caracterizaciÓn de una maquina de secado para la
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CARACTERIZACIÓN DE UNA MAQUINA
DE SECADO PARA LA PRODUCCIÓN
DE MALTA ARTESANAL
SANTIAGO ARENAS GUTIÉRREZ
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
BOGOTÁ
DICIEMBRE 2016
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DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA
PROYECTO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO MECÁNICO
CARACTERIZACIÍON DE UNA MAQUINA DE SECADO PARA
LA PRODUCCIÓN DE MALTA ARTESANAL
PROYECTISTA:
SANTIAGO ARENAS GUTIÉRREZ
ASESOR:
RAFAEL BELTRAN. Msc.
Bogotá, 2016-2
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Tabla de Contenido Resumen .............................................................................................................................................. 5
Introducción ........................................................................................................................................ 6
Objetivo ............................................................................................................................................... 7
Objetivo General ............................................................................................................................. 7
Objetivo especifico .......................................................................................................................... 7
Marco Teórico ..................................................................................................................................... 7
Cebada ............................................................................................................................................. 8
Malteo ............................................................................................................................................. 9
Humidificación o Remojo ......................................................................................................... 10
Germinación .............................................................................................................................. 12
Secado ....................................................................................................................................... 14
Desbrotado ................................................................................................................................ 15
Malta ................................................................................................................................................. 15
Color de la Malta ........................................................................................................................... 15
La Cerveza ........................................................................................................................................ 17
Molienda ....................................................................................................................................... 17
Agua .............................................................................................................................................. 18
Maceración .................................................................................................................................... 19
Hervido .......................................................................................................................................... 21
Fermentación ................................................................................................................................. 23
Envasado ....................................................................................................................................... 25
El Secador ......................................................................................................................................... 26
Metodología ...................................................................................................................................... 29
Control del Secador ........................................................................................................................... 30
Procesos de Secado ........................................................................................................................... 31
Malta Pilsner ................................................................................................................................. 32
Malta Pale Ale ............................................................................................................................... 33
Malta Múnich ................................................................................................................................ 34
Malta Caramelo ............................................................................................................................. 34
Malta Caramelo Chocolate ............................................................................................................ 35
Ejecución ........................................................................................................................................... 35
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Resultados ......................................................................................................................................... 39
Electrónico .................................................................................................................................... 39
Malta ............................................................................................................................................. 40
Cervecero ...................................................................................................................................... 47
Financiero ...................................................................................................................................... 49
Conclusiones ..................................................................................................................................... 51
Referencias ........................................................................................................................................ 51
Anexos............................................................................................................................................... 52
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Resumen
En este proyecto de grado de pregrado, se continuó con el desarrollo del prototipo de secado
de granos de cebada, elaborado anteriormente por Cindy García y Carlos Suarez como
proyectos de grado, llamados Diseño y Construcción de una Secadora de Granos para la
Producción de Malta Artesanal y Puesta a Punto de una Secadora de Granos para la
Producción de Malta Artesanal respectivamente. Para el proyecto se usaron conceptos y
herramientas técnicas para diseñar, programar y hacer los circuitos electrónicos necesarios
para el correcto funcionamiento del prototipo final.
Por lo tanto, en este documento se expone de manera detallada el proceso que se llevó a cabo
para la realización del prototipo final. Finaliza con la realización de diferentes procesos de
malteo con el fin de obtener diferentes tipos de malta y diferentes lotes de cerveza, realizados
con la malta obtenida en el proceso anterior.
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Introducción
El origen de la cerveza se remonta justo después del comienzo de la agricultura, es decir hace
aproximadamente 11,000 años fue creada la cerveza. Era conocida como “pan liquido”,
mientras el hombre cazaba las mujeres se dedicaban a la agricultura y la cocina. Por lo tanto
desde hace miles de años, el hombre se dio a la tarea de además de producir su alimento,
transformarlo. Como prueba de esto se encuentra la cerveza primitiva creada con maíz
fermentado.
Prontamente las bebidas alcohólicas se convirtieron en un elemento principal de la sociedad,
lo que causó que se empezara a estudiar su proceso de fabricación para optimizar el proceso
y crear alcohol de mejor calidad. En la cerveza, el avance principal que cambió el rumbo de
esta bebida fue el uso y control de la materia prima de la cebada, conocido como el proceso
de malteo; el cual se encarga de crear la base de las cervezas, la malta.
En Colombia, las bebidas fermentadas se fabricaban con plantas de la región tales como la
quinua, papa, yuca, piña, etc. Las bebidas fabricadas con estas plantas (Chicha o Guarapo)
no se produjeron nunca industrialmente por lo cual su consumo se vio relegado al campo. En
Colombia, la cerveza es una de las bebidas de mayor consumo. Este producto hace parte de
la cultura colombiana y la industria nacional que se dedica a la producción es una de las más
prosperas e importantes del país. El consumo per cápita anual es de 44 litros una cifra
realmente grande para un país que importa la mayoría de la materia prima que constituye la
cerveza. La producción nacional de cebada en nuestro país se da en el altiplano Cundi-
Boyacence y se producen alrededor de 6,070 toneladas al año. Debido a la escasez de los
cultivos de cebada el 95% de la cebada consumida en el país es importada. Por lo anterior el
gobierno está haciendo grandes esfuerzos para aumentar el porcentaje de producción de
cebada en el país.
La producción industrial es la que tiene mayor porcentaje de ventas en el país ya que la
cebada que llega a Colombia no es la de mejor calidad. Debido a los esfuerzos del gobierno
por incentivar la producción nacional de cebada, la situación ha mejorado. En la actualidad
Bavaria es la única empresa que utiliza cebada nacional e importada para la producción de
sus cervezas, el resto de grandes empresas productoras de cerveza importan la malta
principalmente de Bélgica y Alemania. Por otro lado, en Colombia existe un mercado
pequeño de bebidas artesanales que cada vez toma más fuerza, pero en dicho mercado se
utiliza también malta importada.
El proceso de producción de cerveza se divide en dos etapas: La primera, consiste en la
transformación de la cebada en malta. La segunda, se encarga de la fermentación y
producción del producto. Dado que la malta es la encargada de las cualidades finales de la
cerveza y el proceso de malteo solo lo hacen las cerveceras industriales, el interés de este
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proyecto es el de reproducir el proceso de malteo, especialmente el proceso de secado de los
granos. Para que una vez termine el proyecto las cervecerías artesanales tengan dos opciones
a la hora de operar: producir su malta de forma artesanal usando cebada producida en el
altiplano Cundi-Boyacence (como se presenta a continuación) o importar la malta de Europa
y realizar su cerveza fermentando dicha malta como se viene haciendo en la actualidad.
Objetivo
Objetivo General
Obtener una secadora de granos final, capaz de obtener diferentes perfiles de secado de
grano y que sea viable la operación del prototipo en la industria de cervezas artesanales.
Objetivo especifico
Identificar las cualidades de la secadora de granos existente.
Identificar las variables a manejar relevantes a lo largo del proceso.
Construcción de un prototipo que sea seguro de manipular a la hora de salir al
mercado.
Realización de los planos eléctricos del prototipo final.
Reproducir el proceso de malteo.
Caracterización del Producto final.
Obtener diferentes tipos de maltas.
Crear un listado de condiciones y recomendaciones sobre el proceso de malteo de la
secadora realizada.
Análisis de Costo beneficio de la producción artesanal de malta para la industria de
cervezas artesanales nacionales.
Producir un lote de cerveza, que cumpla con las normas impuestas en el mercado,
con la malta obtenida por la secadora.
Marco Teórico
Cuando se quiere hacer cerveza los ingredientes básicos que se deben usar son: malta,
levadura, agua, lúpulo y levadura. En donde los carbohidratos que contiene una cerveza
vienen principalmente de la malta, generalmente obtenida de la cebada. Aunque cabe resaltar
que se pueden usar otros granos para realizar malta tales como la avena, el maíz, o el arroz.
Como se mencionó anteriormente uno de los pasos más importantes para la producción de la
cerveza es la realización de la malta, ya que esta es la responsable de darle el sabor
característico a la bebida. Por lo tanto, si se posee una malta de buena calidad además de
tener un buen sabor la cerveza, se necesitará menor cantidad de malta para crear cierto
volumen conocido de cerveza. Generalmente en las cervezas de 4% de alcohol del mercado
se utilizan aproximadamente 200 gramos de malta para producir un litro de cerveza, si el
porcentaje de alcohol en la cerveza cambia, también cambia la cantidad de malta necesaria.
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En Colombia pese a que se tiene una de las cervecerías más grandes del mundo y una
condición agrícola idónea, hay un retraso en los procesos agrícolas de siembra de cebada y
de diseño y manufactura para la producción de malta. Es tan marcado dicho retraso que las
cervecerías artesanales y los productores de cerveza industrial importan la malta de países
europeos en vez de producirla, teniendo mejores condiciones climáticas para la siembra de
cebada en Colombia que en los países de donde se trae la malta.
Por lo tanto, para este proyecto tiene como fin dos grandes objetivos. Viendo que en
Colombia existe un constante aumento en el consumo de cerveza y dado el auge del negocio
de las cerveceras artesanales, se propone como primer objetivo incentivar la producción de
cebada en Colombia. Ya que se tiene terrenos idóneos para la siembra de semillas en el centro
del país, se espera que en un futuro cercano exista una mayor demanda de cebada por parte
de las cervecerías artesanales e industriales del país. Como segundo objetivo se espera que
en un futuro la industria cervecera de mediana y pequeña escala empiecen a realizar el
proceso de malteo, ya que dicho proceso propuesto en esta tesis fomenta la industria nacional
a la vez que disminuye los costos de la materia prima requerida por dichos cerveceros
artesanales.
Cebada
La cebada es una planta que pertenece al género Hordeum Vulgare, es monocotiledónea (su
semilla únicamente posee un cotiledón) y pertenece a la familia de las poaceas, también es
reconocida por que es un cereal de gran importancia tanto para los animales como para los
humanos, lo cual la convierte en el quinto cereal más cultivado en el mundo. Como es de
conocimiento, la cerveza se elabora con cebada, ya que de la cebada se elabora la malta que
posteriormente se utiliza para la elaboración de cerveza. En el cotiledón (circulado en la
ilustración 1), la semilla almacena todos los nutrientes que se encontraban anteriormente en
el grano, con el fin de soportar el desarrollo del germen hasta que este tenga sus hojas para
poder realizar por su cuenta la fotosíntesis. Como en este lugar se almacenan los diferentes
carbohidratos, proteínas y demás, los cuales son de suma importancia para la realización de
la cerveza, es necesario que una vez empieza la germinación detenerla mediante el proceso
de secado para que más adelante se puedan fermentar dichos nutrientes y obtener una cerveza
de mayor calidad.
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Ilustración 1. Semilla de cebada germinada
Las condiciones ideales para el crecimiento de la cebada son:
Temperatura media durante su ciclo de vida de 17˚C.
Precipitaciones anuales de 600-800 mm por año.
Ser sembrada entre los 1000 y 2700 metros sobre el nivel del mar.
La semilla debe estar cercana a tener una humedad del 13% aproximadamente.
Malteo
El malteado es el primer paso para la elaboración de la cerveza, en donde se realiza la materia
prima, la malta. Dicho proceso consiste básicamente dela germinación controlada de un
cereal, para luego detener dicho proceso mediante el secado del grano con el uso de calor.
Para la producción de la malta son muchas las variables que se deben controlar, entre ellas
se encuentran: la cebada, la germinación, los tiempos de remojo, la germinación, el secado,
las temperaturas y la humedad. Con la variabilidad de estos parámetros es que se logra
obtener diferentes tipos de maltas, donde sobresalen en la cerveza ya que dan colores y
sabores característicos según el tipo de malta que se use.
La producción de malta o malteado es un proceso en el que se usan diferentes tipos de granos
con el fin de convertir los almidones contenidos en ellos, en azucares fermentables, los cuales
posteriormente bajo condiciones impuestas se convertirán en alcoholes y dióxido de carbono
y con estos se producen las distintas bebidas, principalmente las alcohólicas, como whisky,
sake, cerveza e hidromiel.
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El proceso de malteado se realiza en tres etapas principales, la primera es el remojo en el cuál
se hidrata y airea el grano, la segunda etapa, es de germinación durante la germinación se
produce una nueva planta a partir del grano, finalmente realiza el secado, éste consiste en la
remoción del agua de la malta en forma regulada con el fin de detener crecimientos y
modificaciones, preservar las enzimas y estabilizar las propiedades de sabor y color y
finalmente evitar la formación de compuestos químicos tóxicos o de sabores desagradables.
El proceso de secado se realiza en dos etapas: La primera, se realiza a temperaturas bajas,
pero con alto caudal de aire para darle estabilidad a las enzimas, la idea de este proceso es
remover la mayor cantidad de agua en el grano y conservar la mayor cantidad de enzimas
creadas. La segunda etapa, se lleva a cabo a temperaturas más altas, en donde se remueven
todas las sustancias indeseables y se alcanza el valor de humedad deseado. El secado se
realiza con varios tipos de granos tales como la cebada, trigo, maíz, sorgo y arroz entre otros.
El proceso de secado es el que da color, aroma y un sabor característico a la cerveza una vez
finaliza la fermentación.
Humidificación o Remojo
Para poder usar las enzimas necesarias en el malteado es necesario que estas sean activadas.
Esto se obtiene hidratando el grano, ya que la humedad dentro del grano solubiliza los
compuestos orgánicos, que luego tienen como rol optimizar la velocidad de las reacciones
que tendrán lugar en la germinación. Se debe llevar su humedad a un 45-65% según el tipo
de malta que vaya a ser producida. El grano se cosecha a una humedad aproximada de 13%.
Tal y como se percibe en la siguiente ilustración, las velocidades de humidificación del grano
dependen de la edad que tenga el grano. Para este proyecto no se utilizó un tiempo estándar
de remojo, por el contrario se tomó el tiempo de remojo necesario para que el lote de granos
llegase a la humedad necesaria para producir cierto tipo de malta.
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Ilustración 2: Curvas de hidratación para tres especies de leguminosas (García, 2013).
Para hidratar la cebada se le remoja por inmersión en agua que se encuentre a 15°C
aproximadamente. Cuando la humedad es la adecuada, empieza el proceso de germinación
en la semilla, por lo cual esta va a requerir de oxígeno y además empezara a emitir dióxido
de carbono. Por ende, para evitar que el embrión se ahogue es necesario airear el agua de
remojo para que de esta manera se oxigenen las semillas. Una vez la humedad de la semilla
llega al nivel buscado entonces se drena toda el agua y empieza la etapa de descanso, que es
donde la semilla se airea.
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Ilustración 3: Remojo de la cebada realizado para este proyecto.
Como es posible observar en la ilustración anterior, para humidificar la cebada se utilizaron
unos baldes. Primero se pesó la cantidad de cebada que iba a ir dentro de cada uno de los
baldes, para luego llenar estos con agua. La proporción de agua con cebada que se uso fue
de 2:1, es decir para un kilo de cebada se usaron dos litros de agua y así sucesivamente.
Germinación
Al final de la etapa de descanso el embrión debe estar comenzando su desarrollo, por lo cual
este va a requerir de nutrientes para seguir creciendo. Los nutrientes necesarios para
continuar con su crecimiento los encuentra en el interior del grano, más específicamente en
el endospermo. Estos nutrientes se encuentran en forma estable, es decir insoluble y de alto
peso molecular, por lo cual estas sustancias deben ser degradadas en subproductos de
moléculas más pequeñas para que la semilla los pueda usar. Las encargadas de dicha
degradación son las enzimas que se forman durante la germinación. Éste proceso se verá
evidenciado con el crecimiento del cotiledón, el cual debe dejarse crecer según el tipo de
malta que se vaya a producir.
Entonces, la germinación tiene como objetivo principal la síntesis de las proteínas
convirtiéndolas en aminoácidos, las paredes de las células de almidón convirtiéndolas en
betaglucanos de bajo peso molecular y parte del almidón convirtiéndolo en azucares más
simples.
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Ilustración 4: Proceso de Germinación. (García, 2013)
Para el proceso de germinación se debe tener cuidado con la humedad inicial del grano y las
condiciones ambientales a las que se va a poner a germinar el grano tales como la humedad,
temperatura y radiación solar.
Una vez termina el proceso de descanso, todo el grano empapado se transfiere al puesto de
germinación.
Ilustración 5: Proceso de germinación realizado.
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Al igual que en el remojo, para el proceso de germinación vario el tiempo según el tipo de
malta que se necesitara producir. Es importante evitar que el cotiledón crezca lo suficiente
como para consumir todas las reservas y proteínas del grano, ya que luego al momento de
hacer cerveza la malta será menos eficiente (La eficiencia de la malta depende de cuantos
kilos de malta son necesarios para hacer un litro de cerveza). Por ende, se estableció que el
tamaño máximo al que se dejaba crecer el cotiledón es dos veces el tamaño del grano.
Ilustración 6: Granos de cebada germinados.
Secado
Una vez las modificaciones del grano cumplen con lo necesitado se debe interrumpir el
proceso de germinación mediante calor, secando la malta y convirtiéndola en malta estable
capaz de ser almacenada de una forma segura. Durante el secado se disminuye el contenido
del agua en el grano, se detiene la modificación del grano y se crean los diferentes aromas,
sabores y colores de los diferentes tipos de malta. Dependiendo del tipo de malta que se desee
conseguir, varia el punto en el cual el proceso de germinación se debe interrumpir y comenzar
el secado.
El método de secado también varía en el tipo de malta buscado. La deshidratación
prolongada y a bajas temperaturas conduce a una malta clara, con un gran contenido
enzimático, en cambio una deshidratación rápida y a temperaturas altas resultan maltas más
oscuras con poca actividad enzimática.
El proceso de secado se divide en tres partes:
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Periodo inestable: También es conocida como la etapa de presecado, es conocido
como inestable ya que la temperatura del aire secante aún no se estabiliza con la
temperatura superficial del grano. En esta etapa se le da un secado superficial al
grano. Ocurre a bajas temperaturas y a un alto flujo de aire con el objetivo de detener
la germinación lo más rápido posible.
Periodo estable: Como su nombre lo indica en este punto la temperatura del grano y
del aire secante están en equilibrio, es decir las temperaturas de ambas cosas son
iguales. Aquí empieza la deshidratación a una tasa constante, la humedad interna del
grano empieza a trasladarse hacia la superficie y a evaporarse. En este punto es
necesario aumentar la temperatura, con el fin de que se eliminen las sustancias no
deseadas.
Tostado: Es la etapa final de constitución de la malta, aquí se adquiere el color, aroma
y sabor. A su vez se termina de llegar a la humedad deseada, es necesario usar altas
temperaturas en este paso final.
Desbrotado
Finalizando el horneado la malta se pasa a través de un proceso que extrae todas las raíces y
el tallo que ha emergido durante la germinación, con esto se genera un subproducto que se
vende como alimento para animales, ya que tiene un alto contenido proteínico.
Malta
Tal y como es bien sabido, existe una gran variedad de lúpulos y cada uno de estos le otorga
un carácter distinto y singular a la cerveza artesanal. Sin embargo, los lúpulos no son el único
material utilizado como materia prima, que es usado para darle cierta complejidad a la
cerveza. La malta es uno de los elementos más importantes cuando se trata del sabor, color
y aroma de la cerveza. La malta tiene muchas propiedades que las diferencian entre ellas,
pero el más importante y significativo es por el color el cual se indica en grados EBC.
Color de la Malta
La gama de colores en mundo de las cervecerías artesanal es muy amplia, este color se da
principalmente por el grado de tostado de la malta. Es por esto que una manera de clasificar
los diferentes tipos de malta es por su color, ya que este marca el grado de tostado o cocción
que el grano recibió en su proceso de secado.
A la hora de calcular el grado de color en una cerveza para de este modo saber que tipo de
malta fue usada para su creación, ha habido cierta disputa ya que los norte americanos usan
el método Standard Reference Method (SRM) mientras que los europeos usan el European
Brewing Convention (EBC); aunque ambos métodos son usados es mucho mas común el
EBC ya que las cervezas europeas son mas famosas y de mayor calidad. Por otro lado estos
dos métodos son dos diferentes unidades dimensionales por decirlo de cierta forma ya que
para pasar de un sistema a otro lo único que hay que hacer es multiplicar por 1.97 los grados
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SRM para obtener los grados EBC. Por lo tanto, el método para calcular el grado de color de
la cerveza es el mismo lo único que cambia son las unidades que se usan.
Para la medición es necesario usar un espectrofotómetro de luz. Este método es de gran
precisión. Consiste en una cubeta de 1 cm por 1 cm de cristal en donde se deposita el líquido
que se va a medir. Luego se inserta en el espectrofotómetro para cualificar la cantidad de luz
absorbida por la cerveza a una longitud de onda de 430 nm. Posteriormente ese valor se
multiplica por 25.02 y se obtienen los grados EBC.
Ilustración 7: Escala EBC de los colores de cerveza (Fernandez, 2016)
Ya que se describió la manera de diferenciar las maltas, entonces se procederá a describir
que tipos de malta son los más importantes. La clasificación es muy simple, existen maltas
base y maltas especiales. Las maltas base son las maltas más claras, ya que los granos son
secados a temperaturas muy bajar y durante menos tiempo por lo general. Las maltas base
cuentan con el mayor poder diastásico de todas. Entre las maltas base se encuentran la Pale
Ale, Munich Pilsen, malta de trigo y Viena. Estas maltas son las que se usan siempre para la
realización de la cerveza. No importa qué tipo de cerveza se esté haciendo, siempre va a
requerir del cuerpo, el cual se lo da la malta base. Por lo tanto las recetas artesanales por lo
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general siempre tienen uno o más tipos de malta base y después las maltas especiales. Cabe
aclarar que a la hora de realizar la cerveza todos los tipos de malta son adicionados al mismo
tiempo. Por otro lado, se tienen las maltas especiales, estas pueden ser tostadas o caramelo
por lo general. Aunque estas tienen un poder diastásico menor, son las encargadas de darle
cambiar el color, el aroma y el sabor de la cerveza
La Cerveza
A continuación, se exponen los pasos necesarios para realizar cerveza artesanal. Por lo tanto,
se van a presentar los pasos con las ilustraciones del proceso de cuando se realizó la cerveza
con la malta producida en este proyecto.
Molienda
En todo tipo de cervecerías (tanto las industriales como las artesanales), empiezan su proceso
de elaboración de cerveza con la molienda. La importancia de la molienda radica en que de
este proceso depende completamente la extracción de los azucares atrapados en el grano.
Dicha extracción se da luego en el proceso de maceración por parte de las enzimas.
El proceso es muy simple, consiste en reducir el endospermo o el interior del grano a
partículas pequeñas, pero sin destruir la cascara, ésta debe quedar casi intacta. Entre más
pequeño se parta o muela el grano, pues más superficie del grano se va a ver expuesta después
a las enzimas para la debida transformación del almidón. La eficiencia de la extracción de
los azucares aumenta a medida que se rompa el grano en partículas lo más pequeñas posible,
por ende, se suele pensar que lo ideal para obtener una buena cerveza seria convertir la malta
en harina. Esto no es para nada recomendado en las cervecerías artesanales ya que a menos
que se cuente con un filtro prensas especializado en el macerado, únicamente usadas por las
cervecerías industriales, el agua combinada con la harina va a generar una masa compacta la
cual hará imposible la filtración, el reticulado y la recolección del mosto. Como fue dicho
anteriormente es de suma importancia dejar la cascara lo más completa posible ya que esta
es la encargada de mantener la correcta circulación del mosto en las distintas etapas del
macerado, formando una especie de filtro natural. Si dicha cascara se muele en pedazos
pequeños entonces esto afectara el sabor y color de la cerveza ya que aumentaría la cantidad
de sustancias indeseables encontradas en el mosto.
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Ilustración 8: Equipo utilizado para la molienda en la Cervecería Artesanal.
En la ilustración presentada arriba, su encuentra el equipo con el que se molió la malta
producida. Este equipo el cual es de una cocina común y corriente, tiene dos tuercas en sus
lados para así poder ajustar el tamaño de molienda que se quiere obtener del grano. Por ende,
para este caso como ya fue explicado anteriormente se molió el grano pequeño y que quedara
con su cascara completa tal y como se muestra en la siguiente ilustración.
Ilustración 9: Grano de malta una vez triturado en la práctica.
Agua
El agua es a menudo pasada por alto en la mayoría de las cervecerías artesanales. Pero al ser
el ingrediente más abundante en una cerveza (una cerveza tiene entre 85% y 94% de agua)
desempeña un papel muy importante en la determinación del sabor, aroma y color de la
cerveza. El agua llega a ser tan importante que en muchos diferentes estilos de cerveza lo
único que cambia es el agua.
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La importancia del agua radica en sus iones de sulfato los cuales resaltan el amargor del
lúpulo, es por esto que es necesario hacer la cerveza con agua lo más pura posible y además
intentar realizar cierto tipo de cerveza siempre con el mismo tipo de agua. Para la realización
de nuestra cerveza se utilizó un botellón común y corriente de agua Cristal, ya que esta nos
proporciona una alta pureza y una estandarización del tipo de agua que se recibe.
Ilustración 10: Diferentes composiciones del agua de las ciudades con cervezas más famosas (Gigliarelli, 2016).
Maceración
El llamado mosto, mencionado anteriormente se obtiene durante el proceso de maceración.
El mosto es una solución dulce formada por azucares fermentables, dextrinas, proteínas,
aminoácidos y otros elementos disueltos en agua.
La maceración es un proceso simple que consiste en mezclar los granos de malta molidos
con el agua en un recipiente a cierta temperatura. Como es necesario poder remover los
granos más adelante, entonces estos se deben introducir en una bolsa de tela como la que se
muestra a continuación, para que exista una interacción adecuada de los granos con el agua,
pero a su vez sea fácil removerlos al finalizar el proceso. Las variables de agua/grano, tiempo
y temperatura son las que se determinan según el tipo de receta que se vaya a usar. Las
enzimas se activan en el proceso de maceración para que en dicho proceso estas puedan
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convertir los almidones en azúcar, para nuestro caso, aunque el almidón disuelto se
convertiría de todos modos en azucares más simples aun sin la acción de las enzimas, estas
se utilizan para ahorrarse tiempo ya que si no el proceso sería muy largo. Por ende, más que
el tiempo de maceración lo que determina que el proceso ya finalizó, es que en el mosto ya
no hay más almidones. Esto se logra cogiendo una pequeña muestra del mosto y
adicionándole unas gotas de yodo a la muestra, si esta cambia de color aún hay almidones en
el mosto por lo cual es necesario dejar la maceración más tiempo. Para la producción de la
cerveza se utilizaron los siguientes equipos.
Ilustración 11: Equipo utilizado para llegar a la temperatura deseada.
Dentro de la olla se sumergieron 16 litros de agua cristal, luego se prendió el fogón hasta que la
temperatura del agua fuera de 75 grados centígrados. Una vez se llegó a la temperatura deseada
se procedió a introducir los granos molidos al agua.
Ilustración 12: Se insertan los granos al agua caliente.
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Ilustración 13: Utensilio para contener los granos y medición de temperatura.
Ilustración 14: Una vez finaliza el proceso los granos se retiran.
El proceso de maceración se realizó a una temperatura de 70 grados centígrados
aproximadamente y tardó aproximadamente hora y media hasta que se corroboro que los
almidones se habían convertido en azúcar.
Hervido
Lo que se busca en esta etapa es la remoción de compuestos indeseados, la isomerización de
los ácidos que trae el lúpulo, la desnaturalización y floculaciones de proteínas, la
esterilización, la inactivación enzimática, la concentración del mosto y además en este punto
es donde se define el color, sabor y algunos aromas. También es el punto en donde algunos
maestros cerveceros adicionan saborizantes y frutas.
El proceso de hervido consiste en, una vez finalizada la maceración remover todos los granos
de malta y dejar dentro del recipiente únicamente el mosto. Acá se le debe suministrar calor
hasta llegar al punto de ebullición, una vez se llega a este punto se debe dejar a dicha
temperatura por un tiempo de entre 60 y 120 minutos. Este proceso en las cervecerías
artesanales es el proceso que más energía consume.
Dentro de lo que sucede cuando se hierve el mosto los puntos más importantes son:
Esterilización del mosto: Toda la materia prima usada para la realización de cerveza
contiene bacterias y moho. Si dichos microorganismos no son eliminados es muy
posible que la cerveza baje de calidad o se dañe. Generalmente mediante la adición
del calor se termina con el total de la contaminación bacterial. Es por esto que una
vez termina el proceso de hervir se deben tener muchas más precauciones higiénicas,
pues ya no hay más procesos que esterilicen el mosto.
Inactivación enzimática: Durante el hervor se detiene la actividad enzimática por
completo y además se fija la composición de carbohidratos del mosto, lo cual quiere
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decir que ya se establece el contenido de dextrina que tendrá el producto final. Las
dextrinas son carbohidratos complejos que al eliminar las enzimas no son convertidos
en azucares simples, por lo cual la levadura no es capaz de fermentarlo y queda en el
mosto.
Efecto sobre proteínas: el mosto que viene del macerado trae diversos tipos de
proteínas, muchas deben ser removidas ya que son perjudiciales para la cerveza pues
causan sabores indeseados y turbidez. Pero, hay otras que son muy importantes, estas
son las que dan las características del color y la espuma y por eso un cervecero no se
puede dar el lujo de perderlas. Bajo condiciones favorables las proteínas “malas” se
deben combinar con los polifenoles y los taninos aportados por la malta y el lúpulo,
estas deben quedarse en el fondo del recipiente sin solubilizarse. Si la temperatura no
es la adecuada y la cantidad de lúpulo adicionado no es el indicado esto no va a
suceder.
Lúpulo: El lúpulo contribuye significativamente en el sabor y el aroma. Los aceites
que este contiene le dan el amargor imprescindible, para que exista un buen balance
con el dulzor de la malta. Además de contribuir a la preservación de la cerveza,
razones que lo hacen imprescindible a la hora de hacer cerveza. Las adiciones del
lúpulo se realizan todas en el proceso de hervido, pero a su vez no se adiciona todo
de una sino en diferentes momentos del proceso. Los tiempos a los que se adiciona
es dependiendo de las propiedades que se quieran otener. Las características delicadas
como el sabor y el aroma se pierden con el hervor mientras que lo amargo requiere
de tiempo para ser absorbido por todo el mosto. Por ende, el lúpulo que da el amargor
debe adicionarse aproximadamente una hora antes que se acabe el proceso, el lúpulo
que va a proporcionar el sabor debe ser adicionado aproximadamente 20 minutos
antes del final del proceso y por último el lúpulo encargado de dar el aroma debe ser
adicionado en los últimos 5 minutos del proceso. Por ende, cuanto antes se agregue
el lúpulo esta va a ser más amarga. La cantidad de amargor se expresa en International
Bittering Units (IBU).
Ilustración 15: Eficiencia del lúpulo Según el tiempo que dura hirviendo (Gigliarelli, 2016).
23
Ilustración 16: Hervido del mosto.
Ilustración 17. Midiendo temperatura y densidad.
Ilustración 18: Se le agrega lúpulo al mosto.
Para el proceso que se hizo al momento de hervir el mosto es de suma importancia ir
revolviendo la mezcla tal y como se muestra en la ilustración anterior ya que al revolver se
combinaran mejor las proteínas con el lúpulo y la malta. Luego de pasar una hora hirviendo
el mosto se debe empezar a controlar la temperatura y la densidad del producto (tal y como
se muestra en la ilustración 16), ya que si se aumenta mucho la temperatura es posible que
se eliminen las proteínas que son necesarias y se mide la densidad para saber cuándo debemos
finalizar el proceso. Siempre se debe tener una densidad objetivo en cada receta para este
paso, ya que ésta es la que determina el momento ideal de terminar el proceso.
Fermentación
Hay muchos tipos de fermentaciones, estas varían de cómo y que producen, algunos ejemplos
de diferentes fermentaciones son: fermentación alcohólica que produce etanol, fermentación
láctica que produce ácido láctico, fermentación buritica que produce ácido buritico, entre
otras. Para este caso es necesario que se realice una fermentación alcohólica. La fermentación
es el proceso que más tiempo toma en la elaboración de la cerveza. Es fácil identificar este
tipo de fermentación pues lo que sucede es la conversión del azúcar (glucosa, maltosa, etc.)
en alcohol y dióxido de carbono.
24
Ilustración 19: Fases de la fermentación (Gigliarelli, 2016).
Si todo se ha realizado correctamente hasta el momento, apenas termina la ebullición se debe
tener en el recipiente el mosto final. Este debe estar estéril y con suficientes nutrientes para
que la levadura haga su trabajo. Por lo tanto, antes de pasar el mosto al fermentador se debe
separar el turbio caliente (formado por el conjunto de proteínas y polifenoles) material rico
en lípidos, e insoluble. Luego de realizar esto se debe enfriar el mosto en el menor tiempo
posible a la temperatura a la que se vaya a poner a fermentar.
Ilustración 20: Adición de levadura al mosto.
Ilustración 21: Fermentación del mosto.
25
En las ilustraciones anteriores es posible observar como una vez se le retiraron los materiales
indeseados al mosto se transfiere al recipiente de fermentacion y se le adiciona la levadura.
Una vez tiene la levadura se tapa el recipiente y en la tapa se le pone una trampa de oxigeno.
Ésta cumple como funcion dejar salir los gases indeseados (de no ser expulsados estos gases
van a dar sabores y aromas indeseados en el producto final) que genera la fermentacion y no
deja entrar oxigeno para una correcta fermentación.
Envasado
El envasado es más conocido como una fermentación secundaria. Si todo salió bien de la
fermentación primaria la cerveza que se tiene debe tener la mayoría de las características que
se planeó en la receta. El problema es que va a tener una excesiva turbidez debido a los
residuos de la levadura y una cantidad considerable de subproductos de la fermentación que
no deben percibirse en una cerveza terminada. Es por esto que a la cerveza en este paso se le
conoce como cerveza verde.
Esta fermentación secundaria como bien lo dice su nombre es el proceso que le sigue a la
fermentación primaria, durante el cual se va a mantener la cerveza en reposo a una
temperatura ambiente, con el fin de mejorar las condiciones organolépticas. En esta fase la
levadura reduce lentamente los fermentables remanentes, formados por azucares más
pesados, generando más dióxido de carbono el cual es el que le da la carbonatación a esta.
Cuando la fermentación primaria termina la mayoría de las células de levadura se ha
inactivado y se ha depositado en el fondo del fermentador. Con el tiempo, la levadura inactiva
va a excretar más aminoácidos y ácidos grasos dejando sabores y aromas bien similares a los
de la grasa y carne.
Debido a lo mencionado anteriormente lo que se hace es trasvasar la cerveza a otro recipiente
intentando separarla de todos los sólidos decantados en la fermentación para que empiece la
fermentación secundaria.
26
Ilustración 22: Residuos de la fermentación primaria.
Ilustración 23: en base de Botella de cerveza para la fermentación secundaria.
En las ilustraciones anteriores se muestra los residuos de la fermentacion primaria y la botella
en donde sera reenvasada la cerverza y luego con su respectiva tapa toca esperar alrededor
de una semana para que la cerveza madure y ya pueda tomarse.
El Secador
Actualmente en el Laboratorio de conversion de energia se encuentra la maquina secadora
de granos de malta, dicho prototipo ilustrado a continuacion fue tomado y modificado en su
parte electronica para un mayor funcionamiento. La maquina que fue ultima vez usada en
2014-2 fue necesaria hacerle mantenimiento para limpiar sus partes y a su vez engrasar sus
componentes mecanicas para que esta tuviera un correcto funcionamiento.
En los trabajos anteriores se termino la construccion del prototipo pero en el ambito
electronico y del codigo no se avanzo mucho. Por ende se modifico la electronica y el codigo
con el cual opera la maquina haciendo que esta opere los procesos ya estandarizados por la
comunidad de cerveceros artesanales para obtener 5 diferentes tipos de malta. (Brewing Beer
The Hard Way, 2016)
27
Ilustración 24: Secador creado por Cindy García.
Ilustración 25: Al inicio del Proyecto.
De forma concreta el secador existente es del tipo rotatorio con arrastraderas (las cuales
evitan el aglutinamiento de los granos) con flujo transversal. A continuación se listan las
componentes del secador existente.
Ventilador Industrial marca Emerson:
o Motor con Potencia de ¼ hp.
o Voltaje nominal de 115V y real de 110V
o Corriente eléctrica nominal de 3.5 A y real de 3.1 A.
o Potencial eléctrico real de 341 kW.
o Flujo másico nominal de 0.2 kg/s real de 0.14 kg/s.
Resistencia Eléctrica:
28
o Longitud de 3 m manufacturada de tipo helicoidal.
o Voltaje nominal de 220V y real de 213V.
o Corriente eléctrica nominal de 24 A y real de 22 A.
o Potencial eléctrico nominal de 5.4 kW y real de 4.7kW.
Cámara de Secado:
o Acero AISI 304 para alimentos.
o Doble cabina: La primera para la entrada del flujo de aire y la segunda con
arrastraderas para el movimiento y almacenamiento del grano.
o Capacidad máxima es de lotes de 10 Kg.
Motor reductor de Cadena:
o Voltaje nominal de 220 V y real de 214 V.
o Relación de la reducción de 1:24.
o Velocidad de giro nominal de 5 RPM y real de 5.4 RPM.
Arduino Mini:
o Microcontrolador: ATmega328
o Voltaje de funcionamiento 5V
o Pines digitales 14
o Pines análogos 8
Pantalla LCD:
o 5 botones de navegación
o Doble línea de texto
Relé AC x3:
o Fuente 5 V
o Operación 250 V – 10 A
Relé de estado sólido:
o Fuente 24V
o Operación 240V – 10 A
Sensor PT-100:
o RTD de Platino (-200 – 800°C)
o Rosca NPT ½
o Bulbo 10 Pulgadas
Contactor CHINT NC12510:
o Operación 220V – 25 A.
29
Interruptor Monofásico CHINT:
o Operación 220V – 25 A.
Sensor PT-100:
o RTD de platino (-200-800°C)
o Rosca NPT ½
o Bulbo 10 pulgadas
Metodología
La automatización se realizó mediante el software de Arduino. Arduino es una plataforma de
hardware libre, funciona mediante una placa que contiene un micro controlador que mediante
entradas y salidas análogas y digitales es capaz de poder controlar los procesos. Arduino es
un software libre y abierto, lo cual hace que sea de fácil manipulación. Así se pueden
descargar un sinnúmero de librerías para la programación lo cual crea un software robusto e
interdisciplinario. Ya que cada librería hace referencia al control de un diferente sensor o
comandos específicos para poder comandar un objeto especifico.
La máquina secadora de granos quedo programada para poder obtener 5 diferentes tipos de
malta, de las cuales 3 son maltas base y 2 son especiales. Las diferentes actividades que se
realizaron para obtener un buen resultado al final del proyecto se mencionan a continuación.
Como primera actividad para la realización del proyecto, se hizo una exhaustiva revisión
bibliográfica, para obtener mayor conocimiento en el tema, así como entender los diferentes
procesos que se debían manejar. Luego después de entender los procesos y variables a
manejar se pasó también a analizar el proceso de elaboración de la cerveza ya que este
proceso también iba a ser realizado en este proyecto. Para la realización de cerveza se utilizó
la ayuda de Felipe García, cervecero artesanal colombiano con experiencia de más de 5 años
en el tema.
Como segunda gran actividad realizada en el proyecto se procedió a verificar el correcto
funcionamiento de la secadora de malta, y entender las componentes mecánicas y
electrónicas que dicha secadora tenía. Para este paso se pudo validar que la secadora de
granos no servía, pues su parte electrónica estaba dañada. Dado a que la secadora no
funcionaba se tuvo que realizar una tercera gran actividad en la realización del proyecto la
cual fue hacer una investigación de las componentes electrónicas que servirían en la máquina
y su correcta implementación para así obtener el correcto funcionamiento de la secadora,
para que más adelante el prototipo pudiese ser comercializado a gran escala.
Por ende, la tercera gran actividad realizada fue la implementación del circuito electrónico,
este debía ser amigable con el usuario y a la vez debía proporcionar seguridad tanto a la
maquina como al operario de dicha máquina. Para este paso fue necesario desarmar toda la
30
máquina, para limpiar las diferentes componentes e instalar las nuevas partes. Dichos
cambios realizados serán mencionados más adelante.
Una vez ya se tenía la maquina funcionando correctamente se utilizó la semilla proporcionada
por FENALCE (cebada colombiana, cultivada en el altiplano Cundi-Boyacence) para realizar
la experimentación y toma de datos necesaria. Para esta toma de datos fue necesario encontrar
las diferentes fórmulas o recetas para producir los diferentes tipos de maltas, estas se
encontraron ya estandarizadas por el grupo de cerveceros artesanales.
La siguiente actividad realizada fue utilizar la malta creada para realizar una cerveza artesanal
con la ayuda de Felipe García. Para la producción de la cerveza se utilizó el programa
Beersmith, este programa tiene las recetas como parámetro, por ende, el programa le dice a
uno que cantidades de materia prima usar y ciertas propiedades que debería tener su resultado
final. Luego de esto se procedió a realizar el correcto análisis sobre el proyecto y sus
respectivos resultados.
Ilustración 26: Receta suministrada por el programa Beersmith para la producción de la cerveza artesanal.
Control del Secador
Cuando se piensa en controlar la máquina de secado de granos, lo primero que se debe
realizar es entender el proceso físico que ocurre con el secador que se está trabajando. El
secador con el que se trabajó utiliza aire como agente para realizar la transferencia de calor.
Dicho aire entra en contacto con la semilla, aumentando así su temperatura lo cual genera
31
que inicie la transferencia de calor hacía el interior del grano y aumenta la difusión de la
humedad hacia afuera del mismo, por medio de la evaporación. Teniendo así un proceso no
adiabático.
Por lo tanto se presentan a continuación las variables que dominan un proceso de secado,
haciendo énfasis en las variables que dominan específicamente este proceso de secado.
La temperatura a la que se encuentra el aire seco que se encuentra en contacto con los
granos de cebada. Esta temperatura del agente secante en el momento de iniciar el
proceso de secado es de suma importancia para el proceso ya que según la
temperatura del aire, se obtendrán diferentes tipos de tostado en el grano de cebada.
La humedad cumple un factor importante tanto en el grano como en el agente secante.
Puesto que entre menos húmedo sea el agente secante más capacidad de secado tendrá
el agente sobre los granos de cebada. Para la cebada es muy importante conocer el
grado de humedad del grano ya que para la producción de cerveza es necesario que
la cerveza tenga un grado de humedad de entre 3 % y 8% según el tipo de malta que
se vaya a utilizar.
Teniendo las variables de control más importantes, se continuó con la filosofía de control
propuesta por las tesis anteriores en donde se controlaba la máquina de secado mediante la
temperatura. Ya que como fue mencionado anteriormente ésta es la más importante a la hora
de producir diferentes tipos de malta.
Procesos de Secado
Para este proyecto se realizaron 5 diferentes curvas de secado, las cuales a su vez producirán
5 diferentes tipos de malta. Las 5 curvas de secado se realizaron en base a la experiencia de
otros malteros, ya que este proceso es por decirlo de cierta manera una receta de cocina en
donde se empieza con unos ingredientes a ciertas condiciones iniciales para llevar a estos
mismos ingredientes a una condición final. Por lo tanto el procedimiento realizado fue seguir
los pasos proporcionados por los malteros y verificar que el producto final obtenido sea de
las características deseadas (Brewing Beer The Hard Way, 2016). Por lo tanto los tipos de
malta producidos y el procedimiento que se siguió se mencionan a continuación.
Para empezar, lo primero que es necesario saber es el nivel de humedad que los granos de
cebada tienen. Para encontrar esto, lo único que hay que hacer es tomar una muestra de 100
gramos del lote de cebada que se tenga y durante 3 horas hornearlo a 215 grados centígrados.
Esto hará que el grano pierda por completo su humedad, por lo tanto una vez finalizan las
tres horas se pesa nuevamente la mezcla y se calcula el nivel de humedad del lote de cebada
con el que se va a empezar a realizar el proceso de malteo.
32
ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 = (100
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑙𝑢𝑒𝑔𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎𝑟− 1) × 100%
Ecuación 1: Calculo de la humedad inicial del Lote de cebada.
En el proyecto se utilizó la cebada proporcionada por FENALCE. Aunque a la hora de la
entrega de la cebada se dijo que esta tenía una humedad del 12%, se realizó el proceso de
verificación y se obtuvo que la semilla entregada por ellos tenía una humedad del 13.5%.
Por lo tanto ya conociendo la humedad de los granos de cebada es posible continuar con el
proceso de malteo.
Malta Pilsner
Es una malta de color claro. Es una malta base que tiene un sabor de malta fuerte y dulce a
la vez. Es usada o puede ser usada en todos los tipos de cerveza.
El primer paso es humedecer la semilla hasta que alcance una humedad de 38-42%.
Para esto se pesó el lote que se iba a realizar, luego se insertó el lote de semillas dentro
de un balde y a este balde se le hecho el doble del peso de las semillas. Se dejaron las
semillas dentro del balde por un día aproximadamente, en ese día fue necesario
revolver cada dos horas y pesar la muestra periódicamente hasta encontrar que se
había llegado a la humedad objetivo.
En un cuarto a temperatura ambiente se realizó la germinación. Se tomaron los granos
de cebada y se pudieron en otro balde donde no hubiese agua. Este proceso tarda
aproximadamente de 3 a 5 días, específicamente la germinación se debe parar cuando
el cotiledón mide entre 2/3 y 3/4 de la longitud de la semilla. Para medir esto lo que
se debe hacer es tomar una semilla y abrirla, ahí es posible ver el cotiledón y por lo
tanto se puede comprobar su longitud. Se debe también verificar que el contenido
interno de la semilla, se pueda esparcir en los dedos al frotar uno con otro (tal y como
se muestra en la ilustración) en vez de que sea como una bola chicluda. Cuando estos
dos pasos sucedan la germinación a terminado. Para asegurarse que la germinación
sea homogénea es necesario cada 8 horas revolver los granos de cebada.
33
Ilustración 27: Cotiledón de 2/3 de la longitud de la semilla.
Ilustración 28: Contenido interno se esparce sobre los dedos.
Se procede a realizar el secado una vez se ha finalizado con los pasos anteriores.
o Empieza con 1320 minutos a una temperatura de 35°C.
o Luego pasa 720 minutos con una temperatura de 50°C.
o Finaliza el proceso con 85 minutos a 90°C.
Ya finalizado el proceso de secado se verifica que las semillas se encuentren sin
raíces, de ser así ya se tiene la malta lista para la producción de cerveza.
Malta Pale Ale
También es una malta de color claro, normalmente es usada como malta base y además al ser
combinada con la malta Pilsen da a la cerveza un sabor de malta más rico, le da un toque
dorado al mosto lo cual hace que sea visualmente más agradable la cerveza. Se usa
normalmente para cervezas amargas y pale ale, además de los estilos tradicionales de
cervezas inglesas.
Para el proceso de humedecer las semillas de Pale Ale el procedimiento es igual al de
una Pilsner pero con la diferencia que se necesita llegar a una humedad objetivo de
42-44%.
Ya alcanzada la humedad necesaria empieza el proceso de germinación el cual
siempre será igual para todas las maltas creadas.
Por ultimo cuando ya finaliza la germinación empieza el proceso de Secado.
o Empieza 1320 minutos con una temperatura de 40°C.
o Pasa los siguientes 720 minutos a 55°C.
o Aumenta la temperatura para que los próximos 120 minutos sean a 100°C.
Nuevamente se comprueba que la malta no tenga raíces.
34
Malta Múnich
Es la malta más elaborada de las bases, cuando se usa esta malta es necesario que se use
también otra malta base. Intensifica el color, dándole un agradable color naranja. Añade el
sabor a malta sin dañar la cerveza, su mayor virtud es que potencia el sabor de las cervezas
con mayor carácter. Se utiliza para realizar cervezas pale ale, oscuras, cervezas fuertes y
negras.
Para asegurar que se generen más dextrinas (las cuales más adelante darán el cuerpo
a la cerveza), la humidificación para este tipo de malta se debe dar hasta llegar a un
45-48% de humedad aproximadamente.
Ya alcanzada la humedad necesaria empieza el proceso de germinación el cual
siempre será igual para las maltas base.
Por ultimo cuando ya finaliza la germinación empieza el proceso de Secado.
o Empieza 1320 minutos a 40°C.
o Luego pasa 720 minutos a una temperatura de 65°C.
o Los siguientes 120 minutos serán a una temperatura de 90°C.
o Luego otros 120 minutos a 100°C.
o Finaliza con 100 minutos a 110°C.
Nuevamente se comprueba que la malta no tenga raíces.
Malta Caramelo
Este tipo de malta es un tipo de malta especial. Su mayor virtud es que le proporciona a la
cerveza un aroma rico a caramelo. Ayuda también a darle a la cerveza un color ámbar claro
medio rojizo. Se utiliza principalmente en las cervezas ales oscuras y en las escocesas.
Para asegurar que se generen más dextrinas (las cuales más adelante darán el cuerpo
a la cerveza), la humidificación para este tipo de malta se debe dar hasta llegar a un
45-48% de humedad aproximadamente.
Ya alcanzada la humedad necesaria empieza el proceso de germinación el cual
siempre será igual, lo único que difiere en este caso es que el cotiledón debe ser del
tamaño de la semilla y no 2/3 del tamaño de esta.
Por ultimo cuando ya finaliza la germinación empieza el proceso de Secado.
o Empieza 1320 minutos a 40°C.
o Luego pasa 720 minutos a una temperatura de 55°C.
o En los siguientes 60 minutos se usa una temperatura de 60°C.
o Los siguientes 360 minutos serán a una temperatura de 70°C.
o Luego otros 180 minutos a 108°C.
o Finaliza con 150 minutos a 125°C.
Nuevamente se comprueba que la malta no tenga raíces.
35
Malta Caramelo Chocolate
Este tipo de malta caramelo oscura es un tipo de malta especial. Proporciona un fuerte aroma
a dulce de caramelo y un fuerte color ámbar a la cerveza. Su uso principal se da en las
cervezas oscuras.
Para asegurar que se generen más dextrinas (las cuales más adelante darán el cuerpo
a la cerveza), la humidificación para este tipo de malta se debe dar hasta llegar a un
45-48% de humedad aproximadamente.
Ya alcanzada la humedad necesaria empieza el proceso de germinación en el cual el
cotiledón debe ser del tamaño de la semilla.
Por ultimo cuando ya finaliza la germinación empieza el proceso de Secado.
o Empieza 1320 minutos a 40°C.
o Luego pasa 720 minutos a una temperatura de 60°C.
o En los siguientes 600 minutos se usa una temperatura de 75°C.
o Los siguientes 60 minutos serán a una temperatura de 95°C.
o Finaliza con 60 minutos a 165°C. (Cabe aclarar que para este paso final fue
necesario usar el horno de mi casa ya que la temperatura máxima alcanzada
por la maquina es de unos 120°C).
Nuevamente se comprueba que la malta no tenga raíces. Como la fase final de esta
malta tuvo que ser realizada en el horno de la casa, hubo ciertas raíces que
permanecieron en los granos. Por eso fue necesario meter los granos en una funda de
almohada y luego meter la funda en una secadora durante 15 minutos sin temperatura,
para que solo con el movimiento se cayeran las raíces.
Ejecución
Habiendo definido la filosofía de control, como la forma en cómo se desea sea la temperatura
en la cámara de secado, entonces es necesario implementar un circuito eléctrico que nos
asegure que la máquina de secado de granos va a operar tal y como se desea. Es por esto que
para generar un sistema más robusto se le añadieron las siguientes piezas:
36
Ilustración 29: Interruptor Trifásico
Interruptor Trifásico
60 Amperios
250 Voltios
Ilustración 30: Arduino Mega
Arduino Mega 2560
Microcontrolador ATmega2560
Voltaje entrada 5-12V
54 Pines digitales.
16 entradas análogas.
Ilustración 31: LCD Shield Arduino
Shield LCD Arduino
Shield stack para Arduino
5 botones de navegaciones
Doble línea de texto 16x2
Ilustración 32: Relé shield Arduino
Shield Relé Arduino
Shield stack para Arduino
Fuente 5V
250 V AC 10 A -125 V AC 10 A
30 V DC 10 A – 28 V DC 10 A
Ilustración 33: Regleta Electrónica
Regleta electrónica
12 cables
Protección para relé y usuario
Ilustración 34: Clavija NEMA
Clavija NEMA
5 hilos
4 polos
3 fases
480 V
37
Ilustración 35: Carcasa en Impresión 3d
Carcasa en impresión 3d para proteger el
circuito electrónico.
Se implementó una tarjeta Arduino mega para remplazar la que se tenía antes, puesto que
para el uso de los sensores y una pantalla que fuese amigable con el usuario era necesario
que la tarjeta tuviera más entradas digitales. Las ventajas de tener esta pantalla es que ahora
se va a encontrar fija en la máquina y no como se encontraba antes unida a un montón de
cables eléctricos, los cuales no eran ni estéticos ni seguros pues el operario podía tanto
dañarlos como electrocutarse con estos. Esta pantalla elegida brinda un sistema de interfaz
sencillo y conciso, con la cual va a ser posible ver los valores de los sensores mientras la
maquina se encuentra operando, a su vez presentara un menú muy simple en donde se puede
verificar el funcionamiento de cada parte por individual como también se puede elegir el tipo
de malta a producir, para de este modo iniciar el proceso.
El uso de los Relé en una única tarjeta tiene como única función simplificar el circuito. Este
circuito fue realizado pensando en que este era el prototipo final por ende se hizo, simple,
seguro y agradable para el usuario. Con el uso de este shield de relé la tarjeta de Arduino
pasara de tener 12 cables a ella a únicamente tener 5 cables, puesto que hay uno de los relés
que se encuentra desconectado. Ya que cada uno de los relés se usa para cada uno de los
motores (ventilador, resistencia y cámara de secado). Como los relés van conectados tanto a
los motores como a la tarjeta de Arduino (puesto que la tarjeta de Arduino es la que controla
cuando se prende y apaga el motor mediante el relé) no es conveniente usar los cables gruesos
de los motores en las entradas de los relés puesto que estos son muy delicados. Entonces, con
el fin de cuidar los relés y además darle más estabilidad y orden al circuito se usó la regleta.
Por último la maquina existente, se encontraba energizada mediante dos clavijas diferentes,
de las cuales solo una de ella tenía el puerto de la tierra. Además de ser un desorden el hecho
de tener dos diferentes fuentes de energía para la máquina, era de sumo peligro el hecho de
que el ventilador fuese la única parte de la máquina que se encontraba conectada a la tierra.
Por eso se modificó por completo el circuito integrándolo en una única entrada de energía, y
asegurando la maquina tanto con un interruptor trifásico como con el uso de tierra a lo largo
del resto de componentes de la maquina (la resistencia y la cámara de secado). Para poder
integrar el circuito en una única entrada de energía se utilizó la clavija NEMA presentada y
el interruptor trifásico el cual da seguridad cuando está o no energizado el circuito.
A continuación, se presenta el plano eléctrico del circuito implementado en la máquina de
secado.
38
Ilustración 36: Plano eléctrico del circuito implementado en la secadora de granos.
39
Resultados
Electrónico
La ilustración presentada a continuación es la de la máquina de secado de granos con sus
componentes eléctricas finales.
Ilustración 37: Electrónica final ya instalada en la máquina.
Ilustración 38: Circuito electrónico final ya instalado.
40
Tal y como se presenta en la ilustración anterior, ese fue el resultado final del circuito
electrónico que se instaló en la máquina. Como es posible observar no hay ningún cable a la
vista que pueda poner en riesgo la operación o que pueda generar problemas de seguridad, al
operario de la máquina. Se le implemento una carcasa en impresión 3d a la parte electrónica
ya que a la hora de producir malta, la cebada suelta muchas raíces y partículas pequeñas que
con el tiempo pueden estropear los componentes electrónicos. Por este motivo, lo único que
se dejó al aire libre fue la pantalla desde donde se controla el proceso y los interruptores
trifásicos para poder energizar o des energizar fácilmente la máquina.
Ilustración 39: Maquina final operando y Tomando datos en el laboratorio de conversión de energía.
Malta
Para producir la malta se usó el protocolo descrito anteriormente. Los resultados se
presentarán a continuación.
41
Ilustración 40: Malta Pilsen
Ilustración 41: Malta Caramelo
Ilustración 42:Malta Caramelo
Chocolate
Tal y como se observa fácilmente, existe una gran diferencia en la tonalidad y tostado de
las maltas presentadas anteriormente. La malta Pilsen que es la primera presentada es la
menos tostada y es una malta base. La siguiente malta presentada es la caramelo, para esta
es posible ver como es un poco más tostada que la Pilsen y como fue descrito anteriormente
esta es una malta especial. Por último, la malta caramelo chocolate es la más tostada y por
eso es posible ver que hay algunos granos más cafés que otros, esta también es una malta
especial. Se utilizaron estas tres maltas para mostrar las imágenes anteriores por que es donde
más se contrasta la diferencia del grado de tostado de la malta. Las maltas Pale Ale y Múnich
tienen una apariencia muy similar a la malta Pilsen.
Los resultados que se obtuvieron a la hora de realizar todo el proceso de malteo, para cada
una de las maltas se presenta a continuación.
Ilustración 43: Tabla de los resultados de humedad encontrados.
Según los resultados presentados anteriormente, es posible ver como el proceso de secado en
términos de la humedad final fue exitoso. Esto pues el resultado obtenido de humedad se
encuentra en el rango de humedad admisible para cada tipo de malta. Por lo tanto, es posible
concluir a primera impresión que el procedimiento realizado fue el adecuado y los resultados
obtenidos fueron los esperados. Para poder ya estar seguros que el resultado obtenido fue el
adecuado es necesario hacer una prueba de color a la cerveza producida y ver que el resultado
obtenido este entre el rango proporcionado por el programa Beersmith, este resultado es
presentado más adelante. En ésta tabla también se encuentran los valores permisibles de color
(EBC) que debe tener cada una de las maltas.
Pilsen Pale Ale Munich Caramelo Caramelo Chocolate
Humedad Inicial (%) 39,3 42,7 47,5 45,6 46,8
Peso Inicial (kg) 7,8 8 8,1 7,2 7,4
Peso Final (Kg) 5,8 5,8 5,7 5,3 5,3
Humedad (%) 4,1 4,3 4,3 6,4 5,2
Rango permisible H (%) 4,0 - 4,5 4,0 - 4,5 4,0 - 4,5 5,0 - 9,0 5,0 - 9,0
Color (EBC) 2,0 - 4,0 5,0 - 9,0 5,0 - 9,0 20,0 - 30,0 35,0 - 45,0
42
Ilustración 44: Tabla Teórica del Comportamiento de la temperatura a
lo largo del tiempo para la malta Pilsen.
Ilustración 45: Tabla Experimental del Comportamiento de la temperatura
a lo largo del tiempo para la malta Pilsen.
En la ilustración 44 y 45 se presenta tanto los valores teóricos y experimentales de la
temperatura con respecto al tiempo, durante el proceso de producción de malta Pilsen. Los
datos experimentales se midieron cada minuto durante el proceso. Por lo tanto, se presenta la
ilustración 46, en ésta tenemos los valores promedio de cada uno de los ciclos en el proceso,
para que de este modo sea más fácil comparar la teoría con la experimentación y así poder
ver que tan alejado estuvo el comportamiento de la maquina con respecto al comportamiento
que se esperaba.
Ilustración 46: Tabla del Promedio de la temperatura a lo largo del tiempo para la producción de la malta Pilsen.
0
20
40
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80
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0 500 1000 1500 2000 2500
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C)
Tiempo (minutos)
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43
Ilustración 47: Valor teórico de cada ciclo y el valor del promedio de cada ciclo experimental con su respectivo error
Porcentual. A continuación, se presentan los resultados obtenidos para las otras 4 maltas. Estos resultados
se presentan del mismo modo en el que fueron presentados los resultados de la malta Pilsen.
Ilustración 48: Tabla Teórica del Comportamiento de la temperatura a lo largo
del tiempo para la malta Pale Ale.
Ilustración 49: Tabla Experimental del Comportamiento de la temperatura a lo
largo del tiempo para la malta Pale Ale.
Ilustración 50: Tabla del Promedio de la temperatura a lo largo del tiempo para la producción de la malta Pale Ale.
Ciclo Valor Teórico Valor Experimetal Error Porcentual
1 35 32,7 6,6%
2 50 47,3 5,4%
3 90 85,8 4,7%
Malta Pilsen
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Pale Ale
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Pale Ale
0
20
40
60
80
100
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Pale Ale
44
Ilustración 51: Valor teórico de cada ciclo y el valor del promedio de cada ciclo experimental con su respectivo error
Porcentual.
Ilustración 52: Tabla Teórica del Comportamiento de la temperatura a
lo largo del tiempo para la malta Múnich.
Ilustración 53: Tabla Experimental del Comportamiento de la temperatura
a lo largo del tiempo para la malta Múnich.
Ilustración 54: Tabla del Promedio de la temperatura a lo largo del tiempo para la producción de la malta Múnich.
Ciclo Valor Teórico Valor Experimetal Error Porcentual
1 40 37,2 7,0%
2 55 53,1 3,5%
3 100 95,9 4,1%
Malta Pale Ale
0
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Munich
20
40
60
80
100
120
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Munchen
0
20
40
60
80
100
0 500 1000 1500 2000 2500
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Munich
45
Ilustración 55: Valor teórico de cada ciclo y el valor del promedio de cada ciclo experimental con su respectivo error
Porcentual.
Ilustración 56: Tabla Teórica del Comportamiento de la temperatura a
lo largo del tiempo para la malta Caramelo.
Ilustración 57: Tabla Experimental del Comportamiento de la temperatura
a lo largo del tiempo para la malta Caramelo.
Ilustración 58: Tabla del Promedio de la temperatura a lo largo del tiempo para la producción de la malta Caramelo.
Ciclo Valor Teórico Valor Experimetal Error Porcentual
1 40 37,9 5,3%
2 65 62,5 3,8%
3 90 86,4 4,1%
4 100 96,5 3,5%
5 110 106,4 3,3%
Malta Munich
0
20
40
60
80
100
120
140
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo
20
40
60
80
100
120
140
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo
10
30
50
70
90
110
130
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo
46
Ilustración 59: Valor teórico de cada ciclo y el valor del promedio de cada ciclo experimental con su respectivo error
Porcentual.
Ilustración 60: Tabla Teórica del Comportamiento de la temperatura a
lo largo del tiempo para la malta Caramelo Chocolate.
Ilustración 61: Tabla Experimental del Comportamiento de la temperatura
a lo largo del tiempo para la malta Caramelo Chocolate.
Ilustración 62: Tabla del Promedio de la temperatura a lo largo del tiempo para la producción de la malta
Caramelo Chocolate.
Ciclo Valor Teórico Valor Experimetal Error Porcentual
1 40 37,4 6,5%
2 55 52,8 4,0%
3 60 56,7 5,4%
4 70 65,2 6,8%
5 108 105,2 2,6%
6 125 122,1 2,3%
Malta Caramelo
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo Chocolate
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo Chocolate
10
30
50
70
90
110
130
150
170
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Tem
per
atu
ra (
C)
Tiempo (minutos)
Caramelo Chocolate
47
Ilustración 63: Valor teórico de cada ciclo y el valor del promedio de cada ciclo experimental con su respectivo error
Porcentual.
Según lo mostrado en las ilustraciones anteriores, es posible ver como para cada una de las
maltas, la máquina de secado se comportó de una manera muy cercano a lo que se necesitaba
que lo hiciera. Para cada ciclo se calculó la temperatura promedio a la que los granos de
secado estuvieron sometidos y el resultado fue bastante preciso. El mayor error de la maquina
fue de un 7% de diferencia con relación al resultado teórico necesitado. Al analizar las
temperaturas que se necesitaban, se consideró que el comportamiento de la maquina no
hubiese sido aceptable de haber presentado temperaturas que hubiesen diferido por lo menos
en 10 grados con las temperaturas teóricas. Pero el máximo error fue de 4.8 grados
centígrados y se presentó en el ciclo de 70 grados en la malta caramelo. Por lo tanto, es
posible concluir que tanto el código de programación como los elementos mecánicos y
eléctricos usados para la creación del prototipo fueron los adecuados, puesto que la maquina
se comporta de la manera esperada.
Cervecero
Para producir la cerveza se usaron 1.3 kg de malta Pilsen, 1.75kg de malta Múnich y 2 kg de
malta Caramelo Chocolate. Se siguió el procedimiento mencionado anteriormente y con la
ayuda del programa Beersmith se usaron las cantidades suministradas por este programa para
el resto de ingredientes mencionados también anteriormente. Como resultado se obtuvo la
cerveza presentada en la siguiente ilustración.
Ilustración 64: Cerveza producida con la malta creada.
Ciclo Valor Teórico Valor Experimetal Error Porcentual
1 40 38,2 4,5%
2 60 57,2 4,7%
3 75 72,2 3,7%
4 95 91,6 3,6%
5 165 164,6 0,2%
Malta Caramelo Chocolate
48
Como ya había sido mencionado en el marco teórico, otra manera de medir la calidad de las
maltas es por litros de cerveza producida por cada kilo de malta utilizada. Para este ejercicio
esta medición es muy abstracta pues la cantidad de cerveza producida además de depender
de la malta depende también del equipo con el que se realiza la cerveza. Por lo tanto, según
la experiencia de Felipe García, por cada kilo de malta que el usa en su equipo, produce
alrededor de 2 y 3 litros de cerveza. Según lo anterior con la malta producida se hicieron
11.5 litros de cerveza. Esto arroja un resultado de 2.28 litros por kilo de malta utilizada.
Por último, se verifico que la tonalidad de la cerveza obtenida fuera la adecuada. Para este
proceso se usó el espectrofotómetro del laboratorio de ingeniería química en el ML 416.
Como fue descrito anteriormente, era necesario utilizar una onda a una frecuencia a 430 nm
para poder medir la absorbancia en una probeta de 1 cm de cerveza. Sin embargo, al realizar
la toma de datos sucedió lo siguiente.
Ilustración 65: Muestra de 1 cm de la cerveza realizada
en el proyecto.
Ilustración 66: Espectrofotómetro en donde se tomaron
los datos.
Ilustración 67: Barrido de longitud de onda vs absorbancia.
49
Se encontró que la absorbancia no se lograba medir debido a la alta imprecisión que pasa una
vez la longitud de onda era menor a los 440nm aproximadamente. Por lo tanto, se hizo un
análisis bibliográfico y se encontró que, para las cervezas oscuras, con un grado mayor a 20
EBC se puede usar una longitud de onda de entre 470nm y 500nm debido a que en 430nm la
absorbancia se distorsiona (Gibson, 2016). Como se corroboro en el grafico anterior a esta
longitud de onda si es posible obtener un resultado claro. Por lo tanto, se obtuvo:
Ilustración 68: Resultados de Absorbancia obtenidos en el Espectrofotómetro.
Con las absorbancias encontradas, se calculó los grados EBC. El programa Beersmith dice
que, para la mezcla realizada, se debe obtener una cerveza con un color entre 22 y 35 grados
EBC. El rango es tan amplio pues como ya se vio, el color de la cerveza depende de muchos
factores en su cocción. Los resultados obtenidos fueron los esperados ya que, al comparar
con la escala, el color si corresponde con el de la escala. Además, los resultados se encuentran
en el rango esperado, por lo que se puede concluir que las maltas creadas por la maquina
secadora de granos realizada, son las que se propusieron al principio.
Ilustración 69: Resultados de los grados EBC.
Financiero
Al tener ya todos los resultados y la comprobación del buen funcionamiento de la máquina,
lo que sigue es presentar el análisis financiero. El cálculo del precio de cada uno de las piezas
que componen a la maquina se presenta a continuación, así como su consumo energético
mensual con su respectivo costo.
Dato Absorbancia EBC EBC esperado
1 1,1553 28,9044507 22-35
2 1,1561 28,9244659 22-35
3 1,1562 28,9269678 22-35
4 1,1556 28,9119564 22-35
50
Ilustración 70: Precio de cada uno de los componentes
de la máquina.
Ilustración 71: Costo energético mensual de la máquina.
Los precios calculados anteriormente se encuentran en COP. Para el cálculo del costo del
consumo energético mensual se supuso que mensualmente la maquina debía producir un lote
de cada una de las maltas que trae programado el Arduino. Es por esto que se supone que la
maquina mensualmente va a operar 204 horas aproximadamente.
En la industria las maquinas se deprecian a 3 años sin valor de salvamento, contrario a lo que
dicen los textos guías que dicen que se deben depreciar a 5 años. Pero en la práctica se
deprecian a 3 años por el constante avance tecnológico que existe en el mercado. Por lo
anterior la maquina secadora se va a depreciar mensualmente por un valor de 36.667 COP.
Por lo mencionado anteriormente, para que le sea rentable a un cervecero artesanal comprar
la máquina de secado esta debe producir mayores ingresos que egresos. Los egresos
mensuales serán el consumo energético mensual, el valor de depreciación mensual de la
máquina y el precio de la cebada que necesita comprar como materia prima. En cambio, para
este caso sus ingresos van a ser el precio de la malta que utiliza como materia prima. De este
modo, si operar mensualmente la maquina le sale más barato que comprarle la malta a las
entidades que la importan, entonces el productor de cerveza artesanal aumentara su utilidad
mensual al usar la máquina de secado.
Por lo tanto, conociendo que FENALCE vende el kilo de cebada a dos mil pesos y
DISTRINES (empresa importadora de malta para cervecerías artesanales) vende el kilo de
malta a ocho mil pesos, el cálculo del punto de equilibrio resulta muy simple. Encontrando
así que para un cervecero artesanal es más rentable utilizar la maquina siempre y cuando
produzca 93 kilos de malta o más mensual. Esto quiere decir que para cada tipo de malta se
van a producir 18.3 kilos aproximadamente. Por lo tanto, para ya hacer la construcción de la
maquina final para venderla a los cerveceros artesanales es vital aumentarle la capacidad a la
cámara de secado (debe poder producir más de 18.3 kg por ciclo).
Ventilador 80.000,00$
resistencia 180.000,00$
Camara Secado 300.000,00$
Motor Electrico 100.000,00$
Arduino 44.000,00$
Lcd Shield 18.000,00$
Reley shield 8.000,00$
Reley Estado Solido 180.000,00$
Contactor 45.000,00$
Interruptor Trifasico 70.000,00$
Regleta 12.000,00$
Sensor PT y Acople 60.000,00$
Jumpers 7.000,00$
Enchufe Nema 160.000,00$
Cableado 14.000,00$
Toma Corriente 12.000,00$
Base Maquina 30.000,00$
Total 1.320.000,00$
Consumo energetico (KW) 5,787
Numerode horas al mes 203,57
Costo energia por kilowatt 444,45$
Total Consumido por mes 523.543,35$
51
Conclusiones
Se terminó la construcción de un prototipo que fuese fácil de usar, visualmente
agradable y que proporcionase la seguridad necesaria al usuario.
Se le dio avance a la secadora de granos de malta existente, poniéndola a punto y
permitiendo que esta sea completamente automática.
Se validó el proceso de malteo propuesto por los cerveceros artesanales, obteniendo
como resultado los diferentes tipos de malta que se habían propuesto al iniciar el
proyecto.
Se comprobó la teoría de que si es más rentable para un cervecero artesanal producir
su propia malta en vez de importarla.
Se validó que la malta producida por la secadora de granos tiene cualidades muy
similares a la malta importada de otros países tales como Alemania y Bélgica.
Para la creación de la máquina de secado comercial, se propone el uso de una
resistencia que pueda elevar la temperatura en la cámara de secado a 350 grados
Celsius, para que de este modo se puedan producir todos los tipos de malta existentes
en el mercado.
Con los resultados financieros obtenidos y viendo que el uso de la resistencia eléctrica
incurre en un 70% de los gastos mensuales que podría tener un cervecero artesanal,
se propone la construcción de un prototipo de secado de malta artesanal que en vez
de usar energía eléctrica para su operación utilice otra fuente de energía más
económica (como por ejemplo el gas).
En caso de creación de un nuevo prototipo o de una máquina para comercializar, es
necesario modificar la compuerta de la cámara de secado pues la carga y descarga de
material se hace muy difícil con el diseño implementado.
Para la realización del proyecto se usaron conceptos de finanzas, programación,
circuitos y transferencia de energía; todos propios de un Ingeniero Mecánico.
Se validó mediante el uso del Hardware de Arduino que esta herramienta tiene la
capacidad para crear proyectos de ingeniería tanto industriales como académicos,
además de ser de muy fácil uso ya que es open source.
Referencias
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https://brewingbeerthehardway.wordpress.com
Cárdenas, A. (2005). Construccion y puesta en marcha de un secador de bandejas directo para la
obtencion de curvas de secado. Proyecto de Grado, Universidad de Los Andes, Ingeniería
Química, Bogotá-Colombia.
DISTRINES. (2016, 11 12). Retrieved from http://www.distrines.com/
52
Fernandez, J. (2016, 11 5). Cerveza Artesanal. Retrieved from La Dictadura Del Color de la Cerveza:
http://cervezartesana.es/tienda/blog/el-color-de-la-cerveza-y-la-dictadura-del-color.html
García, C. (2013). Diseño y Construcción de una Secadora de Granos Para la Producción de Malta
Artesanal. Proyecto de Grado, Universidad de los Andes, Ingeniería Mecánica, Bogotá-
Colombia.
Gibson, I. (2016, 11 25). Automation of AOAC 970.16 Bitterness of Malt. Retrieved from
http://www.gilson.com/Resources/Gilson_BeerBitternessColorAOAC_FB0212_rev05_15.p
df
Gigliarelli, P. (2016, 8 15). Revista Mash. Retrieved from El Malteado:
http://www.revistamash.com/detalle.php?id=335
Kneule, F. (1982). El Secado. Bilbao.
Malteado. (2014). Retrieved 11 4, 2015, from Malteurop: https://es.malteurop.com/nuestra-
actividad/maltas/malteado
Mujumdar, A. S. (2007). Handbook of Industrial drying. Boca Raton: Taylor and Francis.
Suarez, C. (2015). Puesta Punto de una Secadora de Granos Para la Producción de Malta Artesanal.
Proyecto de Grado, Universidad de Los Andes, Ingeniería Mecánica, Bogotá-Colombia.
Anexos
A continuación, se encuentra el código de programación utilizado para la máquina de secado en la
plataforma de Arduino.
#include <DHT.h>
#include <SHT1x.h>
#include <Keypad.h>
#include <LiquidCrystal.h>
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#include <LCDKeypad.h>
53
// Definición de los elementos físicos con sus referentes pines
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); // Muestra la informacion en la pantalla LCD
int DS18S20_Pin = 39; //nombre de la Termocupla
OneWire ds(DS18S20_Pin); //Manda informacion de la temperatura de la termocupla mediante las
librerias
DallasTemperature sensors(&ds);// Convierte la informacion enviada para que el computador
pueda leer la temperatura.
// Se inicia el sensor que mide la humedad
#define dataPin 28 //Cable naranja
#define clockPin 24 //Cable amarillo
SHT1x sht1x(dataPin, clockPin);
//Iniciamos sensor de humedad externo
#define DHTPIN 31 //Pin digital al que conectamos el sensor
#define DHTTYPE DHT11 // Tipo de sensor DHT 11
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
int adc_key_val[5] ={50, 200, 400, 600, 800 }; //arreglo de 5 variables inicializadas en 50 200 400
600 800
int NUM_KEYS = 5;
int adc_key_in;
int key=-1;
int oldkey=-1;
// Valores de funcionamiento - definiciones.
int menu = 1;
54
boolean cilindro = false;
boolean ventilador = false;
boolean resistencia = false;
int Precalentamiento = 0;
// Variables de funcionamiento - definiciones.
const int Resistor = 43; //Cable de color azul
const int Ventila = 47; //Cable de color verde
const int Motorred = 51; //Cable de color Cafe
int Reloj = LOW; // Reloj
long previousMillis = 0;
long intervalOff = 60000; // 60 segundos contador de tiempo minutos
int i = 0; // variable acumulador
int d = 0; // variable acumulador
float Temp = 0; // numero decimal
float tempmax = 0;
int time = 0;
int Ciclo =0;
int enter =0;
int precal =0;
int Curva = 0;
int proceso =0;
String Moto="";
String Vent="";
int TL = 0;
55
void setup()
{
Serial.begin(38400);
Serial1.begin(38400);
Serial.println("Inicio de Proceso");
//inicia comunicacion serial
pinMode(Ventila, OUTPUT); // configura pin de ventilador.Dicha funcion arrjoa primero el
pin y luego el modo es decir queda en el pin de la variable Ventila y es un pin de salida.
pinMode(Resistor, OUTPUT); // configura pin de para manejo de resistencia.
pinMode(Motorred, OUTPUT); // configura pin de para manejo de Motoreductor.
digitalWrite(Resistor, HIGH); // se establece que dichos pines se van a inicializar con voltajes
de 5v o 3.3V
digitalWrite(Ventila, HIGH); // se establece que dichos pines se van a inicializar con voltajes
de 5v o 3.3V
digitalWrite(Motorred, HIGH); // se establece que dichos pines se van a inicializar con voltajes
de 5v o 3.3V
//pinMode(enter, INPUT);
//Serial.flush();
lcd.begin(16, 2); // inicia LCD.Inicia la pantalla LCD con 16 columnas y dos filas.
lcd.print("SECADO ARTESANAL"); //Empieza a escribir el mensaje que se le pide entre
parentesis
lcd.setCursor(0,1); //Mueve el cursor a la columna 0 y la fila 1.
lcd.print(" DE MALTA"); // Empieza a imprimir el resto del mensaje
delay(3000); // Pausa el programa durante 1 segundo
56
lcd.clear(); // Borra Todo lo que se encuentre en la pantalla.
lcd.print(" SANTIAGO ARENAS");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" 2016-2");
sensors.begin(); //inician sensores para que el computador pueda leer la informacion.
delay(3000); // Interrumpe el procesamiento un segundo
Display(menu); //
dht.begin();
}
void loop ()
{
teclado (); // LLamo a la funcion teclado la cual es definida despues.
float temp_c; // se crean las variables de los sensores de humedad y temperatura.
float humidity_in;
float humidity_ext;
// lee los valores del sensor de humedad interno.
temp_c = sht1x.readTemperatureC();
humidity_in = sht1x.readHumidity();
humidity_ext = dht.readHumidity();
if(proceso == 1 && Curva == 1) { // Si las condiciones impuestas se cumplen entonces ejecuto la
accion 1.
Ejecuta1(temp_c,humidity_in,humidity_ext);} // LLamo a la funcion ejecuta 1
la cual es programada a continuacion.
57
//Si las condiciones impuestas se cumplen entonces ejecuto la accion 2.
if(proceso == 1 && Curva == 2) {
Ejecuta2(temp_c,humidity_in,humidity_ext); //LLamo a la funcion Ejecuta 2 la
cual se encuentra programada mas adelante.
}
if(proceso == 1 && Curva == 3) {
Ejecuta3(temp_c,humidity_in,humidity_ext);
}
if(proceso == 1 && Curva == 4) {
Ejecuta4(temp_c,humidity_in,humidity_ext);
}
if(proceso == 1 && Curva == 5) {
Ejecuta5(temp_c,humidity_in,humidity_ext);
}
// Print the values to the serial port
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temp_c, DEC);
Serial.print(" C\t");
Serial.print("Humidity in: ");
Serial.print(humidity_in);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Humidity out: ");
Serial.print(humidity_ext);
Serial.println(" %\t");
}
58
void Ejecuta1(float temp_c, float humidity_in, float humidity_ext) // Sem empieza la
programacion de lo descrito anteriormente en el loop.
{
digitalWrite(Motorred, LOW); // El Pin motored tendra cero voltios por lo tanto estara
apagado
digitalWrite(Ventila, LOW); // Asi entre o no en el if el ventila se apagara.
//Se borra el mensaje que se este mostrando en la pantalla.
lcd.clear();
while(time > 0){ //Mientras la condicion se cumpla se analizara el while, una vez
esta se vuelva falsa dejara de correr.
lcd.print("TL: ");
TL= tempmax*1;
lcd.print(TL);
lcd.print(" TA:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ML:");
lcd.print(time);
lcd.print(" MA");
sht1x.readHumidity();
dht.readHumidity();
59
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(11, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados
Celsius
lcd.print(" ");
//teclado();
Temp = sht1x.readTemperatureC();
float humedad_in = sht1x.readHumidity();
float humedad_ext = dht.readHumidity();
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print(i); //Se imprime el valor de la Variable Acumulador, del tiempo.
lcd.setCursor(0,0);
if(i == time){
if (Ciclo==99){
digitalWrite(Ventila, HIGH); //Prende ventila
digitalWrite(Motorred, HIGH); //Prende Motorred
lcd.clear();
lcd.print(" Curva 1");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Ejecutada 100% ");
time=0;
proceso=0;
Curva =0;
60
enter=0;
Serial1.print("Temperature: ");
Serial1.print(Temp, DEC);
Serial1.print(" C\t");
Serial1.print("Humidity in: ");
Serial1.print(humedad_in);
Serial1.print(" %\t");
Serial1.print("Humidity out: ");
Serial1.print(humedad_ext);
Serial1.println(" %\t");
}
curva1();
}
if (Temp <= tempmax){
digitalWrite(Resistor, LOW); //Si la temperatura es menor o igual a la
maxima entonces se apaga el resistor.
}
if (Temp >= tempmax){
digitalWrite(Resistor, HIGH); //Si la temperatura es mayor o igual a la
temperatura maxima se prende el resistor.
}
unsigned long currentMillis = millis(); // guarda variables muy largas de numeros, nunca
negativos. En este caso nos dice los millis del momento.
61
if (Reloj == LOW) {
if(currentMillis - previousMillis > intervalOff) {
previousMillis = currentMillis; // Aca se realiza el contador del
Acumulador, el cual representa los minutos.Es decir que i es el numero de minutos que lleva
prendida la maquina.
i++;
}
}
} // se cierra el while en este punto.
Serial1.end();
}
void Ejecuta2(float temp_c, float humidity_in, float humidity_ext){
// Print the values to the serial port
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temp_c, DEC);
Serial.print(" C\t");
Serial.print("Humidity in: ");
Serial.print(humidity_in);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Humidity out: ");
Serial.print(humidity_ext);
62
Serial.println(" %\t");
digitalWrite(Motorred, LOW);
digitalWrite(Ventila, LOW);
lcd.clear();
while(time > 0) {
lcd.print("TL: ");
TL= tempmax*1;
lcd.print(TL);
lcd.print(" TA:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ML:");
lcd.print(time);
lcd.print(" MA");
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(11, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados
Celsius
lcd.print(" "); //teclado();
Temp = sht1x.readTemperatureC();
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print(i);
lcd.setCursor(0,0);
63
if(i == time){
if (Ciclo==99){
digitalWrite(Ventila, HIGH);
digitalWrite(Motorred, HIGH);
lcd.clear();
lcd.print(" Curva 2");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Ejecutada 100% ");
time=0;
proceso=0;
Curva =0;
enter=0;
}
curva2();
}
if (Temp <= tempmax){
digitalWrite(Resistor, LOW);
}
if (Temp >= tempmax){
digitalWrite(Resistor, HIGH);
}
64
unsigned long currentMillis = millis();
if (Reloj == LOW) {
if(currentMillis - previousMillis > intervalOff) {
previousMillis = currentMillis;
i++;
}
}
} //Cierro el while aca.
}
void Ejecuta3(float temp_c, float humidity_in, float humidity_ext){
// Print the values to the serial port
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temp_c, DEC);
Serial.print(" C\t");
Serial.print("Humidity in: ");
Serial.print(humidity_in);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Humidity out: ");
Serial.print(humidity_ext);
Serial.println(" %\t");
digitalWrite(Motorred, LOW);
65
digitalWrite(Ventila, LOW);
lcd.clear();
while(time > 0) {
lcd.print("TL: ");
TL= tempmax*1;
lcd.print(TL);
lcd.print(" TA:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ML:");
lcd.print(time);
lcd.print(" MA");
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(11, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados
Celsius
lcd.print(" "); //teclado();
Temp = sht1x.readTemperatureC();
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print(i);
lcd.setCursor(0,0);
if(i == time){
if (Ciclo==99){
digitalWrite(Ventila, HIGH);
66
digitalWrite(Motorred, HIGH);
lcd.clear();
lcd.print(" Curva 3");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Ejecutada 100% ");
time=0;
proceso=0;
Curva =0;
enter=0;
}
curva3();
}
if (Temp <= tempmax){
digitalWrite(Resistor, LOW);
}
if (Temp >= tempmax){
digitalWrite(Resistor, HIGH);
}
unsigned long currentMillis = millis();
if (Reloj == LOW) {
67
if(currentMillis - previousMillis > intervalOff) {
previousMillis = currentMillis;
i++;
}
}
} //Cierro el while aca.
}
void Ejecuta4(float temp_c, float humidity_in, float humidity_ext){
// Print the values to the serial port
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temp_c, DEC);
Serial.print(" C\t");
Serial.print("Humidity in: ");
Serial.print(humidity_in);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Humidity out: ");
Serial.print(humidity_ext);
Serial.println(" %\t");
digitalWrite(Motorred, LOW);
digitalWrite(Ventila, LOW);
lcd.clear();
68
while(time > 0) {
lcd.print("TL: ");
TL= tempmax*1;
lcd.print(TL);
lcd.print(" TA:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ML:");
lcd.print(time);
lcd.print(" MA");
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(11, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados
Celsius
lcd.print(" "); //teclado();
Temp = sht1x.readTemperatureC();
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print(i);
lcd.setCursor(0,0);
if(i == time){
if (Ciclo==99){
digitalWrite(Ventila, HIGH);
digitalWrite(Motorred, HIGH);
lcd.clear();
lcd.print(" Curva 4");
69
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Ejecutada 100% ");
time=0;
proceso=0;
Curva =0;
enter=0;
}
curva4();
}
if (Temp <= tempmax){
digitalWrite(Resistor, LOW);
}
if (Temp >= tempmax){
digitalWrite(Resistor, HIGH);
}
unsigned long currentMillis = millis();
if (Reloj == LOW) {
if(currentMillis - previousMillis > intervalOff) {
previousMillis = currentMillis;
i++;
70
}
}
} //Cierro el while aca.
}
void Ejecuta5(float temp_c, float humidity_in, float humidity_ext){
// Print the values to the serial port
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(temp_c, DEC);
Serial.print(" C\t");
Serial.print("Humidity in: ");
Serial.print(humidity_in);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Humidity out: ");
Serial.print(humidity_ext);
Serial.println(" %\t");
digitalWrite(Motorred, LOW);
digitalWrite(Ventila, LOW);
lcd.clear();
while(time > 0) {
lcd.print("TL: ");
71
TL= tempmax*1;
lcd.print(TL);
lcd.print(" TA:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ML:");
lcd.print(time);
lcd.print(" MA");
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(11, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados
Celsius
lcd.print(" "); //teclado();
Temp = sht1x.readTemperatureC();
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print(i);
lcd.setCursor(0,0);
if(i == time){
if (Ciclo==99){
digitalWrite(Ventila, HIGH);
digitalWrite(Motorred, HIGH);
lcd.clear();
lcd.print(" Curva 5");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(" Ejecutada 100% ");
time=0;
72
proceso=0;
Curva =0;
enter=0;
}
curva5();
}
if (Temp <= tempmax){
digitalWrite(Resistor, LOW);
}
if (Temp >= tempmax){
digitalWrite(Resistor, HIGH);
}
unsigned long currentMillis = millis();
if (Reloj == LOW) {
if(currentMillis - previousMillis > intervalOff) {
previousMillis = currentMillis;
i++;
}
}
} //Cierro el while aca.
73
}
//Se procede a definir la primera curva de secado.
//Pilsen malta
void curva1(){
if (Ciclo == 4){
digitalWrite(Ventila, LOW); // si el ciclo es el cuarto la temperatura maxima es 10 el
tiempo 2, se reinicia el contador acumulador y se establece que el ciclo es 99.
tempmax = 10;
time = 10;
i=0;
Ciclo=99;
}
if (Ciclo == 3){
tempmax = 90; //Para el ciclo tres se establece una temperatura maxima de
95, un tiempo de 4 y se pasa al ciclo 4, reiniciando el contador acumulador.
time = 85;
i=0;
Ciclo=4;
}
if (Ciclo == 2){
74
tempmax = 50;
time = 720; // Para el ciclo dos lo que se realiza es que se establece como
temperatura maxima 70, un tiempo de 3 se reinicia el acumulador y se pasa al ciclo 3.
i=0;
Ciclo=3;
}
if (Ciclo == 1){
tempmax = 35; // Para el ciclo 1 se establece la temperatura de 40 grados,
tiempo de dos se reinicia contador y se pasa al ciclo 2.
time = 1320;
i=0;
Ciclo=2;
}
}
// Se procede a definir la segunda curva de secado.
//Se realiza el mismo proceso anterior solo que simplemente se le cambian los valores de
temperatura y los tiempos para tener diferentes curvas de secado.
//malta Pale ale
void curva2(){
if (Ciclo == 4){
digitalWrite(Ventila, LOW);
tempmax = 10;
time = 10;
75
i=0;
Ciclo=99;
}
if (Ciclo == 3){
tempmax = 100;
time = 120;
i=0;
Ciclo=4;
}
if (Ciclo == 2){
tempmax = 55;
time = 720;
i=0;
Ciclo=3;
}
if (Ciclo == 1){
tempmax = 40;
time = 1320;
i=0;
Ciclo=2;
}
}
//munich malt
void curva3(){
76
if (Ciclo == 6){
tempmax = 10;
time = 10;
i=0;
Ciclo=7;
}
if (Ciclo == 5){
digitalWrite(Ventila, LOW);
tempmax = 110;
time = 100;
i=0;
Ciclo=99;
}
if (Ciclo == 4){
digitalWrite(Ventila, LOW);
tempmax = 100;
time = 120;
i=0;
Ciclo=99;
}
if (Ciclo == 3){
tempmax = 90;
time = 120;
i=0;
77
Ciclo=4;
}
if (Ciclo == 2){
tempmax = 65;
time = 720;
i=0;
Ciclo=3;
}
if (Ciclo == 1){
tempmax = 40;
time = 1320;
i=0;
Ciclo=2;
}
}
//chocolate caramelo
void curva4(){
if (Ciclo == 6){
tempmax = 10;
time = 10;
i=0;
Ciclo=7;
}
78
if (Ciclo == 5){
tempmax = 165;
time = 60;
i=0;
Ciclo=6;
}
if (Ciclo == 4){
tempmax = 95;
time = 60;
i=0;
Ciclo=5;
}
if (Ciclo == 3){
tempmax = 75;
time = 600;
i=0;
Ciclo=4;
}
if (Ciclo == 2){
tempmax = 60;
time = 720;
i=0;
Ciclo=3;
}
79
if (Ciclo == 1){
tempmax = 40;
time = 1320;
i=0;
Ciclo=2;
}
}
//Caramelo
void curva5(){
if (Ciclo == 7){
digitalWrite(Ventila, LOW);
tempmax = 10;
time = 10;
i=0;
Ciclo=99;
}
if (Ciclo == 6){
tempmax = 125;
time = 150;
i=0;
Ciclo=7;
}
if (Ciclo == 5){
80
tempmax = 108;
time = 180;
i=0;
Ciclo=6;
}
if (Ciclo == 4){
tempmax = 70;
time = 360;
i=0;
Ciclo=5;
}
if (Ciclo == 3){
tempmax = 60;
time = 60;
i=0;
Ciclo=4;
}
if (Ciclo == 2){
tempmax = 55;
time = 720;
i=0;
Ciclo=3;
}
if (Ciclo == 1){
81
tempmax = 40;
time = 1320;
i=0;
Ciclo=2;
}
}
void Display (unsigned int input){ // Dicha funcion lo unico que admite son enteros positivos.
switch (input) { // Funciona al igual que un if, entra la variable input en el switch y
cuando encuentra un caso que coincida el valor correra dicho codigo.
case 1:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0); //compara la variable menu con los diferentes casos para
que de este modo la maquina realice las diferentes funciones que esta debe realizar.
lcd.print(" Selecionar");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva de Secado");
break;
case 10:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sel Curva Secado");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva 1");
82
if(Curva==1)
lcd.print(" *");
break;
case 100:
Ciclo=1;
curva1();
Curva=1;
menu/=10;
break;
case 11:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sel Curva Secado");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva 2");
if(Curva==2)
lcd.print(" *");
break;
case 110:
Ciclo=1;
curva2();
83
Curva=2;
menu/=10;
break;
case 12:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sel Curva Secado");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva 3");
if(Curva==3)
lcd.print(" *");
break;
case 120:
Ciclo=1;
curva3();
Curva=3;
menu/=10;
break;
case 13:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sel Curva Secado");
84
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva 4");
if(Curva==4)
lcd.print(" *");
break;
case 130:
Ciclo=1;
curva4();
Curva=4;
menu/=10;
break;
case 14:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Sel Curva Secado");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Curva 5");
if(Curva==5)
lcd.print(" *");
break;
case 140:
85
Ciclo=1;
curva5();
Curva=5;
menu/=10;
break;
case 2:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Definir tiempo");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("precalentamiento");
break;
case 20:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Precalentamiento");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("0 minutos");
if(Precalentamiento==0)
lcd.print(" *");
break;
case 200:
86
precal=0;
Precalentamiento=0;
menu/=10;
break;
case 21:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Precalentamiento");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("5 minutos");
if(Precalentamiento==5)
lcd.print(" *");
break;
case 210:
precal=5;
Precalentamiento=5;
menu/=10;
break;
case 22:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Precalentamiento");
87
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("10 minutos");
if(Precalentamiento==10)
lcd.print(" *");
break;
case 220:
precal=10;
Precalentamiento=10;
menu/=10;
break;
case 3:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Ver valores ");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" de sensores");
break;
case 30:
lcd.clear();
lcd.print(" Temp Actual: ");
88
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados Celsius
break;
case 300:
menu/=10;
break;
case 31:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Temp Deseada");
lcd.setCursor(5,1);
lcd.print(tempmax);
break;
case 310:
menu/=10;
break;
case 4:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
89
lcd.print("Iniciar Proceso");
break;
case 40:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Iniciar Proceso");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Ejecutar");
if(enter==10)
lcd.print(" *");
break;
case 400:
proceso=1;
enter=10;
menu/=10;
break;
case 41:
90
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Iniciar Proceso");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Detener");
if(enter==20)
lcd.print(" *");
proceso=0;
break;
case 410:
enter=20;
menu/=10;
break;
case 5:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Control Manual");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Use con Cuidado");
break;
91
case 50:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Ventilador");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("ON");
if(ventilador)
lcd.print(" *");
break;
case 500:
ventilador=true;
digitalWrite(Ventila, LOW);
Vent="ON";
menu/=10;
break;
case 51:
lcd.clear();
92
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Ventilador");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("OFF");
if(!ventilador)
lcd.print(" *");
break;
case 510:
ventilador=false;
digitalWrite(Ventila, HIGH);
Vent="OFF";
menu/=10;
break;
case 52:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Giro de Cilindro");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("ON");
if(cilindro)
93
lcd.print(" *");
break;
case 520:
cilindro=true;
digitalWrite(Motorred, LOW);
Moto="ON";
menu/=10;
break;
case 53:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Giro de Cilindro");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("OFF");
if(!cilindro)
lcd.print(" *");
break;
94
case 530:
cilindro=false;
digitalWrite(Motorred, HIGH);
Moto="OFF";
menu/=10;
break;
case 54:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Resistencia");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("ON");
if(resistencia)
lcd.print(" *");
break;
case 540:
resistencia=true;
digitalWrite(Resistor, LOW);
menu/=10;
95
break;
case 55:
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Resistencia");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("OFF");
if(!resistencia)
lcd.print(" *");
break;
case 550:
resistencia=false;
digitalWrite(Resistor, HIGH);
menu/=10;
break;
case 0: //dejar para protector de pantalla con informacion
break;
96
default:
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("error!!!");
break;
}
}
int get_key(unsigned int input) //Metodo realizado para saber que tecla se ha presionado.
Entra por parametro el voltaje del pin ya que segun tecla presionada varia el voltaje.
{
int k; //Creo una variable para poder empezar el recorrido del for.
for (k = 0; k < NUM_KEYS; k++) {
if (input < adc_key_val[k]) {
return k;
}
}
if (k >= NUM_KEYS)k = -1; // No valid key pressed
return k;
}
void teclado(){
adc_key_in = analogRead(0); // Lee el valor que le manda en voltaje el pin 0.
97
key = get_key(adc_key_in); // Cambia el valor de key el cual fue inicializado en -1, y obtiene el
valor del voltaje segun tecla oprimida.
if (key != oldkey) // Si se detecta que alguna tecla fue presionada, ya que key es diferente de
oldkey.
{
delay(50);
adc_key_in = analogRead(0); // lee el valor del sensor
key = get_key(adc_key_in); // convierte dicho valor
if (key != oldkey)
{
lcd.setCursor(0, 1);
oldkey = key;
if (key >=0) {
switch (key) { //Metodo para saber que tecla fue la que se espicho.
case 0: //Tecla derecha
if(menu<10) //restriccion para que no se salga del segundo nivel del menu
menu*=10;
break;
case 1: // Tecla arriba
if(menu>1&&menu%10>0) //Menu mayor a 1 y el modulo debe ser mayor a
cero cuando a menu se le divide por 10, tiene que tener un reminder mayor a cero.
menu-=1; //arriba. Menu menos 1
break;
case 2: //Tecla de abajo
menu+=1; //abajo Menu mas 1
break;
case 3: //Tecla de la izquierda.
98
if(menu/10>0)
menu/=10; //izquierda. Menu dividido 10.
break;
case 4:
// if(menu>9)
menu*=10;
Display(menu);
break;
default:
break;
}
Display(menu); // Envia el valor de menu a evaluarse en el metodo,Display.
if(menu>5&&menu<10) { //restriccion de los tres menus principales (rotativo hacia
abajo)
menu=1;
}
if(menu>14&&menu<20) { //restriccion de los 1 menus (rotativo hacia abajo)
menu=10;
}
if(menu>22&&menu<30){ //restriccion de los 2 menus (rotativo hacia abajo)
menu=20;
}
if(menu>31&&menu<40){ //restriccion de los 3 menus (rotativo hacia abajo)
menu=30;
}
if(menu>41&&menu<50){ //restriccion de los 3 menus (rotativo hacia abajo)
99
menu=40;
}
if(menu>55&&menu<60){ //restriccion de los 3 menus (rotativo hacia abajo)
menu=50;
}
Display(menu);
}
}
delay(100);
}
}
void Vertemp(){
sht1x.readTemperatureC(); //Prepara el sensor para la lectura
lcd.clear();
lcd.print("Temp: ");
lcd.setCursor(7, 0);
lcd.print(sht1x.readTemperatureC()); //Se lee e imprime la temperatura en grados Celsius
}