13
Карбонизация – насыщение пива углекислым газом на этапе дображивания и созревания для придания насыщенности и игристости. Данный параметр является очень важным для общего восприятия пива.
На что влияет степень карбонизации?
Степень карбонизации влияет на пеностойкость, питкость, вкусовые и ароматические свойства. Слабая карбонизация или ее полное отсутствие приведут к менее выраженным вкусовым ощущениям от потребления пива, а пена будет слабой или полностью отсутствовать. Чрезмерно высокая карбонизация приведет к сильному вспениванию при открытии пива, а также большое количество СО2 перебивает вкус пива.
Но все-таки мало добиться умеренной карбонизации, необходимо подобрать правильную степень насыщения в соответствии с выбранным стилем пива. Для этого следует разобраться в возможных вариантах карбонизации и в правильном подсчете необходимого давления. Немаловажно понимать плюсы и минусы выбранного способа газирования пива.
Способы насыщения пива диоксидом углерода
Насыщение пива углекислотой происходит на завершающих этапах производства. Момент начала карбонизации будет зависеть от выбранного способа.
-
Искусственная карбонизация
Если не брать во внимание промышленный способ в виде сатурации, то наиболее распространённым будет карбонизация готово пива в кегах путем подачи СО2 из баллона. Принцип заключается в охлаждении пива до температуры 1 градус Цельсия и дальнейший перелив осветленного (возможно фильтрованного) пива в кеги.
Подключение заливочной головки кега к разливочной головке с внесенными в нее изменениями осуществляется следующим способом. На разливочной головке перекрывается отверстие, по которому в классической схеме подается СО2, а отверстие, через которое выходит пиво, подключают к баллону с углекислотой.
Делается это для того, чтобы углекислый газ проходил по трубке разливочной головки в самое дно кега и контактировал со всем объемом пива. В противном случае СО2 скопится в верхней части кега в виде подушки.
Перед началом карбонизации первые порции СО2 из кега выпускают для выдавливания остаточного воздуха, чтобы снизить окисление пива. Насыщение углекислотой проводят по манометру на редукторе баллона в соответствии с заданными требованиями. Операцию повторяют 2-3 раза для снижения риска неравномерной карбонизации. После карбонизации пиво хранят при температуре 0-1 градус Цельсия для лучшего растворения СО2.
Плюсы: Простота в эксплуатации, возможность полного избавления от дрожжевого осадка, возможность регулирования степени карбонизации.
Минусы: Много операций с переливом пива и повышение рисков окисления и заражения, затраты на покупку СО2, высокий расход времени на карбонизацию пива.
-
Естественная карбонизация с применением праймера
Метод основывается на добавлении к готовому сброженному пиву сбраживаемых углеводов с последующим розливом купажа по бутылкам или кегам. Дрожжи, получив новые сахара, активизируются и начинают потреблять их с выделением СО2, так как пиво к этому моменту разлито и укупорено. Выделяющемуся СО2 некуда деваться и он растворяется в пиве. Возможен вариант с дозированием праймера в каждую тару и последующей заливкой пива. В качестве праймера используют простые сахара: глюкоза, фруктоза, сахароза, мед, патоку, мелассу. Применяют также отобранную заранее часть сусла после кипячения.
Каждое используемое сырье имеет свои вкусовые свойства. Этот фактор нужно учитывать при выборе праймера, так как эти вкусы и ароматы перейдут в пиво и могут как улучшить, так и ухудшить общий профиль напитка. При подборе дозировки важно учитывать количество сбраживаемых сахаров. Если с простыми углеводами все просто, так как они полностью перерабатываются дрожжами, то мед и прочие сахара, содержащиеся в составе сырья, имеют несбраживаемые сахара. Они повлияют на конечную плотность и профиль пива. Стоит учитывать, что мед, меласса, сусло – это все жидкости. Их весовое значение не показывает содержание углеводов, которое легко пересчитать, опираясь на плотность данного сырья.
Плюсы: получение более натурального продукта, снижение рисков заражения, легкость в использовании.
Минусы: Дрожжевой осадок на дне, риск перекарбонизировать или получить слабую карбонизацию при ошибке в расчетах дозировки, нестабильная карбонизация от партии к партии, изменение плотности и содержания алкоголя после внесения праймера. -
Естественная карбонизация методом шпунтования
Данный метод является наиболее технологически правильным, хоть и чуть сложнее в реализации. Суть заключается в контроле пивоваром плотности бродящего сусла и по достижению заданного значения перекрывания выхода СО2 из бродильной емкости. Дальнейшие процессы протекают под давлением, пивовар следит за температурой и давлением по измерительным приборам и контролирует их для достижения необходимых значений для конкретного стиля пива.
Контроль может осуществляться вручную при отсутствии необходимых аксессуаров, но чаще всего:
-
контроль и поддержание давления осуществляют с помощью шпунт-аппарата
-
контроль и поддержание температуры с помощью блока управления температурой
Пиво получается стабильного качества с хорошей карбонизацией, которую при необходимости всегда можно скорректировать.
Плюсы: Стабильный продукт, снижение рисков окисления и заражения пива до минимума, более сбалансированное пиво, возможность осветления и избавления от дрожжевого осадка.
Минусы: единственный минус такого метода, более дорогостоящие бродильные емкости, так как они предназначены для работы под давлением и необходимость в дополнительных аксессуарах.
Принцип работы шпунт-аппарата
Шпунт-аппарат – механический прибор, состоящий из корпуса с пружиной, прижимной мембраной и манометра.
В корпусе установлен винт для регулировки силы действия пружины на мембрану. При полностью выкрученном винте давление на мембрану не оказывается и весь образующийся СО2 выходит из бродильной емкости. При закручивании винта, пружина начинает давить на мембрану и СО2 прекращает выходить из ёмкости до тех пор, пока оказываемое давление СО2 на мембрану не превысит давление пружины. Контроль за давлением происходит с помощью манометра. Благодаря такому нехитрому прибору можно настроить необходимое давление СО2 в емкости и не бояться перекарбонизировать пиво, так как лишний углекислый газ покинет ёмкость. Важно при выборе шпунт-аппарата обращать внимание на шаг регулировки, шкалу деления на манометре и его внешнее исполнение. Манометр должен быть до 4 атм (большее давление в пивоварение ни к чему), цена деления 0,1 или 0,2 атм – для удобной подстройки. Корпус и все элементы должны быть выполнены из нержавеющей стали и инертных материалов, так как прибор будет часто контактировать с водой и углекислым газом.
-
Насыщение пива углекислым газом
Степень растворения СО2 в пиве зависит от 2-ух параметров: температуры и давления. С понижением температуры растворение возрастает и наоборот. С повышением давления степень растворения возрастает и наоборот. Это 2 основных параметра, на которые стоит обращать внимание при карбонизации пива.
На практике пивовары пользуются таблицей зависимости растворения СО2 от температуры и давления.
Табличное значение давления «0» подразумевает под собой атмосферное давление. Стрелка манометра на «0», но по факту давление на жидкость оказывается в 1 атм (давление окружающей среды). Дальнейшее увеличение давления по манометру является избыточным. Сумма двух этих давлений будет абсолютное давление, оказываемое на пиво. Степень карбонизации высчитывается исходя из двух этих величин.
Можно пользоваться таблицей или проводить расчет для определения степени растворения СО2. Принцип расчета довольно простой.
Выбираете значение растворимости СО2 при заданной температуре и атмосферном давлении (табличное значение при давлении 0). После чего перемножаете степень растворения СО2 на абсолютное давление, создаваемое в емкости.
Пример:
При температуре дображивания 5 градусов Цельсия и атмосферном давлении степень растворения равна 2.7 г/литр.
При избыточном давлении в 0.1 атм, абсолютное давление будет составлять 1.1 атм, а степень растворимости при этом повысится до 2.7*1.1 = 2.97 г/литр .
При избыточном давлении в 0.2 атм, абсолютное давление будет составлять 1.2 атм, а степень растворимости при этом повысится до 2.7*1.2 = 3.2 г/литр .
Имея на руках таблицу или с помощью формулы легко рассчитать степень растворения и подобрать необходимую степень карбонизации под конкретные сорта пива. Значения указываются в рекомендациях к рецепту или остаются на усмотрение пивовара. Но мало знать степень растворения, необходимо понимать сколько углеводов внести, чтобы создать необходимое давление в ёмкости.
Как рассчитать необходимое количество углеводов для получения нужного количества СО2?
Для этого рассмотрим химическую реакцию сбраживания глюкозы.
С6Н12О6 (глюкоза) = 2 С2Н5ОН (этиловый спирт) + 2СО2 (углекислый газ) + Q (энергия)
-
Определяем через молекулярные массы веществ, входящих в уравнение реакции, количественный выход продуктов.
Молекулярная масса молекулы глюкозы: 180 г/моль
Молекулярная масса молекулы этилового спирта: 46 г/моль
Молекулярная масса молекулы углекислого газа: 44 г/моль
-
Рассчитываем процентное соотношение получаемых продуктов:
Глюкозу с молекулярной массой 180 г/моль принимаем за 100%.
Значит этиловый спирт - 92 г/моль составит 51.2 %.
Углекислый газ - 88 г/моль – 48.8 %.
Итого, из 100 кг глюкозы получается: 51.2 кг этилового спирта и 48.8 кг углекислого газа.
Теперь, зная теоретический выход углекислого газа при сбраживании глюкозы, можно рассчитать необходимое количество углеводов для получения пива с заданной карбонизацией.
Например, необходимо получить пиво с карбонизацией равной 4,5 г /литр. Подбираем необходимую температуру и давление для растворения такого количества углекислого газа. После чего высчитываем необходимое количество углеводов для образования 4.5 грамм СО2 на литр пива.
Из 1000 грамм углеводов образуется 488 грамм СО2
Тогда из Х грамм углеводов образуется 4.5 грамма СО2.
По пропорции рассчитаем Х .
1000 – 488
Х – 4. 55
Х= 4.55*1000/ 488 = 9. 22 грамм углеводов
Столько углеводов необходимо внести на 1 литр пива для получения заданной степени карбонизации, данное значение теоретическое и на практике дозировку увеличивают на 25-30%, так как часть СО2 заполнит пустоты в бродильной емкости или бутылке.
Карбонизация пива в ЦКТ с использованием шпунт-аппарата
При проведении карбонизации в ЦКТ следует учитывать следующие важные моменты:
-
Бродильная емкость должна держать необходимое давление
-
Наличие шпунт-аппарата, если используется классическая схема сбраживания
-
Наличие возможности регулировать и поддерживать температуру в бродильной емкости
-
Иметь в наличии необходимые аксессуары для розлива готового пива под давлением
Карбонизировать пиво в ЦКТ можно 2-мя способами:
-
Использование праймера
Данный метод незначительно отличается от карбонизации пива в бутылках с помощью праймера. Основным отличием здесь является возможность скорректировать степень карбонизации по манометру на ЦКТ, а также избавиться от дрожжевого осадка и достичь полного осветления пива.
Суть методики заключается в следующем: по окончанию главного брожения в ЦКТ вносят необходимую дозировку праймера, крышку плотно закрывают и дают набраться давлению до необходимых значений, контролируя рост давления по манометру или с помощью шпунт-аппарата. Температура и давление выставляются в соответствии с требуемой степенью карбонизации пива.
-
Шпунтование по плотности бродящего пива
Классический метод, применяемый на пивоваренных производствах.
При использовании данной методики необходимо знать конечную степень сбраживания пива (КСС) и иметь в наличии прибор для замера плотности пива. Во время брожения пивовар замеряет плотность сусла и следит за ее изменением. Зная необходимую степень карбонизации, температуру и давление, можно провести расчет необходимого количества углеводов для карбонизации. После расчета необходимого количества углеводов и зная КСС можно рассчитать значение плотности, на которой необходимо начать шпунтование. По достижению расчетного значения плотности, выход СО2 перекрывается, а на шпунт-аппарате выставляется значение давления, которое будет поддерживается на всем этапе дображивания.
Определение КСС
На вторые сутки брожения из ЦКТ в небольшую тару отбирают объем сусла, достаточный для замера плотности. Отобранное сусло накрывают марлей и убирают в теплое место с температурой 30-32 градуса. При данной температуре основное брожение пройдет за 2 суток, после чего можно провести замер плотности. Полученное значение и будет являться конечной степенью сбраживания.
Пример проведения шпунтования в ЦКТ
Представим, что имеется 50 литров пива с начальной плотностью 12.5%. Согласно рецепту, степень карбонизации составляет 4.3 г/литр при температуре 5 градусов Цельсия и давлении в 0.6 атм.
Весь объем сусла заливается в бродильную емкости и вносятся дрожжи. На вторые сутки брожения отбирается проба для определения КСС. Проведя замер отобранной пробы, спустя 2-ое суток получили значение КСС=2.5%. Следовательно, брожение полностью остановится при достижении плотности пива 2.5%. Для получения карбонизации в 4.3 г/литр пива потребуется 4.3 грамм СО2. Такой объем СО2 выделится при сбраживании Х= 4.3*1000/ 488= 8.8 грамм углеводов
К полученному значению прибавляем + 30% на заполнение пустот и возможных потерь. Итого необходимого 8.8*1.3= 11.45 грамм углеводов на 1 литра пива.
КСС = 2.5%, то есть 25 г/литр пива.
Считаем общее количество углеводов для карбонизации + остаточные сахара: 25+11.45 = 36.45 г/литр пива или плотность сусла равная 3.7%.
Значения зависимости % от массового содержания взяты из таблицы.
В результате получаем, что при достижении плотности равной 3.7%, пиво необходимо зашпунтовать на давление в 0.6 атм при температуре 5 градусов Цельсия. Излишек СО2 при этом выйдет через шпунт.
Пусть данная статья поможет Вам в легком создании пива нужной степени карбонизации. Желаем вкусного пенного!
