Montaje y Automatización de una planta de cerveza casera

Abstract

El objetivo del siguiente Trabajo de Fin de Grado es el desarrollo de un sistema de
elaboración de cerveza casero, con un elevado grado de automatización y con un montaje de coste
reducido mediante elementos de fácil adquisición, que permita la elaboración de una cerveza de calidad
que pueda verse sujeta a una repetibilidad con una variabilidad reducida.
A modo de introducción, se tratará una breve contextualización histórica del nacimiento de la
cerveza, ingredientes necesarios para la elaboración de esta, así como un apartado que muestra la
importancia económica y social de este sector en la actualidad con estadísticas actuales de fabricación
y consumo.
En el grueso del trabajo, se describirán todas las fases del desarrollo necesario para la
implantación de un sistema de elaboración de cerveza en un entorno doméstico, donde se pueda
garantizar un producto de calidad minimizando la variabilidad del mismo. Para ello, inicialmente se
establece concretamente cuál es el producto que se desea elaborar y las características exactas del
mismo, así como las fases necesarias para la fabricación de éste. Una vez definidas estas fases se
analizarán cuáles son las instalaciones necesarias para la producción casera de la cerveza, procediendo
a continuación a una descripción de cuál debe de ser la estructura de montaje general del sistema de
elaboración, incluyendo los sensores actuadores y accionadores de paso necesarios para su
automatización. A su vez, se expondrá un proceso especialmente diseñado para la fabricación de la
cerveza en este sistema de elaboración, en el que se aportarán cantidades exactas de materia prima a
utilizar, tiempos de duración de los procesos y el esquema de actuación de los distintos sensores y
actuadores del proceso a medida que se desarrolla la elaboración.
Posteriormente, se darán a conocer los materiales necesarios para el montaje completo de la
planta de fabricación. Se expondrán las características de cada uno de ellos, las razones por las cuales
han sido escogidos, su precio y su lugar de adquisición. Durante todo el trabajo quedará patente que
uno de los principales objetivos del proyecto es que el precio de estos materiales sea los más reducido
posible y que se trate de productos de fácil adquisición.
Previo paso a la explicación del montaje de todos los elementos, se analizará
termodinámicamente el tanque donde se produce la fermentación (tanque 3) -siendo este uno de los
procesos más críticos en los que a temperatura se refiere- mediante la resolución de tres problemas que
dan solución a tres incógnitas de necesario conocimiento para la fabricación y automatización.
Conocida la solución de las incógnitas, a partir de los productos, se procederá a explicar cuál debe de
ser el proceso de montaje o modificación para la consecución de una planta de fabricación plenamente
funcional y operativa.
The automation stage takes place in an Arduino hardware environment, which will greatly
facilitate this task. To develop it out, it will be necessary to previously calculate certain design
parameters, such as the emptying time of the second tank and the time to fine-tune the cooling
system, necessary for the correct programming of the process code. Once these critical parameters have
been established, the logic part of the programming will be developed throughout flow diagrams.
Before proceeding to the typing of the programming code in Arduino, an electrical connection
scheme where the entire joining structure of the different pins is shown, is done. Then, the
programming code will be typed based on the flowcharts and the connection of the pins previously
mentioned.
Finally, five annexes will be included, showing the implementation of a low-cost fermentation
system for home brewing, the technical data of all the materials used and its purchase website, the
general connection scheme along with the programming codes in Arduino language.