di pressione aiutano a tenere sotto controllo la pressione.

Il funzionamento a secco dei serbatoi di riempimento può essere evitato utilizzando interruttori di livello capacitivi. Con sensori di livello adatti all'industria alimentare, vengono valutate le quantità di birra nei serbatoi.

Poiché l'uso di tecnologie di automazione per l'industria alimentare richiede sempre particolari precauzioni igieniche, è necessario effettuare un'accurata pulizia di tutti i sistemi dopo il processo di produzione della birra. Le procedure automatizzate CIP/SIP, ad esempio, garantiscono che la produzione di birra rimanga un processo sicuro e privo di contaminazioni.

A loro volta, i sensori di conduttività sono utilizzati per garantire che nessun detergente o residuo di acqua di risciacquo entri successivamente nel circuito di produzione e quindi nella birra.