Принудительная карбонизация

(по материалам Advanced Brewing)

Чаще всего при варке пива основное внимание уделяется его ингредиентам, но никак не качеству карбонизации. На самом же деле карбонизация играет немаловажную роль в формировании вкусовых, ароматических и экстерьерных качеств напитка, не говоря уже о том, что относясь к кислотным средам, может влиять на его pH. В данной статье мы сосредоточимся на принудительной карбонизации пива в кегах.

Вообще С02, сам по себе очень удобный инструмент для пивоваров. Он помогает переливать сусло из одной емкости в другую, выдавливать из ферментера воздух, создавать в пиве игристость и в какой то степени пенную шапку. Наибольшее количество вопросов обычно возникает именно по методике карбонизации в кегах. Несмотря на то, что это не очень сложно, все же существуют определенные премудрости и нюансы.

Таблица карбонизации

Для того чтобы правильно и дотошно осуществить данный процесс вам придется найти подходящую таблицу карбонизации и скорректировать ее под себя. Главными переменными в этой таблице будут температура и давление. Чаще всего карбонизацию проводят в специальных кегераторах, холодильниках или термобоксах, там где возможно обеспечить постоянный температурный контроль сусла. Другими словами, температуру в таком графике обычно используют как величину постоянную, а для достижения нужного уровня карбонизации манипулируют давлением. Благо, что устанавливаемые на углекислотные баллоны регуляторы с легкостью позволяют это делать. Таким образом, используя в расчетах постоянную температуру, при которой происходит подача давления, мы определяем необходимый уровень карбонизации.

Какой уровень карбонизации выбрать - это, пожалуй, главный вопрос, которым все обычно задаются после того как осваивают сборку типовой магистрали подачи С02. Вообще, в последние годы наблюдается странная тенденция к росту этого значения практически во всех пивных стилях. Например, если 10 лет назад для какого-нибудь отдельно взятого стиля по умолчанию был уровень 2,6, теперь это 2,8. Итак, автор предлагает нам следующие наиболее распространенные уровни карбонизации стилей:

  • Касковые эли: 1,5-2,0 объемов
  • Эли: 2,3 - 2,6 объемов
  • Лагеры: 2,4 - 2,6 объемов
  • Сильнокарбонизированные стили: 3,0 и выше

Примечание: Шампанское обычно имеет уровень 6,3 объемов, этим и обусловлен выбор специальной тары для хранения

Возможные ошибки и погрешности

Предположим вы нашли таблицу, поместили кег в холодильник и выставили на регуляторе требуемое значение давления. Но беда в том, что придерживаясь такой простой схемы, вы все же можете не попасть в требуемое точное значение уровня карбонизации. Одним из главных источников этой ошибки может быть погрешность, которая не всегда учитывается в таблицах - отличие показаний регулятора от величины, называемой абсолютным давлением. Дело в том, что когда мы смотрим на показания регулятора, мы видим разницу (или дельту) между атмосферным давлением и давлением внутри кега. А уровни карбонизации в таблицах, обычно принято брать для т.н. "абсолютного давления", которое - есть величина равная разнице давлений между вакуумом и давлением в кеге. Чтобы получить значение этого самого абсолютного давления необходимо к нашему давлению добавить 14,7 psi (100кПа), это еще и ко всему прочему при условии, что мы находимся на уровне моря (на самом деле в большинстве графиков, это уже может быть учтено). Если мы поднимаемся относительно моря выше, атмосферное давление будет падать на 0,5 psi (3,5 кПа) каждые 305 м. Таким образом, чтобы получить верное значение карбонизации в конкретно взятой местности, например, в Денвере, к значению графика вам нужно добавить 3 psi (21кПа), в Санкт Петербурге (ср. высота 5 м), в Москве (92 - 314 м, ср. высота 170 м).

Существуют два способа подачи углекислоты в пиво. Почти в любой кег можно подать давление как сверху, так и снизу. Поясним, что это значит. Если в вашем кеге два отдельных вывода (например как в корнелиус кегах), один из них имеет трубку, которая практически достает до дна. Обычно через этот вывод пиво "выходит" при розливе. И один вывод без трубки, через который подают С02 для создания избыточного давления. Если у вас заборная головка типа А, то эти два вывода расположены рядом друг с другом прямо на головке, верхний - для нижнего карбона, боковой - для верхнего. Понятно, что если при карбонизации сусла подавать давление через вывод с трубкой - это будет нижняя подача, сверху - верхняя. Итак, если вы используете нижнюю, то помимо высоты над уровнем моря вам необходимо принимать в расчет еще и давление самого пива, которое находится выше точки входа газа в жидкость. Таким образом нужно добавлять 7 кПа на каждые 71 см выше точки подачи С02.

Еще один источник ошибок при подсчете уровня - это этиловый спирт. Он обладает отличающейся по сравнению с водой способностью растворять С02. В стандартных таблицах за содержание алкоголя по умолчанию чаще всего принимают значение 4,8% ABV. Чем наше значение выше в своем пиве вы от этой величины, тем большую погрешность вы получаете. В данном случае мы будем пользоваться линейной зависимостью. Более точной, конечно будет нелинейная, но для упрощения рассчетов вполне подойдет и такая - 0.32 psi (2,2 кПа) на каждый 1% алкоголя свыше 4,8%. Если ваше пиво имеет крепость в районе 4,8%, то этой поправкой можно вообще пренебречь. Имеет смысл заморачиваться, только если ваш сорт имеет ABV порядка 10%.

И наконец, еще одна поправка - само сусло. Избыточные крахмалы и сахара также влияют на растворимость С02. Поэтому используют еще и погрешность на КП (конечную плотность). В формулах ниже мы будем использовать значение КП=1.015.

Расчет поправок

Как же нам пересчитать имеющиеся в таблице значения карбонизации? К счастью, за нас это уже сделал пивной гуру AJ deLange, используя закон Генри:

Р абсолютное = [ ( V + 0.003342) / (0.01821 + 0.090115е ^{-(Т-32)/43.11}) ] -14.7

Р = давление в (psi)

V = объемы С02 (1 объем = 1.96 г/Л)

Т - температура в F

Эта формула позволяет получить величину давления, которое, с небольшими допущениями уже можно было бы и выставлять на регуляторе, например если мы варим пиво на уровне моря, у нас небольшой кег или содержание алкоголя и плотность соответствуют табличным стандартным. Если же мы находимся в высокогорье, варим РИС, карбонизируем его в огромном кеге методом снизу, то нам сюда:

Р высоты = ( А / 1000) х 0.53049, где А - высота в футах над уровнем моря;

Р спирта = (ABV - 4.8) х 0.32, где ABV алкоголь в процентах;

Р столба = Н/28, где Н высота столба пива при "нижнем" методе карбонизации,

Р крахмалов = (КП -1.015) х 5, где КП - конечная плотность, т.е. учитываем избыточные сахара.

Если сложить все эти поправки вместе, мы получим необходимую скорректированную величину, которую уже спокойно можем выставить на регуляторе.

Эту формулу можно еще и усовершенствовать, изменив, например, в поправке на алкоголь зависимость с линейной на нелинейную, но, как показывает практика, эти изменения настолько несущественны, что ими можно смело пренебрегать.

Практический пример

Имеем кегератор с температурой охлаждения 4С и хотим получить в нашем пиве 2,8 объемов карбонизации (5,5 г/Л). Мы находимся на высоте 305 м над уровнем моря. Получившееся пиво имеет ABV 5,5%. Точка карбонизации находится в кеге на глубине 71 см. Конечная плотность - 1.009.
Подставив эти данные в формулы выше, мы получаем

  • Р абсолютное = 15,4 psi (106 кПА),
  • Р высоты = 0,53 psi (3,7кПа),
  • Р спирта = 0,22 psi (1,5кПа),
  • Р столба = 1,07 psi (7,7кПа),
  • Р крахмалов = - 0,03 psi (- 0,2 кПа)

В итоге, суммировав все давления, мы получаем необходимое давление, которое нужно выставить на регуляторе, т.е. 17,2 psi (119 кПа).

И это еще не все, еще одна поправка может потребоваться если вы используете air stone - воздушный камень. В этом случае необходимо посчитать еще и т.н. давление намокания. Сделать это несложно. Подсоедините камень к С02 и выставьте на регуляторе нулевое давление, погрузите камень в воду и начинайте медленно увеличивать подачу, пока не из камня не появятся пузырьки. Текущее значение давления на регуляторе и будет вашей поправкой на намокание. Имейте ввиду, что когда камень засорится, давления намокания изменится.

Помимо того, что мы определили величину давления, которую необходимо принудительно подать в сусло, необходимо понимать, что углекислоте по мимо всего прочего нужно еще какое-то время, чтобы раствориться в жидкости. Ну и, конечно же, многим хочется ускорить этот процесс. Для этого часто прибегают к различным трюкам: катают, трясут кег, подают С02 снизу через камень, а не сверху, нагнетают более высокое давление в течение меньшего времени. У всех этих методов есть свои достоинства и недостатки.
Многие, кто ранее сталкивался с принудительной карбонизацией уже должны быть в курсе, что растворение углекислого газа через поверхность сусла - это более медленный метод по сравнению с нижним, потому как, гораздо эффективнее С02 растворяется непосредственно в толще жидкости. А скорость верхней карбонизации пропорциональна поверхности соприкосновения газа с верхним слоем и объему сусла. Другими словами, короткий и плоский кег закарбонизируется быстрее. А если мы возьмем стандартный корнелиус (порядка 18-19л) и экстремально полностью заполним его пивом, карбонизировать его будет гораздо сложнее из-за малой площади соприкосновения газа с пивом.

Как уже было вскользь упомянуто, ускорению карбонизации при нижнем способе помогает еще и установка на дно кега специального воздушного камня. Таким образом мы увеличиваем площадь распространения пузырьков и обеспечиваем их больший контакт с суслом, прежде чем они поднимутся на поверхность.

Другие методы ускорения карбонизации скорее связаны с недостатками, чем с преимуществами. Первое - подача избыточного давления на относительно короткое время и затем его снижение непосредственно перед розливом. В данном случае велика вероятность т.н. перекарбона. Снизить его уровень в последствии бывает не так просто, как казалось бы. Тут важным фактором является точный расчет необходимого времени.
Еще одна популярная забава - тряска или катание кега с целью увеличения площади контакта газа и жидкости. Этот способ сократит время карбонизации, но таким образом вы взболомутите весь образовавшийся после созревания осадок. Ну а так, решайте сами.

Источник С02

Существует множество способов получения С02. В большинстве стран углекислый газ - это побочный продукт промышленного производства, который при обычных условиях должен был бы выбрасываться в атмосферу. Он часто вырабатывается в процессах переработки углеводородов с выделением аммиака и водорода. В отношении процессов в которых посредством дрожжей получают этанол, думаю, и так понятно.
После такого производства С02 собирают, очищают и разделяют на различные группы.

Для пивоварения используют пищевой С02. Но, к сожалению, даже такой газ может содержать в себе загрязняющие примеси. Наиболее неприятная - это бензол. Зачастую это С02 полученный, соответственно после процесса производства бензина. Большинство людей его не чувствуют, но есть и чувствительные у которых это проявляется через головную боль (речь, конечно же, не идет о количестве потребляемого).

У многих пивоварен считается хорошим тоном устанавливать фильтрующие установки на подачу С02. В их типовой состав входят: фильтр частиц, водный фильтр, ступень с активированным углем, установка для удаления серных соединений и более мелкий фильтр частиц. Никто не мешает использовать аналогичные установки и в домашнем пивоварении, разве что их стоимость колеблется в районе 150-200 долларов. Поэтому многие ограничиваются недорогим стерильным воздушным фильтром.

Любопытно, что в данной статье автор ни слова не сказал о времени карбонизации при заданной температуре. Поясним, что эта величина напрямую зависит от температуры карбонизации, и также как и давление, должна быть табличной величиной.

Контаминанты С02:

  • вода
  • ржавчина
  • масла
  • бензол
  • толуол
  • окиси азота
  • этанол
  • ацетальдегид (вкус зеленого яблока)
  • диоксид серы (тухлые яйца)
  • диметилсульфид, он же ДМС - (кукуруза)
  • изоамил (бананы)
Автор:
Оставьте комментарий к этой записи ↓

Чтобы оставлять комментарии вы должны быть автоизированы и иметь подтвержденный e-mail