Carbonatar con Extracto de Malta Seco

El extracto de malta seco no es más que el mosto que por ejemplo sacamos en nuestras elaboraciones al cual someten a una deshidratación convirtiéndolo en un polvo fino.

Por lo cual al carbonatar la cerveza con extracto lo que estamos añadiendo son los propios azúcares fermentables que extraemos en la maceración.

Bajo mi punto de vista esta manera de carbonatación natural, es decir carbonatar produciendo una nueva fermentación, es una de las que menos modifica el sabor final de nuestra cerveza, y como veremos más adelante no es complicado de realizar y es muy similar al proceso de carbonatar con azúcar.

Si has llegado hasta este punto te preguntaras cómo y cuánto extracto de malta necesitas para carbonatar tu cerveza.

Como vimos en el articulo «carbonatar la cerveza en botella» tenemos que guiarnos por unos factores que son, la temperatura del mosto en el momento de embotellar, y que cantidad de volúmenes de CO2  necesita el estilo de cerveza que estamos embotellando.

Una vez que sabemos el volumen de CO2 residual que tiene nuestro mosto y el volumen de CO2 final que queremos que tenga nuestra cerveza, solo nos queda averiguar que cantidad de extracto de malta seco necesitamos.

Pues bien sabemos que 4,34g de extracto de malta seco por litro producen 1vol. de CO2.

Por lo cual sabiendo este parámetro ya podemos calcular cuanto extracto necesitamos y que mejor forma de explicarlo que con un ejemplo.

Tenemos 23 litros de mosto a una temperatura de 20ºC y la receta es una American Brown que queremos carbonatar a 2,3 vol.CO2 finales.

Por lo cual y guiándonos por las tablas sabemos que nuestra cerveza tiene 0,88 vol. de CO2 residual, por lo cual tenemos:

2,3 vol. CO2 final le restamos 0,88 vol. CO2 residual

2,3 – 0,88 = 1,42

Este resultado (1,42) son los volúmenes de CO2 que tenemos que completar para carbonatar nuestra cerveza a 2,3 vol. CO2 deseados.

Como sabemos que 4,34g de extracto por litro es 1 vol. CO2 tenemos:

1,42 vol. CO2 a añadir x 4,34g de extracto por litro = 6,16g de extracto por litro

Como tenemos 23 litros de mosto:

23 L x 6,16g = 141,68 gramos de extracto 

Como vemos el proceso es similar a cuando añadimos azúcar o dextrosa.

Al utilizar el extracto de malta tenemos que tener en cuenta una serie de precauciones. Al ser un producto que atrae la humedad y bajo mi experiencia aconsejo que pongáis el extracto en un recipiente más bien alto que ancho, y que después se añada el agua hirviendo poco a poco sin pasarse con el agua, mover enérgicamente porque se hacen grumos y si es necesario ayudarse con una batidora previamente desinfectada con Oxi o cualquier desinfectante alimenticio.

A continuación mi procedimiento es verter esta mezcla a el cubo de embotellado y a continuación hago un trasvase del mosto a este cubo con cuidado de no oxigenarlo, de esta manera hago que se mezcle bien el extracto con el mosto sin necesidad de agitarlo y por otro lado dejo las ultimas impurezas en el fermentador, terminando con una cerveza final más limpia y transparente.

https://www.lamalteriadelcervecero.es/carbonatar-extracto-malta/

Carbonatar en botella

Para la carbonatación natural lo más utilizado es el azúcar blanca, azúcar de caña, azúcar de maíz (dextrosa), y la miel, hay más métodos  como el jarabe de arce y otras melazas pero que no lo he utilizado y no conozco.

Hasta aquí todo va bien, pero empezamos a complicar un poco la cosa ¿Qué cantidad de azúcar tenemos que añadir a nuestra cerveza?

Antes de responder esta pregunta tenemos que tener en cuenta una serie de variantes, por un lado tenemos que tener en cuenta la temperatura donde vamos a carbonatar nuestra cerveza y por otro lado la cantidad de CO2 que tenemos disuelto en nuestra cerveza justo antes de embotellar. Como veis es lo mismo que hemos estado hablando anteriormente, para llegar a comprender esto tendremos que guiarnos por la siguiente tabla, donde tenemos la cantidad disuelta de CO2  en nuestra cerveza «verde» según la temperatura del lugar donde carbonatemos. 

TEMPERATURA ºC	V0L CO2
0	1,7
2	1,6
4	1,5
6	1,4
8	1,3
10	1,2
12	1,12
14	1,05
16	0,99
18	0,93
20	0,88
22	0,83
25	0,73
27	0,69
28	0,65

Para comprender esta tabla vemos como por ejemplo una cerveza que embotellamos a una temperatura de 18ºC tiene 0,93 volúmenes de CO2 ya disuelto.

Para determinar que cantidad de azúcar debemos agregar nos basamos en que 4 gramos de sacarosa (azúcar blanca de mesa) por litro nos va a dar 1 volumen de CO2.

Como sabemos que la cerveza del ejemplo está a 18ºC y tenemos 0,93vol CO2 y queremos carbonatar a 2,5 volúmenes de CO2 lo primero que tenemos que hacer es restarle a los 2,5vol CO2 los 0,93 que ya tenemos.

2,5 – 0,93 = 1,57 vol CO2 nos faltaría para llegar a la carbonatación elegida

Como sabemos que 4g de azúcar por litro es igual a 1 vol CO2 tenemos:

1,57 X 4g = 6,28g de azúcar por litro

Ahora bien se preguntareis de donde sacamos los volúmenes de CO2 que necesitamos para carbonatar la cerveza correctamente, pues aquí os dejo una tabla con los volúmenes más adecuados para carbonatar algunos de los estilos más comunes.

Carbonatación de los estilos de cerveza más comunes

American Amber Ale	2,2 – 2,8
American Brown	1,5 – 2,5
American Lager	2,5 – 2,7
American Pilsener	2,6 – 2,7
American Wheat	2,3 – 2,6
American Pale Ale	2,2 – 2,8
Belgian Dubbel	1,9 – 2,4
Belgian Lambic Fruit	2,6 – 4,5
Belgian Lambic	3,0 – 4,5
Belgian Ale	1,9 – 2,5

Belgian Tripel	1,9 – 2,4
Belgian White	2,1 – 2,6
Beliner Weisse	3,5
Bock	2,2 – 2,7
Bohemian Pilsener	2,3 – 2,5
Barley Wine	1,3 – 2,3
Crean Ale	2,6 – 2,7
Doppelbock	2,3 – 2,6
Dunkelweizen	2,7 – 4,5
Dusseldorf Altbier	2,2 – 3,1

Eisbock	2,4
English Bitter	0,8 – 1,3
English Brown	1,5 – 2,3
English Mild	1,3 – 2,0
English Strong Ale	1,5 – 2,3
English Ale	1,5 – 2,3
German Pilsener	2,5
Imperia Stout	1,5 – 2,3
IPA	1,5 – 2,3
Irish Dry Stout	1,6 – 2,0

Kolsch	2,4 – 2,7
Marzen Oktoberfest	2,6 – 2,7
Helles	2,3 – 2,7
Dunkel	2,2 – 2,7
Porter	1,7 – 2,5
Scottish Ale	0,8 – 1,3
Strong Scotch Ale	1,5 – 2,3
Weizen / Weissbier	2,7 – 4,5
Weizenbock	2,7 – 4,7
California Common	2,4 – 2,8

Que utilizar para la carbonatación en botella:

• Azúcar blanquilla (Sacarosa):  hablamos de la azúcar común de mesa, esta azúcar está refinada, es fermentable al 100% y es fácil de conseguir. Se trata de un disacárido compuesto por una molécula de fructosa y otra de glucosa. Particularmente las cervezas que he carbonatado con azúcar blanquilla le noto matices a sidra, pero como cervecero casero siempre hay que empezar por algo y este es un método fácil de conseguir. 
• Dextrosa (Glucosa o Azúcar de maíz): este tipo de azúcar es un monosacárido y 100% fermentable, y para mi es el método que más me gusta para carbonatar porque no deja rastros de sabor en la cerveza ya terminada.
  A los cálculos que se hagan para carbonatar la cerveza con azúcar blanquilla tenemos que incrementar el peso en un 15% más.
• Azúcar moreno: con el azúcar moreno tenemos que tener en cuenta si es pura porque normalmente lo que nos solemos encontrar en los supermercado es azúcar blanquilla con algún colorante. Si encontramos azúcar moreno pura se trata de una parte de azúcar y otra parte de impurezas que aportan sus carácter a la cerveza. Yo particularmente la suelo utilizar para las cervezas «negras» Porter,Stout etc.
  La cantidad a utilizar es la misma que la de la azúcar blanquilla puesto que es 100% fermentable y la parte de impurezas es insignificante.
• Azúcar Candy o azúcar cristalizada: no es más que sacarosa y es 100% fermentable, la puedes encontrar oscura, blanca y líquida. En el caso de la oscura aporta carácter a la cerveza y aportará color también.
  La cantidad a utilizar es la misma que la azúcar normal de mesa a no ser que el fabricante indique lo contrario.
• Miel: La miel la podemos utilizar para carbonatar nuestra cerveza pero tenemos que tener en cuenta que le aporta unos matices muy peculiares puesto que esta compuesta por sacarosa, fructosa, glucosa, maltosa y otro tipos de azúcares. Carbonatar con miel contribuye a la estabilidad, generación de espuma y aporta unos matices a la cerveza que muchos cerveceros caseros buscan en la cerveza final. Yo personalmente lo he probado en una receta de cerveza [Porter] y el resultado fue muy bueno.
  Para carbonatar con miel tenemos que tener en cuenta la cantidad de azúcar que tiene la miel que vamos a utilizar, si el fabricante lo tiene reflejado en la etiqueta vendrá los gramos de azúcar por 100 mili litros y solo tendremos que hacer una regla de tres. Por el contrario si no tenemos referencia del azúcar que lleva la miel tendrás que multiplicar por 1,2 o 1,4 la cantidad de gramos que hayas calculado para la sacarosa, esto viene hacer un 40% más.
• Siropes: Aportan muchos matices y carácter a la cerveza también aporta color, para utilizarlos en la carbonatación tendremos que saber que cantidad de azúcar tienen y calcularlo al igual que hemos hecho con el apartado anterior de la miel. 
• Otros métodos que utilizan algunos cerveceros es carbonatar con extracto de malta, también  con el mismo mosto de la fabricación, con zumos de frutas y ya por último carbonatar con las pastillas para carbonatación que no es más que agregar una pastilla por botella llenar tapar y listo.

Botellas

Por último y no menos importante como hablamos de carbonatar en botella, tendremos que elegir las botellas.

Preferiblemente utilizar botellas oscuras o negras nuca utilizar botellas trasparentes o verdes a no ser que las tengas bien protegidas.

Por otro lado utilizar botellas con un peso superior a 200g (botellas de tercio) si vas a carbonatar a volúmenes altos con eso te aseguras que aguanten bien la presión, normalmente el fabricante de este tipo de botellas la taran entre 3,5 / 3,7 volúmenes, como norma general las botellas que se venden en tiendas de insumos cerveceros aguantan bien la presión y no tendrás problemas de que te estallen a no ser que embotelles con la fermentación inacabada.

Y como norma general a mayor peso mayor aguante a la presión.

Como experiencia personal yo he embotellado en botellas comerciales de la típicas pintas alemanas a 2,5 volúmenes y nunca he tenido problemas aunque fue al principio de mis andaduras como cervecero casero y la verdad no es lo más recomendable.

¿Cómo agregar azúcar?

Suponiendo que has llegado a esta parte del proceso y tienes la cerveza lista para embotellar, las botellas desinfectadas y el azúcar que necesitas calculada y pesada tenemos dos métodos para añadir el azúcar a nuestra cerveza.

En primer lugar podemos diluir el azúcar en una pequeña cantidad de agua dejándola hervir durante unos cinco minutos para matar cualquier bacteria lo colocamos en un fermentador limpio y desinfectado y luego trasvasamos la cerveza con cuidado de no oxigenar para evitar la oxidación. Esta insignificante cantidad de sirope será inapreciable en el sabor de la cerveza y tampoco matará gran cantidad de levadura al mezclarse caliente, pero si quieres puedes dejar enfriar tomando las precauciones necesarias para que no se contamine.

En segundo lugar si eres un sibarita y no quieres que cambie un ápice el sabor de tu cerveza puedes diluir el azúcar en una cantidad de la misma cerveza que va a embotellar siguiendo las mismas pautas que diluyendo con agua

Otro método utilizado por muchos cerveceros es echar el azúcar directamente en la botella para lo cual utilizan unos medidores como los de la foto de la derecha donde puedes encontrar tres casitos  graduados para botellas de 33/50/75 centilitros. Son muy practicas pero sólo se pueden utilizar para la sacarosa y es utilizado por cerveceros que hacen lotes pequeños 5 / 10 litros para no influir en el sabor.

https://www.lamalteriadelcervecero.es/carbonatar-la-cerveza-en-botella/

Miel para carbonatar cerveza

Este proceso también llamado «primig» o «cebado» no es más que añadir un aporte de «azúcar» justo antes de embotellar, para que de esta manera la levadura la metabolice creando CO2 que bajo la presión de estar en un recipiente cerrado pase al líquido creando esas burbujas que vemos cuando nos servimos una cerveza.

Carbonatar con miel es muy sencillo lo primero que tenemos que tener en cuenta es cuanta azúcar tiene la miel que vamos a utilizar, normalmente viene reflejada en la etiqueta y puede estar entre un 70 y un 85% más o menos.

Sabiendo que cantidad de azúcar tiene nuestra miel, la temperatura de la cerveza y a los volúmenes que queremos carbonatar según el estilo podemos calcular la cantidad de azúcar que necesitamos.

Es decir si tenemos la cerveza a 5ºC de temperatura y queremos carbonatar a 2.2 volúmenes de CO2 sabemos que la cerveza tiene un CO2 residual de 1.4 volúmenes, por lo cual:

2.2 – 1.4 = 0.8 vol CO2

Este 0.8 volúmenes de CO2 es lo que nos falta para llegar a carbonatar la cerveza a 2.2 vol. CO2

Como sabemos que 4 gramos de azúcar blanca genera 1 vol. CO2 en 1 litro calculamos:

0.8 x 4 = 3.2 gramos de azúcar por litro

Ya tenemos el dato de cuanta azúcar tenemos que añadir a nuestra cerveza por litro, ahora tenemos que calcular que cantidad es el equivalente en miel.

Mirando en la etiqueta de la miel vemos que de cada 100g de producto nos dice que 82g de esa miel es azúcar con lo cual tenemos:

100g de miel son 82g de azúcar

1g de miel es 0.82g de azúcar

Con lo cual aplicando una regla de tres simple decimos:

1g de azúcar es 0.82g de azúcar de miel

3.2g de azúcar de miel es X

Con lo cual tenemos:

X = 1 x 3.2 / 0.82 = 3.9g de miel por litro

Ya solo nos quedaría multiplicar esta cantidad por los litros de cerveza que queremos carbonatar y añadirla justo antes de embotellar.

También podemos hacer estos cálculos con la cantidad total del azúcar que tenemos que añadir a nuestro lote ya cada cual que escoja la forma que más le guste.

https://www.lamalteriadelcervecero.es/carbonatar-cerveza-con-miel/

Notas sobre la oxigenación del mosto

Autor: Sebastián Oddone

Las levaduras de cerveza necesitan oxígeno como nutriente para poder multiplicarse de la mejor manera. El oxígeno está involucrado en el metabolismo de los esteroles que dan cierta fluidez a las membranas celulares y colaboran en un proceso de división más eficiente y sano.

Para oxigenar un mosto antes de la fermentación se puede utilizar aire (proveniente de un compresor o aireador de pecera). En este caso, el aire antes de ingresar al fermentador debería ser filtrado para evitar el paso de microorganismos contaminantes.

Una alternativa es utilizar oxígeno puro (idealmente calidad medicinal). El dato a tener en cuenta es que la solubilidad de equilibrio del oxígeno en el mosto cuando se usa oxígeno puro es mayor que cuando se utiliza como fuente el aire.

Nos preguntamos entonces cuánto tiempo necesitamos incorporar oxígeno desde el tubo para lograr los niveles deseados (entre 8 y 10 ppm) de oxígeno disuelto en el mosto. Lo más sencillo seria disponer de un medidor de oxígeno disuelto (un electrodo de pO2), parecido al pH-metro, que nos dé una lectura del oxígeno que se va disolviendo a medida que oxigenamos. Sin embargo, para la mayoría de los mortales cerveceros es inaccesible.

Por lo tanto, nos basaremos en algunas cuentas y aproximaciones para poder tener una idea al respecto sin la necesidad de un electrodo de pO2.

Digamos que desea agregar 8 ppm (mg/L) de oxígeno a un lote de 20 litros. Para ello se necesitarán 160 mg de oxígeno. Esos 160 mg equivalen a 0,005 moles de oxígeno (0,16 gramos / 32 gramos de oxígeno por mol = 0,005 moles). Si multiplicamos 0,005 moles por 22,4 l/mol, podemos ver que se requieren 0,112 litros de oxígeno para suministrar los 160 mg necesarios para producir una concentración de 8 ppm en los 20 litros de mosto.

En el cálculo anterior estamos suponiendo que todo el oxígeno inyectado en el mosto se disuelve. Esta no es una mala suposición si el oxígeno se burbujea desde el fondo del fermentador y las burbujas son realmente pequeñas. Esto podría lograrse con una piedra difusora y un flujo de oxígeno lento durante la aireación. Estamos suponiendo además que la ley de los gases ideales es lo suficientemente válida para la elaboración de cerveza y que el oxígeno en las condiciones de trabajo se comporta de manera muy similar a un gas ideal para que la conversión de 22,4 litros/mol (a presión atmosférica) sea una buena aproximación.

Para llevar adelante el procedimiento de oxigenación, en la práctica se recomienda utilizar un rotámetro de gas (o flow meter). Conseguir uno que tenga una escala en litros por minuto con un rango entre 0-1 litros/minuto y 0.1 subdivisiones. En este ejemplo, si se hace funcionar el flujo de gas a 0,2 litros por minuto y durante 30 segundos se introducirán aproximadamente 0,1 litros de oxígeno. Este valor es aproximadamente el necesario para oxigenar correctamente el mosto del ejemplo.

https://www.facebook.com/groups/270210756742284/permalink/1195212454242105/

Alcalinidad Residual

Autor: Sebastián Oddone)

Como explicar en pocas líneas un término tan complejo químicamente. 

En primer lugar la "alcalinidad" del agua es la capacidad de amortiguar el descenso del pH. Las moléculas que forman la alcalinidad son principalmente los bicarbonatos. Lo que hacen es actuar como una "esponja" impidiendo el descenso del pH. 

La alcalinidad puede ser neutralizada con calcio y magnesio al momento de realizar el empaste ¿Cómo?, el calcio/magnesio se une al fosfato de las maltas y liberan un elemento denominado protón que tapa los agujeros de la esponja. La alcalinidad por lo tanto va bajando por este efecto. 

Si hubiera una cantidad suficiente de calcio/magnesio para tapar todos los agujeros de esa esponja, terminaríamos el empaste con una alcalinidad nula y el pH ajustado en el rango del óptimo o muy cerca de él. 

Caso contrario, si los niveles de calcio/magnesio son relativamente bajos luego quedaría alcalinidad sin neutralizar. Eso se llama "alcalinidad residual". Si la alcalinidad residual es alta luego nos complicará el ajuste del pH. 

Una manera de resolver eso es agregando calcio/magnesio de manera de suplementar el faltante que tiene el agua y lograr la reducción necesaria de alcalinidad. 

Así se podría calcular (todo en ppm): 

Alcalinidad Residual = Alcalinidad - (Calcio/1.4 + magnesio/1.7)

https://www.facebook.com/sebastian.oddone.9/posts/3970526506362473

AlcoPotential

 

Una de las preguntas más básicas a las que se enfrenta el cervecero casero es: "¿Hasta qué punto me emborrachará esto?"

Es decir, dada la cantidad de azúcar en el líquido que se va a fermentar, ¿Qué tipo de porcentaje de alcohol puedo esperar? O, dado que quiero un cierto porcentaje de alcohol, ¿Cuánta azúcar necesito agregar a la bebida que se fermenta?

Para los mojigatos, o para los que ven el alcohol como un subproducto agradable pero secundario del espectáculo principal, es decir, la magia de la fermentación, esto puede parecer el ejercicio depravado de quien tiene la billetera liviana y el hígado hinchado.

Bueno, este puede ser el caso, pero también vale la pena saberlo, por otras dos razones:

1. Dependiendo del sabor deseado y del uso final de la bebida que se prepara, serán deseables diferentes porcentajes de alcohol. Por ejemplo, si está fermentando una bebida para mezclarla con licor antes de beberla (consulte la receta de hidromiel, próximamente), probablemente no querrá algo muy fuerte; es posible que desee que esa bebida tenga suficiente azúcar para producir carbonatación.
2. Las diferentes levaduras tienen diferentes tolerancias para la producción de alcohol (es decir, tolerancias para la cantidad de azúcar que pueden comer) y agregar más azúcar de la que puede comer la levadura puede hacer una bebida demasiado dulce.

Aquí hay una tabla que usa medidas métricas (la mayoría de las tablas disponibles en Internet usan el sistema imperial, lo cual es molesto) que se puede usar para calcular la cantidad de alcohol que se producirá o la cantidad de azúcar que se debe agregar. una bebida para alcanzar un cierto contenido alcohólico.

Nota: 

• Si va a agregar azúcar, pero no tiene una balanza para pesarlo, tenga en cuenta que 1 taza de azúcar blanca granulada equivale aproximadamente a 200 g. De lo contrario, puede encontrar guías en línea que brindan volumen: equivalentes de peso para diferentes tipos de azúcar.

http://batfrog.blogspot.com/2012/08/brewing-nerdery-sugar-and-alcoholic.html

El Nomograma de Palmer para el ajuste del agua

Autor: Sebastián Oddone

Una herramienta demasiado útil a la hora de entender y ajustar el agua para elaborar cerveza.

En pocos pasos se obtienen conclusiones de aplicación directa. Asumamos que contamos con un agua que presenta la siguiente composición:

Calcio: 50 ppm, Magnesio: 20 ppm y Alcalinidad: 100 ppm

Luego, ubicamos los puntos en el nomograma y trazamos las rectas como se muestra en la figura (líneas rojas).

El resultado indica que, con la composición del agua del ejemplo, podríamos elaborar cervezas “rojas” sin necesidad de hacer ajustes del pH. El pH en principio caería en el rango adecuado para el macerado.

Sin embargo, si nuestra intención es elaborar cervezas rubias, luego deberíamos ajustar la composición. Una posibilidad es agregar una sal de calcio (ej. cloruro o sulfato de calcio. Dependiendo si es una cerveza roja maltosa o amarga optaríamos por uno o el otro, o bien una combinación de ellos).

Observar que en este caso si agregamos 100 ppm de calcio, lograríamos el efecto buscado (líneas azules). 

Ahora bien, ¿cómo agregar 100 ppm de calcio?, primero elegimos la sal a utilizar, ejemplo cloruro de calcio. El cloruro de calcio contiene un 27% de calcio, luego:

Finalmente, 370 ppm de cloruro de calcio equivale a 370 mg/litro. Si vamos a preparar 100 litros de agua, entonces deberíamos agregar 37 gramos de cloruro de calcio.

Tener en cuenta que no todo se resuelve con calcio, dependiendo la composición del agua y la receta, podríamos lograr el ajuste incorporando calcio, magnesio, ácidos orgánicos o bicarbonato.

https://www.facebook.com/sebastian.oddone.9/posts/3857875224294269

Agregado de ácido fosfórico al agua de lavado

Autor: Sebastián Oddone

John Palmer presenta en su libro “Water: a Comprehensive Guide for Brewers” una metodología para poder estimar la cantidad de ácido fosfórico que se debe agregar al agua de lavado.

Al momento de ajustar el agua de lavado, uno se debe concentrar en la capacidad buffer del agua, que es la que debe sortear. Ya no se debe tener tan en cuenta el efecto de las maltas sobre el pH (esto sí en el caso del agua de macerado).

Lo ilustra Palmer muy bien con un ejemplo:

Suponer que se cuenta con un agua que tiene la siguiente composición:

16 ppm de Calcio

50 ppm de Alcalinidad total (como CaCO3)

pH 7,5, y

pequeñas cantidades de magnesio, cloruro, sodio y sulfato.

El objetivo es acidificar el agua de lavado a un pH cercano al pH del macerado (ejemplo, pH=5,5). La pregunta es ¿cuánto ácido fosfórico debo agregar?

Para ello, ver la figura del post adaptada de su libro

Podemos ver como partiendo de pH inicial del agua 7,5 (círculo rojo), y cruzando con la curva de líneas y cuadraditos (círculo verde / usando fosfórico para llegar a 5,5), nos encontramos con una alcalinidad residual igual a 9 ppm (círculo azul).

Luego, si la alcalinidad total fue de 50 ppm, y la alcalinidad residual queda en 9 ppm, es necesario reducir en 41 ppm la alcalinidad para lograr ese pH final objetivo.

Dividiendo el cambio en la alcalinidad por su peso equivalente (50), obtenemos el siguiente valor:

41/50=0,82 mEq/L

Esto significa que se requieren 0,82 mEq de ácido por litro de agua para neutralizar la alcalinidad. En el caso del fosfórico al ser poliprótico (ácido débil), una aproximación más nos daría 0,80 mEq/litro (ver Palmer).

Si contamos con una solución concentrada de ácido fosfórico 85%, luego es conveniente preparar una solución de concentración 1N (68 ml de ácido al 85% en 1 litro de solución). 1 N significa 1 mEq/ml.

Conclusión necesitaríamos agregar al agua 0,8 ml por cada litro. Para 100 litros de agua se requieren 80 ml de la solución 1 N del ácido.

También se puede observar en el mismo gráfico la pérdida de calcio como consecuencia de la precipitación de hidroxiapatita  (reacción entre el fosfórico y el calcio). El círculo naranja con la intersección del eje de la derecha muestra que algo más de 400 ppm de calcio se requieren para que comience el efecto de precipitación con fosfórico.

En nuestro caso ejemplo, el agua contiene solo 16 ppm de calcio, por lo tanto, no habría pérdida por precipitación del mismo.

https://www.instagram.com/p/CLuhZf6rkEi/
https://www.facebook.com/sebastian.oddone.9/posts/3834711789943946

Temperaturas

OLLA DE HERVIDO

Para el hervidor vamos a adquirir una olla de 630 litros de acero inoxidable con tapa, termómetro y una entrada en forma tangencial a la pared a aproximadamente la mitad de la altura para generar el efecto Whirlpool (remolino). Dado el tiempo de cocción, al igual que en las demás operaciones, tampoco se modifica el tiempo compas y no hay problema en realizar varias cocciones en un mismo día.

El motivo por el cual la olla de cocción es mayor el volumen de los fermentadores se debe a que durante el hervido el mosto alcanza temperaturas próximas a 100°C. Por tal motivo no queremos llenar la olla en su totalidad para evitar derrames de producto hacia afuera.

HERVIDOR

DIAMETRO (mm)    900

ALTO (mm)1000

CAPACIDAD (lt.)  630

ENFRIADO DEL MOSTO

El mosto que sale de la olla de cocción a aproximadamente 85°C debe enfriarse hasta la temperatura de fermentación (aproximadamente 20°C para las ale y 12°C para las lager) en el menor tiempo posible. Para dicho fin se utilizará un intercambiador de calor de placas paralelas de acero inoxidable por el que se hará circular agua de red a contracorriente del mosto.

La temperatura normal del agua de pozo en la zona elegida es de 15­20°C y no alcanza para enfriar el mosto a las temperaturas que necesitamos, por tal motivo, previamente enfriaremos el agua de red a aproximadamente 5°C. Para ello será necesario contar con un pequeño intercambiador de calor por el que circulará en un sentido el agua de red a enfriar y en el otro propilenglicol a ­3°C proveniente del chiller (equipo compuesto por un sistema frigorífico que enfría propilenglicol líquido, a una temperatura de ­3°C).

El agua utilizada para enfriar el mosto será luego llevada al tanque de agua caliente para que sea reutilizada en el próximo lote, aprovechando así el agua y la temperatura que ha recibido del mosto.

INTERCAMBIADOR DE PLACAS

ALTO (mm) 200
LARGO (mm) 100
ANCHO (mm) 100
Imagen 4.4­7: Intercambiador de calor de placas paralelas

Para tener una idea de la energía que podemos llegar a ahorrar reutilizando el agua que sale del intercambiador de calor calcularemos la potencia calorífica necesaria para calentar el agua de 20°C a 75°C y la necesaria para llevarla de 50°C a 75°C. 

El calor requerido se calcula de con la siguiente formula:

𝑄 = 𝑚 × 𝐶 × ∆𝑇

Donde:

Q = Calor requerido

M = 200 kg; Masa de agua a calentar

C = 1 Kcal/Kg °C; Calor especifico del agua

ΔT = (Tf­Ti); Diferencia de temperatura

Por lo que obtenemos:

                            

𝑄1 = 200𝐾𝑔 × 1 𝐾𝑐𝑎𝑙   × (75℃ − 20℃) = 11.000𝐾𝑐𝑎𝑙

                           𝐾𝑔 ℃

                           

𝑄2 = 200𝐾𝑔 × 1 𝐾𝑐𝑎𝑙   × (75℃ − 50℃) = 5.000𝐾𝑐𝑎𝑙

                            𝐾𝑔 ℃

Si se buscara calentar el agua en 30 minutos, la potencia calorífica del mechero debería ser igual a:

𝑃1 = 11.000𝐾𝑐𝑎𝑙 ×  60𝑚𝑖𝑛 = 22.000 𝐾𝑐𝑎𝑙

          30𝑚𝑖𝑛             1ℎ                         ℎ

𝑃2 = 5.000𝐾𝑐𝑎𝑙  ×  60𝑚𝑖𝑛 = 10.000 𝐾𝑐𝑎𝑙

           30𝑚𝑖𝑛             1ℎ                       ℎ

Como podemos ver, la potencia necesaria disminuye a menos de la mitad y por otro lado el recupero de agua significa un ahorro energético muy importante.

CHILLER

El encamisado interior está conectado tanto en la entrada como en la salida a un equipo llamado Chiller (en español significa enfriador). Este es un equipo compuesto por un sistema frigorífico que enfría propilenglicol líquido, a una temperatura de ­3°C. A esa temperatura, y a diferencia del agua, el propilenglicol se encuentra en estado líquido por lo que puede circular por las cañerías del equipo. El sistema cuenta además con electroválvulas, y una bomba que generara el flujo de este fluido. Para que el sistema funcione se coloca un indicador/controlador local de temperatura que a través de un programa y sensores de temperatura ubicados en los fermentadores, permite abrir y cerrar el paso del fluido, permitiendo de esta manera que la temperatura en el interior del fermentador sea la que nosotros queremos.

Para nuestras necesidades basta con un equipo compacto, que permita llevar el propilenglicol a ­3°C y con capacidad de controlar la temperatura de 3 fermentadores a la vez.

CHILLER

ALTO (mm)       850

LARGO (mm)   960

ANCHO (mm)  790

Imagen 4.4­8: Equipo de frio (Fuente: tiendainvia.com)

Calculo de Materias Primas

A la hora de planear la elaboración de la cerveza debemos determinar cuánto necesitamos usar de cada materia prima para un volumen de cerveza determinado. Si bien, estos van a variar en función de la receta de cada cerveza, podemos utilizar la receta de una cerveza específica para tener un panorama general de cuanto vamos a necesitar y como lo vamos a almacenar. A modo de ejemplo elegimos la cerveza Pilsen Lager

Para poder calcular la cantidad de materia prima necesaria para la elaboración de cerveza debemos definir los siguientes parámetros:

1. Tipo de cerveza a elaborar. Ejemplo: Pilsen Lager, Trigo, etc.
2. Tipo de maltas a utilizar y en qué porcentaje de cada una se va a utilizar. Por ejemplo, para una cerveza de Trigo suele usarse 50% malta Pilsen y el otro 50% malta de trigo.
   En el caso de la Pilsen Lager la malta es 100% Pilsen.
3. Tipo de lúpulo a utilizar. Para nuestro ejemplo Cascade con un porcentaje de alfa­ ácidos del 7%.
4. Tipo de levadura que se va a utilizar. La levadura se va a escoger de acuerdo al tipo de cerveza que se quiere elaborar. Levadura Lager
5. Densidad original del mosto (DO): Como ya se explicó, el mosto es el líquido que se obtiene luego de pasar por la sala de cocimientos, y es en el donde la levadura va a comer los azucares para convertirlos en anhídrido carbónico y alcohol. Se llama densidad original del mosto a la concentración de azucares en el mosto al inicio de la fermentación. Por ejemplo, nuestra cerveza Pilsen Lager requiere un DO = 1.045.
6. Amargor de la cerveza, definido en unidades IBU (International Bitterness Unit), donde 1 IBU=1 mg de alfa­ácidos por litro de cerveza. Para nuestro ejemplo decimos que queremos un amargor de 16 IBU.
7. Cantidad a elaborar. En nuestro caso tendremos fermentadores de 450 litros.

El siguiente cuadro, resume todas las características de la cerveza que queremos elaborar.

CERVEZA PILSEN LAGER

MALTA 100% PILSEN
LUPULO CASCADE (alfa­acidos 7%)
LEVADURA LAGER
DENSIDAD ORIGINAL (DO) 1045
AMARGOR (IBU) 16
VOL (lt.) 450

MALTA

Lo primero que calcularemos es la cantidad de malta Pilsen molida que necesitamos para un volumen de 150 litros de cerveza. Para ello, utilizaremos la siguiente ecuación de la química de la cerveza.

𝑊𝑚 = {[(𝐷𝑂 − 1000) × 𝑉𝑜𝑙⁄3,785]} × 0,4536⁄(𝐺 × 𝑅)

Donde:

  Wm = Cantidad de malta (kg.)

  DO = 1045; Densidad Original del mosto

  Vol = 450; Volumen de producción (lt.)

  G = 36; Coeficiente que depende del tipo de malta utilizada (se obtiene de tabla)

  R = 68%; Rendimiento del equipo de macerado (tomamos el rendimiento promedio de estos equipos)

Coeficientes

Malta Pilsen           35-37

Malta Chocolate    25-30

Malta Caramelo     33-35

Trigo                      36

Maiz                       37-39

Miel                       30-36

Tabla 5.5-1: Coeficientes "G" de distintos tipos de maltas

𝑊𝑚 = 99 𝑘𝑔.

Como resultado obtenemos que para producir un lote de 450 litros de cerveza Pilsen Lager necesitaríamos aproximadamente 99 kilogramos de Malta Pilsen.

LÚPULO

La cantidad de lúpulo varía mucho. Depende mucho del amargor y el sabor que se le quiera dar a la cerveza, del tipo de lúpulo utilizado y de la cocción. Sin embargo, la formula básica para calcular la cantidad se expresa con la siguiente ecuación:

𝑊𝑙𝑢𝑝 = (𝑉𝑜𝑙 × 𝐼𝐵𝑈)⁄(𝑈% × 𝐴𝐴% × 1000)

Donde:

Wlup = Cantidad de lúpulo (gramos)

Vol = 450; Volumen después del hervor (lt.)

IBU = 16; unidades de amargor deseadas

U% = 27%; Fracción de alfa­ácidos que se isomerizan en iso­alfa­ácidos (depende del tiempo y la intensidad del hervor como también de la densidad del mosto)

AA% = 7%; Porcentaje de alfa­ácidos (depende de las características del lúpulo utilizado)

El coeficiente U% que depende del tiempo de utilización del hervido lo obtenemos de tabla.

Coeficientes

15 minutos 15(0.15)

30 minutos 19(0.19)

60 minutos 27(0.27)

90 minutos 3 (0.34)

Tabla 4.5­2: Factor de utilización

Como podemos ver se tomó un tiempo en el hervidor de 60 minutos por lo que el coeficiente U% va a ser igual a 27%.

Con todos los parámetros definidos obtenemos que la cantidad de lúpulo a utilizar para elaborar 450 litros de cerveza Pilsen Lager es de aproximadamente 380 gramos.

𝑊𝑙𝑢𝑝 = 380 𝑔𝑟. 

LUPULO (CERVEZA PILSEN LAGER)

IBU        16

U%         0,27

AA%        0,07

VOL (lt.)  450

LEVADURA

Al igual que para los otros insumos, la cantidad de levadura va a depender del tipo de cerveza que se quiere elaborar, del tipo de levadura que se va a usar, temperatura de fermentado, etc. Generalmente se utiliza un gramo de levadura por

cada dos litros de cerveza, aunque esta relación puede llegar a ser 1:1 en algunas recetas. Teniendo en cuenta estos valores calculamos que para un lote de 450 litros necesitaremos entre 225 y 450 gramos de levadura. Es importante recordar que la

levadura puede ser reutilizada alrededor de unas cuatro veces.

𝑊𝑙𝑒𝑣 ≅ 230 𝑔𝑟. 

AGUA

Por ultimo nos queda calcular, el volumen de agua necesario para determinado volumen de producción. Si bien ya conocemos que la cerveza es 90% agua, hay que tener en cuenta otras perdidas que tienen lugar en el proceso productivo y que hacen que necesitemos un volumen de agua mayor al volumen de cerveza que queremos producir.

Q1 = Perdidas en el macerador; Se puede llegar a perder un 4%

Q2 = Perdidas por evaporación; cerca de un 5% del volumen de la olla de hervido por hora

Q3 = Perdidas de volumen por enfriamiento; El agua y el mosto en ebullición se expanden y ocupan aproximadamente un 4% más que a 20°C

Q4 = Perdidas por absorción de granos; El 80% del peso del bagazo está formado por agua (el peso del bagazo seco es aproximadamente 40% del peso original)

Q5 = Perdidas por otros equipos; Asumimos un 2% de líquido estancado que no se llega a aprovechar

Por lo tanto el volumen necesario de agua para producir determinado volumen de cerveza será aproximadamente:

                                                      𝑛

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑛 𝑐𝑒𝑟𝑣𝑒𝑧𝑎 + ∑ 𝑄𝑖 

                                                      𝑖=1 

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑉𝑜𝑙𝑐𝑒𝑟𝑣. × (0,9 + 0,04 + 0,05 + 0.04 + 0,02) + (𝑘𝑔𝑚𝑎𝑙𝑡𝑎 × 0,4 × 0,8 0,2 ⁄ )

Para un volumen de producción de 450 litros las variables serían:

AGUA (CERVEZA PILSEN LAGER)

AGUA CONTENIDA EN LA CERVEZA (lt.) 405

Q1 (lt.) 18

Q2 (lt.) 22,5

Q3 (lt.) 18

Q4 (lt.) 158,6

Q5 (lt.) 9

𝑉𝑜𝑙𝑎𝑔𝑢𝑎 ≅ 630 𝑙𝑡.

Por lo tanto si quisiéramos analizar la demanda de las diferentes materias primas en función de diferentes volúmenes de cerveza, podríamos usar la siguiente tabla como primera aproximación:

CERVEZA (lt.)         MALTA (kg.)          LUPULO (gr.)  LEVADURA (gr.)  AGUA (lt.)

1                                       0,22                          0,85                  0,5-­1                           1,40

10                                     2,20                          8,47                  5­-10                           14,02

20                                     4,41                          16                     10­-20                         28,05

50                                     11,01                        42,33                25­-50                         70,12

100                                    22,03                       84,66                50­-100                       140,25

150                                    33,04                       126,98              75-­150                       210,37

200                                    44,06                       169,31              100­2-00                     280,49

250                                    55,07                       211,64              125-­250                     350,62

300                                    66,09                       253,97              150-­300                     420,74

350                                    77,10                       296,30              175­-350                     490,87

400                                    88,12                       338,62              200­-400                     560,99

450                                    99,13                       380,95              225­-450                     631,11

A modo de ejemplo podemos ver a continuación las recetas de dos cervezas distintas para un volumen de 20 litros.

KOLSCH ­ INSUMOS PARA 20 LITROS 
MALTA PILSEN (kg.)           4 
MALTA DE TRIGO (kg.)         1 
MALTA CARAPILS (kg.)         0,2 
LUPULO CASCADE (gr.)         20  
LUPULO HALLER (gr.)          10 
LEVADURA ALE SECA (gr.)      11  

KOLSCH ­ RECETA 
T° MACERADO (°C)             66
TIEMPO MACERADO              90 min
TIEMPO HERVIDO               60 min 
FERMENTACION             18­22°C por 7 días 
MADURACION               0­5°C por 4­7 días 
DENSIDAD ORIGINAL            1048  
DENSIDAD FINAL               1010  
AMARGOR (IBU)                17    
COLOR                        Dorada
ALCOHOL                      4,80% 

IPA ­ INSUMOS PARA 20 LITROS
MALTA PILSEN (kg.)            5
MALTA MELANOIDIL (kg.)        0,2
MALTA CARAMELO 120 (kg.)      0,2
MALTA CARAMELO 60 (kg.)       0,4
LUPULO CASCADE (gr.)          40
LUPULO KENT GOLDING (gr.)     20
LEVADURA ALE SECA (gr.)        11

IPA ­ RECETA
T° MACERADO (°C)              66
TIEMPO MACERADO               90 min
TIEMPO HERVIDO                60 min
FERMENTACION               18­22°C por 7 días
MADURACION                 0­5°C por 4­7 días
DENSIDAD ORIGINAL             1055
DENSIDAD FINAL                1012
AMARGOR (IBU)                 40 (Fuerte)
COLOR                         Cobre
ALCOHOL                       5,50%

Preparando fermentación de azúcar con o sin cereales añadidos planeando densidades objetivas y porcentual alcohólico

Comenzaremos viendo algunos conceptos e ideas que serán útiles para comprender los proceso. Esto puede parecer tedioso cuando uno solo quiere "hacer" pero nada es mejor que hacer entendiendo lo que se hace. Es la mejor manera de hacer las cosas bien.

Solubilidad y concentración

La cantidad de una sustancia que puede disolverse en cierta cantidad de líquido siempre es limitada. En algún momento, el azúcar dejará de disolverse y parte de los cristales permanecerá en el fondo, sin importar por cuánto tiempo o con qué fuerza se agite la disolución. La capacidad de una sustancia para disolverse en otra se llama solubilidad. La solubilidad de un soluto es la cantidad de éste, en gramos, que puede disolverse en 100 gramos de agua hasta formar una disolución saturada. Se considera que una disolución está saturada cuando no admite más soluto, por lo cual el sobrante se deposita en el fondo del recipiente. 

204 gramos son solubles en 100 cc. de agua a 20 ° C.

Cuando se calienta una disolución saturada, ésta disuelve más soluto que a temperatura ambiente; por lo mismo, se obtiene una disolución sobresaturada. Esto ocurre porque el aumento de temperatura hace que el espacio entre las partículas del líquido sea mayor y disuelva una cantidad más grande de sólido. Ejemplos de disoluciones sobresaturadas son la miel de abeja y los almíbares. La solubilidad de las sustancias varía; de hecho, algunas son muy poco solubles o insolubles.

Sustancia                               g /100 g de H20 

• Bicarbonato de sodio                             9.6 
• Cloruro de sodio                                  36.0 
• Sulfato de calcio                                     0.2 
• Azúcar de mesa (sacarosa)                 204.0 

Son varios los factores que intervienen en el proceso de disolución, entre éstos se encuentran la temperatura y la presión. Por lo general, la solubilidad varía con la temperatura. En la mayoría de las sustancias, un incremento de la temperatura causa un aumento de la solubilidad. Es por ello que el azúcar se disuelve mejor en el café caliente. 

De acuerdo con lo anterior, cuando se prepara agua de limón es mejor disolver primero el azúcar y luego agregar los hielos; de lo contrario, el azúcar no se disolverá totalmente y la bebida no tendrá la dulzura deseada. 

Los cambios de presión no modifican la solubilidad de un sólido en un líquido. Si un sólido es insoluble en agua, no se disolverá aunque se aumente bruscamente la presión ejercida sobre él. En relación con la temperatura, los gases disueltos en líquidos se comportan de forma inversa a como lo hacen los sólidos. 

La solubilidad de un gas en agua decrece a medida que aumenta la temperatura; esto significa que la solubilidad y la temperatura son inversamente proporcionales; por ejemplo, a 20 °C se disolverá en agua el doble de oxígeno que a 40 °C. Pero no solo la temperatura influye en la solubilidad de los gases, también influye la presión, a medida que la presión del gas que se encuentra por encima de una fases líquida se incrementa, la cantidad de gas que se ve forzado a entrar en el líquido también aumenta.

• La solubilidad de sólidos en líquidos aumenta con el aumento de la temperatura.
• La solubilidad de los gases en los líquidos disminuye con el aumento de la temperatura.
• La solubilidad de los gases en líquidos aumenta al aumentar la presión.

Concentración

Porcentaje en masa

Esta primera forma de expresar la concentración es el cociente de la masa del soluto entre la masa total de la disolución, multiplicado por cien:

% en masa =          masa de soluto        * 100

                         masa de la disolucion

¿Cuál es el porcentaje en masa de 5 g de azúcar disueltos en 20 g de agua destilada?

Se calcula la masa de la disolución: 5 g de azúcar más 20 g de agua es igual que 25 g de disolución. Se sustituyen los valores y se efectúa la operación.

                              

% en masa = ___  5 gr de azucar  _ * 100  = 20 %

                       25 gr de disolucion

Por tanto, 20% de la masa de la disolución es azúcar.

Porcentaje en volumen

Otra forma de expresar la concentración es el porcentaje en volumen. Se utiliza cuando el soluto es un líquido. Para calcular este porcentaje se divide el volumen del soluto entre el de la disolución y el resultado se multiplica por cien:

% en Volumen =         volumen del soluto       * 100

                              volumen de la disolucion

¿Cuál es el porcentaje en volumen del ácido acético en una disolución de un limpiador de vidrios que contiene 40 ml de ácido acético en 650 ml de disolución?

El porcentaje en volumen se calcula de esta manera:

% en Volumen =  40 ml de acido acetico  * 100  = 6,15%

                              600 ml de disolucion

El resultado indica que el 6.1% del volumen de la disolución del limpiador de vidrios es ácido acético.

La solubilidad es variable

Decir que un soluto tiene determinada solubilidad no es toda la historia, por ejemplo, si usted dice: "el azúcar de mesa (sacarosa) tiene una solubilidad de 190.5 g en 100 g de agua" ha brindado una información aun inútil, solo ha dado el "nombre" de la cuestión, a ese nombre le falta el "apellido". Si, así mismo, está incompleta la magnitud de la solubilidad en agua si no se dice la temperatura a la que se ha medido esa solubilidad, de manera que lo correcto es decir "el azúcar de mesa (sacarosa) tiene una solubilidad de 190.5 g en 100 g de agua a 10°C" y con ello estamos definiendo con exactitud la máxima cantidad de sacarosa que se disuelve en 100 g de agua en una situación particular de temperatura. De no hacerlo estamos cometiendo un error de gran magnitud ya que, por ejemplo, 100 g de agua a 90°C pueden disolver 420.0 g de sacarosa ¡mas del doble!

Ejemplos Prácticos:

La solubilidad es la cantidad máxima de una sustancia que se puede disolver en otra sustancia a una determinada temperatura. Por ejemplo, la solubilidad del azúcar en agua, a 20 ºC, es de 1330 gramos de azúcar por litro de agua.

• La solubilidad del azúcar en agua a 20 ºC es de 200 g/100 cm3  y a 100 ºC sube hasta 490 g/100 cm3.,. Si añadimos azúcar en exceso a una taza con 24 cm 3de agua hirviendo: ¿qué cantidad de azúcar se disuelve? ¿Qué ocurre cuando la disolución se enfría hasta 20ºC (si se forma precipitado, indicar qué cantidad)?
  Solución= Azúcar que se disuelve: 117,6 g a 20ºC precipitan 69,6 g 

• La solubilidad del azúcar, a 40ºC, es de 240 g en 100 mL de agua. ¿Cuántos gramos de azúcar se pueden disolver, como máximo en 20 mL de agua?
  Solución: 48 g

Almidón

La alfa-amilasa descompone moléculas de almidón insolubles, grandes y complejas en moléculas más pequeñas y solubles para la beta-amilasa Así también produce dextrinas o azúcares no fermentables que son las que dan la sensación de cuerpo o filling a la cerveza. Rango de temperatura de 60°C a 75°C.

La beta-amilasa es la otra enzima capaz de descomponer los almidones y crear azúcares solubles. Después de que las enzimas alfa-amilasa crean moléculas solubles más pequeñas, las enzimas beta-amilasa crean la mayoría de los azúcares fermentables al descomponer el almidón para crear maltosa y glucosa. Estas enzimas ayudan a crear cuerpos más ligeros y más alcohol y son más activas desde 55°C – 65°C.

Cada enzima tiene una temperatura óptima, la temperatura a la cual la enzima es más activa.

Alpha actúa mejor a 67,7°C - 72,2ºC, mientras que beta es desnaturalizada (la molécula se separa) a esa temperatura, trabajando mejor entre 55°C - 65,5ºC.

Sabiendo todo esto, si deseamos cervezas, más alcohólicas y secas, debemos de macerar entre 60 y 65°C. O para cervezas de menor contenido de alcohol, más dulces y de mayor cuerpo, debemos usar temperaturas entre 68.5 y 70°C

Un error común es pensar que el lavado con agua más caliente diluye más el azúcar, por lo que el mosto fluirá de manera más eficiente y esto hará que aumente el rendimiento. Por desgracia, no parece que la física funcione de esa manera. Hay una cosa que se llama “límite de solubilidad”, que determina la cantidad de azúcar que se puede disolver en un líquido a una cierta temperatura. La solubilidad de los azúcares no supone ningún problema ni en el macerado ni en el lavado. No hay azúcares sólidos que tengan que ser disueltos durante el lavado, ya que todos los azúcares ya están disueltos cuando se crean. La solubilidad de la maltosa en el agua a las temperaturas típicas del macerado es de aproximadamente el 66,7% en peso (la maltosa se disuelve en el agua en un ratio de 2:1 por peso —1 libra de maltosa en 2 libras de agua, 2 kg de maltosa en 4 kg de agua, etc.).

Los incrementos en el rendimiento al usar agua caliente en el lavado, se suele atribuir a que los azúcares se han vuelto más solubles. Con toda probabilidad, lo que ha ocurrido es que los pocos almidones que quedaban por convertir, lo han hecho a causa del incremento de temperatura. Por esto, si usamos agua caliente para el lavado, podemos aumentar el rendimiento del macerado, pero no por hacer los azúcares más solubles, sino debido a una mayor eficacia en la conversión de almidones.

Gelatinización

Se conoce como gelatinización al proceso donde los gránulos de almidón que son insolubles en agua fría debido a que su estructura es altamente organizada, se calientan (60-70°C) y empieza un proceso lento de absorción de agua en las zonas intermicelares amorfas que son menos organizadas y las más accesibles.

A medida que se incrementa la temperatura, se retiene más agua y el granulo empieza a hincharse y aumentar de volumen. Este fenómeno puede ser observado al microscopio. Al llegar a cierta temperatura, los gránulos alcanzan un volumen máximo y pierde tanto su patrón de difracción de rayos X como la birrefringencia.

El rango de temperatura en el que tiene lugar el hinchamiento de todos los gránulos se conoce como rango de gelatinización y es característico de la variedad particular de almidón que se está investigando. Al producirse el hinchamiento de los gránulos, hay también una extracción de la amilosa. Esta amilosa liberada queda en dispersión coloidal donde los gránulos intactos están en suspensión.

Si se continúa administrando calor a los gránulos hinchados, estos se romperán parcialmente y la amilosa y amilopectina se dispersarán en el seno de la disolución. Al final de este proceso se genera una pasta o gel en la que existen cadenas de amilosa altamente hidratadas que rodean a los agregados, también hidratados, de los restos de los gránulos. 

Los Puntos de Densidad 

Tenemos nuestra agua, nuestro saco de malta de cebada, nuestros lúpulos perfectamente conservados y la levadura a punto para hacer nuestra primera elaboración pero no estamos seguros de si las cantidades de malta y de agua (¡o de lúpulos!) son las idóneas. Así que una de las primeras preguntas que vienen a la mente es la de ¿cuánta malta tengo que poner aquí para llegar a la densidad que me marca la receta?
Si por un lado sabemos que necesitamos llegar a una densidad objetivo de 1,045 después de hervido y hemos calculado que la cantidad de mosto que vamos a tener en nuestro fermentador (una vez terminado el macerado y el hervido) es de 20 litros… ¿Cuántos kilos de malta necesitamos poner en el macerador para que la densidad después del hervido no sea ni 1,060 ni 1,030… si no los 1,045 que hemos proyectado?

Así que para empezar a recabar la información necesaria para nuestra ecuación en realidad hay que irse al final del proceso: ¿Cuánta cerveza quedará al final de todo el proceso? Este será el dato elemental que va a condicionar todo. Obviamente no será lo mismo hacer 10 litros de cerveza, que 20 o que 30.

Llegados a este punto, ya podemos empezar a jugar con los Puntos de Densidad.

Los Puntos de Densidad van a indicar de manera directa y segura la cantidad real de azúcares que hay en tu cerveza o en tu mosto (o la cantidad que quieres que haya). La densidad por sí misma es un valor que te indica un objetivo, pero si no está vinculado a un volumen concreto de cerveza, no es plenamente indicativo.

Puntos de Densidad = Factor Denso x Volumen (litros)

El principio del mismo es bien sencillo: el contenido de azúcar de un mosto, después del macerado, no varía. Supongamos que tenemos 10 litros de mosto, y le añadimos 5 litros de agua; es evidente que el total de azúcares del mosto no habrá variado con dicha adición de agua, solo que estarán más diluidos. En el caso contrario, si hervimos esos 10 litros de mosto y lo dejamos en 8 (por evaporación), tendremos exactamente la misma cantidad de azúcares, pero más concentrados (lo que equivale a un mayor valor de densidad). Pero en los tres casos, con 8, 10 o 15 litros, el contenido en azúcares es exactamente el mismo.

El “Factor Denso” (fd) es la parte de la cifra de la densidad específica que está después del punto, o de la coma. Si tratamos la densidad como un valor de “mil y pico”, la fórmula sería (usando una densidad de 1.085 como ejemplo):

Factor Denso = 1.085 – 1.000 = 85

Si necesitamos llegar a una densidad objetivo de 1,045 después de hervido y hemos calculado que la cantidad de mosto que vamos a tener en nuestro fermentador (una vez terminado el macerado y el hervido) es de 20 litros…

Puntos de Densidad = Factor Denso x Volumen (litros)

Puntos de Densidad = 45 x 25 = 1.125

Donde 45 es el Factor Denso de nuestra densidad inicial objetivo (1,045) y 25, el volumen total de litros de cerveza que queremos tener al final del proceso. Y el producto de ambos valores, 1.125, nuestros Puntos de Densidad objetivos. Con esta información ya podemos hacer (y saber) muchas cosas.

Donde 45 es el Factor Denso de nuestra densidad inicial objetivo (1,045) y 25, el volumen total de litros de cerveza que queremos tener al final del proceso. Y el producto de ambos valores, 1.125, nuestros Puntos de Densidad objetivos. 

El Extracto Potencial de las maltas (y adjuntos) es el contenido en azúcares susceptible de disolverse en agua caliente y formar parte del mosto. Es fácil de entender si decimos que el azúcar blanco (sacarosa, de hecho) tiene un Extracto Potencial a todos los efectos del 100%. Es decir, como el azúcar blanco es 100% azúcar, contribuirá con un 100% de sus azúcares a la densidad del mosto. La malta, sin embargo, no es 100% azúcar. Tiene cáscaras (por decir algo que podemos ver con los ojos) y otros compuestos diferentes. 

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Ray Daniels, en el quinto capítulo de su libro “Designing Great Beers” usa un enfoque distinto para los Extractos Potenciales, pero poco, porque en esencia parte del mismo sitio. Primero, construye una tabla de referencia para las maltas más comunes, puesto que estar investigando las maltas de cada fabricante, durante todas las cosechas, es un tarea aburrida y poco práctica (las variaciones son mínimas) y segundo, plantea el potencial de cada una de ellas haciendo la siguiente estimación: si 1 libra de cierta malta se macera en 1 galón (americano) de agua, ¿qué densidad conseguimos? Teniendo esa información, podemos saber de manera sencilla cuánta malta usar para alcanzar la densidad del mosto que queremos. En nuestro lenguaje de litros y kilos, la pregunta sería ¿qué densidad conseguimos si ponemos 453 gramos de cierta malta en 3,784 litros de agua?, lo que haría impracticable cualquier tipo de cálculo sencillo. Sin embargo, con un cálculo teórico sencillo podemos transformar esos datos y estimar qué densidad nos darían 100 gramos de malta en un litro de agua, lo que sí es más útil.

Por supuesto, tenemos que tener en cuenta que se trata de un cálculo teórico, porque en la mayoría de los casos, aún en las condiciones más favorables del mundo, no todo el Extracto Potencial de la malta pasa al mosto… y por eso tenemos que hablar del rendimiento del macerado.

Aunque una malta tiene un potencial de extracto dado, hay muchas variables y acontecimientos que van a influir en el macerado para que todo ese extracto pase al mosto, y finalmente, en la mayoría de los casos sólo pase una parte del mismo. Por eso hablamos del fenómeno conocido como “rendimiento del macerado”.

Es recomendable ser conservador con este dato y usar el 70% al principio, porque si alcanzas más rendimiento, siempre puedes añadir más agua y acabar con más cerveza.

Empezando los cálculos

Recopilemos los conceptos que hemos manejado hasta ahora: conocemos los Puntos de Densidad (PD), el Extracto Potencial (ExP) de las maltas y el Rendimiento del macerado (R%), así que con todo esto podemos obtener respuestas a nuestras preguntas iniciales.

Como hay diferentes planteamientos y enfoques, vamos a ver dos de ellos y que cada cual use el que más le convenga. Antes de usar estos cálculos para el ejemplo inicial de la receta propuesta, vamos a explicar las fórmulas como si sólo usáramos una única malta para alcanzar la densidad objetivo, así será fácil de entender. Digamos, entonces, que queremos alcanzar una densidad de 1,045 para 25 litros de cerveza usando sólo malta Pale.

El enfoque Daniels

Si estudiamos el planteamiento que Ray Daniels usa en su libro, y convertimos sus fórmulas a kilos y litros, obtendremos la siguiente fórmula simplificada:

  Kg de malta = Puntos de Densidad / Extracto Potencial / Rendimiento / 10

  ( Kg = PD / ExP / R% / 10 )

Donde:

Kg de malta (Kg): el resultado de la fórmula nos dará directamente los kilos de malta a usar en el macerado.

Puntos de Densidad (PD): los puntos de densidad objetivo que hemos calculado para conseguir una densidad específica después del hervido. Recordemos que en nuestro ejemplo tenemos un objetivo de 1.125 PD (45 x 25 litros).

Extracto Potencial (ExP): es el extracto potencial de cada malta de la tabla de referencia de Daniels, expresado en modo “factor denso”. Según dicha tabla, el azúcar tiene un extracto potencial de 1,038, lo que expresado como “factor denso” sería 38.

Rendimiento (R%): es el rendimiento del macerador, expresado en %. Si partimos de la base de un 70% para empezar, tendremos que usar 0,70. El azúcar rinde 100%, es decir, 1. 

Por tanto:

  Kg de malta = 1125 / 30 / 0,70 / 10

  Kg de malta = 5,357

Claro y sencillo. Pero… ¿qué pasa si no usamos sólo una malta, sino varias como en la receta planteada al principio? No es para nada complicado, en serio. Volvamos a ese ejemplo. Recordemos que la receta original era:

  92%  Malta Pale

  5%   Malta Crystal

  3%   Copos de trigo

Y como ya sabemos que nuestros Puntos de Densidad objetivo son 1.125, sólo hay que ponderar qué parte de material fermentable aportará cada uno de los ingredientes. Como tenemos los porcentajes a mano, no hay nada más sencillo:

  Malta Pale: 1125 x 0,92 = 1035 PD

  Malta Crystal: 1125 x 0,05 = 56 PD

  Copos de trigo: 1125 x 0,03 = 34 PD

Hemos redondeado los decimales para no complicarnos la vida (no habrá diferencias). Ya sabemos que de los 1.125 PD, 1.035 PD vendrán de la malta Pale, 56 PD de la Crystal y 34 PD de los copos de trigo. Así que ahora aplicamos la fórmula que ya conocemos, teniendo en cuenta que según la tabla de referencia, el extracto potencial de la malta Crystal es 28,5 (como pone 1,028 – 1,029 tiramos por la media y con esto intento además transmitir que estamos estimando y que esto no es una ciencia exacta ni alquimia delicada) y el de los copos de trigo, 30.

Por tanto:

  Kg de malta Pale: 1035 / 30 / 0,70 / 10 = 4,928 kg.

  Kg de malta Crystal: 56 / 28,5 / 0,70 / 10 = 0,280 kg.

  Kg de copos de trigo: 34 / 30 / 0,70 / 10 = 0,162 kg.

Para un mosto solo de azúcar debemos considerar que el azúcar tiene un rendimiento del 100% (se indicara como 1).

Queremos tener 4 litros (algo mas de 1 galón) con una densidad estimada de 1030.

Entonces debemos estimar, 30 (de los 1030 de densidad a llegar) * 4 (litros); esto da: 120 lo cual se traduce a 1120

De este modo:

X kg.= 1120 / 38 (1038 indica la tabla) / 1 (el azúcar es 100% rendimient0) / 10

x = 1120 / 38 / 1 / 10

x = 2,947 Kilos

Grados de Alcohol según el Porcentaje de fermentación de la levadura

Las levaduras para panificación sólo logran fermentar hasta un 13% de alcohol. 17 gramos de azúcar dan 1% de alcohol en 1 litro de mosto. Más azúcar no puede ser fermentada, por lo que no es necesario añadir más.

Se utilizan 221 gramos por litro de mosto (13 x 17 gramos).

Sabemos que: 

  1% de Alcohol = 17gr. de Azúcar 

y que: 

Cantidad de litros x % de alcohol x 17 gramos de azúcar 

Entonces:

20 litros * 13% que llegan las lavas de pan * 17 gr. de azúcar = 4420 = 4,42 = 4,5 kilos redondeados

   

En solo 4 litros:

   4 * 13 * 17 = 884 => 0,884 gramos

o lo que es igual:

  4 litros * 221 gramos de azúcar = 884

para lograr 13% de alcohol

x litros * 13% * 17 = 1 kilo de azucar

x= 1/13/17

4.52 litros de mosto o agua para 1 kilo de azucar y lograr 13% de alcohol que s l que una leva de pan da como maximo

Otro dato interesante es que:

• Sin escalas el azúcar se puede medir con una medida de litro. 1,15 litros de azúcar granulado pesa 1 kg.

Ahora intentemos ver algunos ejemplos

Queremos tener 4 litros (algo mas de 1 galón) con una densidad estimada de 1030.

Entonces debemos estimar, 30 (de los 1030 de densidad a llegar) * 4 (litros); esto da: 120 lo cual se traduce a 1120

  Kg malta= Puntos de Densidad / Extracto Potencial / Rendimiento / 10

  ( Kg = PD / ExP / R% / 10 )

De este modo:

X kg. de azúcar = 1120 / 38 (1038 indica la tabla) / 1 (el azúcar es 100% rendimiento) / 10

x = 1120 / 38 / 1 / 10

x = 2,947 Kilos

Puntos de Densidad = Factor Denso x Volumen (litros)

El rendimiento del azúcar es del 100% y el Extracto Potencial según Lista de Daniels es de 1038; así el Extracto Potencial expresado como Factor Denso será de 38; los Puntos de Densidad es la Densidad Objetiva que buscamos lograr tras hervir, pero no necesitamos hervir el azúcar como hacemos con el mosto de granos dado que a diferencia del grano, el azúcar -como dijimos- es 100% de rendimiento y no necesitamos usar mucha agua para transformar el almidón en azucares, diluirlos y luego concentrar; con el azúcar es mas simple.

Planificar la fermentación

Al planificar una fermentación lo que corresponde es pensar a que densidad deseamos llegar a la hora de ir al fermentador y ese será nuestro factor denso objetivo; si queremos 1045, 45 es el factor denso objetivo; si deseamos que la Densidad Objetiva sea la misma del Extracto Potencial que indica Daniels en si tabla, 1038, entonces el factor denso objetivo será 38 y allí tendremos que coincidan el factor denso objetivo y el EP expresado como factor denso: 38 y en este caso sol con 400 gramos de azúcar, alcanzara.

Ejemplo con los dos factores densos objetivos 1045 (45), 1038 (38) y 1095 (95):

                                                                                                                                   
    FDO=45                                 FDO=38                              FDO=95                    
kg = 45*4 / 38 / 1 /10            kg = 38*4 / 38 / 1 /10            kg = 95*4 / 38 / 1 /10 
kg = 180 / 38 / 1 /10              kg = 120 / 38 / 1 /10              kg = 380 / 38 / 1 /10     
kg = 0,473                             kg = 0,4                                  kg = 1                                

Vamos a Fermentar

Ahora bien, antes mencione que las levaduras de pan llegan a dar un 13% de Alcohol, la información decía que 17 gramos de azúcar dan 1% de alcohol en 1 litro de mosto. Más azúcar no puede ser fermentada, por lo que no es necesario añadir más. Así, se usan 221 gramos por litro de mosto (13 x 17 gramos). En 4 litros son 884 gramos de azúcar para 13% de alcohol.

Recordamos la formula general que aplicamos para saber cuanto azúcar utilizar para un determinado porcentual buscado:

1% de Alcohol = 17gr. de Azúcar 

Cantidad de litros x % de alcohol x 17 gramos de azúcar

Así tenemos por ejemplo que 1 litro * 13 % * 17 = 221gramos; en 4 litros serian, 4 * 13* 17 = 884 gramos. Hasta aquí vemos con esta formula la convalidación de lo antes dicho pero usemos otro porcentual; por ejemplo en 4,5 % de alcohol en 4 litros:

4 litros * 4,5 % * 17 gramos de azúcar = 4 * 4,5 * 17 = 306 gramos de azúcar

Retomemos la formula de Daniels para el Punto de Densidad y usémosla con esta nueva informa recién obtenida. La formula era:

Kg de malta = Puntos de Densidad / Extracto Potencial / Rendimiento / 10

( Kg = PD / ExP / R% / 10 )

Aquí contamos ya con la cantidad de azúcar, 306 gramos; el Extracto Potencial expresado en forma de Factor Denso Potencial que es el que Daniels da para el azúcar en su tabla, 1038, es decir, 38; tenemos el rendimiento que en el azúcar es de 1 porque rinde 100%.

El Punto de Densidad es el resultado de:

Puntos de Densidad = Factor Denso  x Volumen (litros)

Aquí tenemos el volumen, que en este caso era de 4 litros y el Factor Denso Objetivo que es la densidad objetiva que se busca obtener a la hora de llegar ala fermentación. Recordemos también que en e caso del azúcar no necesitamos mayor trabajo para diluir el azúcar y no hay que convertir almidones en glucosa, el mosto es sencillo de obtener y no se requiere la decocción o hervido del mosto por tiempo prologado como sucede con la malta de cebada al hacer cerveza.

Así el factor denso objetivo es la incógnita que nos imposibilita tener el punto de Densidad necesario para la formula de los kilogramos de azúcar que queremos utilizar.

Entonces, como ya hemos practicado anteriormente, la formula en limpio quedaria del siguiente modo

Kg de malta = (Factor Denso  x Volumen) / Extracto Potencial / Rendimiento / 10

Con nuestros datos, seria:

0,306 = (x * 4) / 38 / 1 / 10

0,306 * 38 * 1 * 10 = (x * 4)

x = 0,306 * 38 * 1 * 10 / 4

x = 29,07

Obtenido así, el factor denso objetivo, retemplamos la incógnita (x) por ese valor y comprobamos:

0,306 = (29,07 * 4) / 38 / 1 / 10

0,306 = 116,28 / 38 / 1 / 10

Con 306 gramos de azúcar en 4 litros deberíamos obtener una densidad de 1029 que nos permitirá llegar a 4,5% de alcohol

Fuentes:

• http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Seminario-Gelatinizacionyretrogrdacion_25483.pdf
• https://es.wikipedia.org/wiki/Almid%C3%B3n
• http://www.cursosinea.conevyt.org.mx/cursos/cnaturales_v2/interface/main/recursos/antologia/cnant_3_06.htm
• http://www.mercedesgosalbez.com/ejercicios%20solubilidad.pdf
• https://brainly.lat/tarea/6273442#:~:text=La%20solubilidad%20es%20la%20cantidad,az%C3%BAcar%20por%20litro%20de%20agua
• http://www.sabelotodo.org/quimica/solubilidad.html
• https://cervezal.blogspot.com/2020/10/solubilidad-de-la-maltosa-y-del-azucar.html
• https://cervezal.blogspot.com/2018/07/los-puntos-de-densidad.html
• https://cervezal.blogspot.com/2018/04/fermentar-azucar.html
• https://cervezal.blogspot.com/2000/04/cerveza-los-seis-mitos-mas-extendidos.html
• https://cervezal.blogspot.com/2019/04/almidon-y-su-conversion.html
• https://bbdzr.ru/drugie/recept-brazhki.html