Розрахунок використання води

Оскільки воно зазвичай містить більше 90% пива як за вагою, так і за обсягом, можна стверджувати, що жоден інгредієнт для заварювання не є важливішим за воду. У випуску BYO за травень-червень 2005 року ця колонка досліджувала якість води, зокрема вміст мінеральних речовин у пивоварній воді, залучену хімію та її вплив на затор та пиво. Не менш важливою - і надзвичайно практичною - є кількість використаної води. Такі питання, як кількість води, яку слід використовувати для розтирання та просіювання зерна, та кип’ятіння сусла представляють великий інтерес для пивоварів.

Якщо ви використовуєте воду, яка відфільтрована або скоригована на вміст мінеральних речовин, ви хочете знати загальний обсяг, необхідний для сеансу заварювання. Обсяг води також впливає на пивоварне обладнання та конструкцію системи, оскільки це головний фактор у визначенні місткості необхідних посудин. Маючи на увазі кілька концепцій - і використовуючи кілька зручних формул - ви зможете точно розрахувати необхідні обсяги води як загалом, так і на кожному етапі процесу заварювання.

Усі наявні хороші комплексні програмні пакети для пивоваріння мають калькулятор обсягу води, який виконує це завдання за вас. Також можна створити електронну таблицю, використовуючи різні задіяні формули. Однак, навіть якщо ви покладаєтесь на комп’ютер для здійснення рутинних розрахунків, розуміння основних принципів зробить вас більш обізнаним пивоваром і, можливо, навіть покращить ваше пиво.

Початок в кінці

Розраховуючи кількість води, корисно почати з розгляду остаточного об’єму пива, яке ви збираєтеся варити. Рецепти, як правило, виражаються в круглих цифрах, наприклад, 5,0 галонів (19 літрів), і часто вони відображають об’єм, розлитий у пляшки або в кеґе. Під час бродіння, стійки до інших посудин та процесу розливу або розливу в келихи деяке пиво поглинається хмелем або дріжджами, тоді як додатковий об’єм випаровується або залишається в обладнанні. Після певного досвіду пивовари дізнаються приблизно, скільки сусла необхідно у ферментері, щоб в результаті вийшло певний обсяг пива. Я називаю це "об'ємом ферментера", і, на мою думку, це справжній обсяг рецепта. Для партій обсягом 19–38 л 5,0–10 галонів, як правило, це на 1,0–4,0 кварти (0,9–3,8 л) більше, ніж опублікований об’єм рецепта.

Як тільки досвід навчить вас бажаного обсягу ферментера, ви зможете працювати назад, щоб визначити загальний необхідний об'єм води, віднімаючи різні втрати, які виникають під час процесу заварювання. У зворотному порядку вони включатимуть багато з наступного:

• Сусло, залишене лініями та обладнанням, таким як охолоджувач чи насос, між пивним чайником та ферментером
• Сусла, поглинені залишками хмелю та речовиною, що розбиває білок, у чайнику в кінці кипіння
• Втрати випаровування під час кипіння сусла в чайнику
• Рідина, що залишилася в лініях та обладнанні між касетою та чайником
• Зім’яти «мертвий простір», тобто рідину, яка залишилася в судинах для затирання та розмивання завдяки їх конструкції та геометрії
• Мертвий простір рідкої води, тобто вода, залишена так само в резервуарі з гарячим лікером або іншому посудині з рідкою водою
• Вода, яка поглинається зерном у тунелі для затору

Звичайно, ці втрати компенсуються додаванням води, яка, як правило, включає принаймні деякі з наведених нижче, перерахованих у порядку раннього до останнього:

• Ударна вода, тобто вода, спочатку змішана із зерном на початку затирання
• Будь-які додаткові вливання води під час затирання
• Змішана вода, додана в затор для вилучення цукру, перетвореного з крохмалю в зерні
• Будь-яка вода, додана в чайник для досягнення цільового обсягу сусла перед кип’ятінням
• Будь-яка вода, додана після кипіння, або в чайник, або у ферментер, для досягнення цільових обсягів після кипіння та бродіння

Деякі з цих значень можна обчислити за рецептом та способом варіння, тоді як ряд з них походить із співвідношення між значеннями, а інші вимірюються емпірично, виходячи із особливостей обладнання та пивоварної системи. Остання група включає обсяг рідини, що залишається в різних посудинах, трубопроводах, охолоджувачі, насосі тощо. Ці величини, що залежать від взаємозв'язку, - це втрати кипіння та будь-яка "доливна" вода, додана в чайник або ферментер. Решта значень, обсяги ударної води, води, поглиненої зерном, будь-яких додаткових настоїв затирання та рідкої води, можна розрахувати за рецептом. Ці формули я надам незабаром.

Випробування та відсутність помилок

Отримавши великий досвід роботи з однією пивоварною системою, ви зможете оцінювати втрати обладнання (рідина, що залишилася в посудинах, лініях тощо) з достатньою точністю. Навіть якщо у вас є нова система, або якщо ви бажаєте досягти максимальної точності, ви можете провести випробування за допомогою звичайної води та виміряти різні обсяги. Вода повинна бути приблизно такої ж температури, яка використовується на кожному етапі процесу заварювання, оскільки при температурі вище 38 ° F (4 ° C) об'єм води або сусла збільшується з температурою - приблизно на 4% між 68 ° F і 212 ° F (20 ° C і 100 ° C).

Для затирання та розпилювання дуже корисно знати корисну ємність балончика та резервуарів для гарячих спиртних напоїв. Часто це не те саме, що загальна місткість судна. Необхідно відняти мертвий простір та інші геометричні міркування, такі як простір над кришкою. Найкращий спосіб визначити корисну ємність - це виміряти об’єм води, необхідний для заповнення посудини, а потім виміряти об’єм злитої води.

Втрати при кип’ятінні залежать від джерела тепла, геометрії чайника та умов навколишнього середовища (головним чином температури та будь-якого вітру) під час кипіння. Значення зазвичай виражається в галонах (або квартах, або літрах) на годину. Знову це можна виміряти під час фактичного заварювання, або ви можете зробити пробне кип’ятіння водою. Виміряйте та розділіть фактичну втрату обсягу на загальний час кипіння в годинах, щоб обчислити значення для конкретного сеансу заварювання.

Більш важко виміряти рідину, поглинену хмелем та білковим матеріалом під час кип’ятіння, але середнє значення для всіх рецептів, які ви готуєте, зазвичай є достатньо точним для цих цілей.

Затирання

Об'єм ударної води для затирання залежить від кількості зерна та бажаної товщини затирання. Товщина затирання може варіюватися в залежності від рецептури, конфігурації затору затирання, обсягу будь-яких додаткових вливань затирання води, обсягу рідкої води та індивідуальних переваг пивовара, але значення в діапазоні 1,0–1,5 кварти води на фунт зерна ( 2,1–3,1 літра на кілограм) типово для домашніх пивоварів.

Тому формула для розрахунку ударного об'єму води така:
Об'єм води для удару = вага зерна * бажана товщина затирання

Наприклад, для товщини затору 1,25 кт/фунт. (2,6 л/кг) та рахунок за зерно, що вимагає 10 фунтів. (4,5 кг) зерна, розрахований об’єм води для удару становить 12,5 кварт (11,8 л).

Вода, що поглинається зерном, буде змінюватися залежно від особливостей зернового рахунку, типу солоду та допоміжних речовин та вмісту вологи, але середнє значення 0,50 літри за фунт (1,04 л/кг) виявилося цілком обґрунтованим припущенням в більшості випадків. У наведеному вище гіпотетичному рецепті (10 фунтів або 4,5 кг зерна) об’єм поглиненої води становить 5,0 кварти (4,7 л).

Для того, щоб забезпечити достатню ємність посудини для затирання та розпилювання корисно знати загальний об'єм затору. Наступна проста формула повинна бути досить очевидною:

Загальний об’єм затору = об’єм води + об’єм зерна

Звичайно, спочатку необхідно знати об’єм, який зерно витісняє при перетиранні (який відрізняється від його сухого об’єму). Ще раз це залежить від особливостей рахунку за зерно, але значення 0,32 літри за фунт (0,67 л/кг) є розумним середнім показником. Отже, у наведеному вище прикладі об’єм затирання становить 12,5 + 3,2 = 15,7 кварти (14,8 л).

Спаринг

Розрахунок правильного обсягу рідкої води має особливе значення, оскільки він в значній мірі визначає об’єм попереднього кипіння сусла, що є критичним для досягнення цільової вихідної питомої ваги. Старе дуже загальне правило - використовувати приблизно дві кварти рідкої води на фунт зерна (4,2 л/кг), але інші фактори, такі як товщина затору та будь-які додаткові вливання води, можуть це значно змінити.

Для домашніх пивоварів стає все більш популярним дозування рідких речовин, тобто додавання рідкої води однією або кількома партіями з подальшим перемішуванням затору, дозволяючи йому відстоятися і короткочасно рециркулюючи стік, поки він не очиститься, перш ніж зливати його в киплячий чайник . Це може дещо спростити та скоротити час варіння.

Корисною величиною, яку слід знати, є об'єм перших запусків, які зливаються з тунелю затору перед додаванням рідкої води. Це обчислюється за такою формулою: Об’єм перших витікань = Об’єм води, що потрапляє, + об’єм будь-якої іншої води, що додається до затору - об’єм води, поглиненої зерном - об’єм рідини, що залишається на дні тунелю затору - об’єм рідини залишився в лініях або насосі

У нашому прикладі з розділу про попереднє затирання, а також з використанням значень 1,0 кварт (0,9 л) для рідини, що залишилася в заторі для затирання, та 0,25 кварта (0,2 л) для втрат у лінії, розрахований обсяг перших запусків становить 12,5 + 0 - 5,0 - 1,0 - 0,2 = 6,3 кварт (11,8 + 0 - 4,7 - 0,9 - 0,2 = 6,0 л).

Незалежно від того, чи використовуєте ви безперервне розпилення або періодичне розпилювання, загальний об’єм розлитої води обчислюється з цільового обсягу попереднього кипіння шляхом віднімання об’єму перших проток. Тому формула така:

Загальний об'єм рідкої води = Цільовий об'єм попереднього кипіння - об'єм перших запусків

У нашому прикладі цільовий об'єм попереднього кипіння може становити 28,0 кварт (26,5 л), а об'єм перших запусків - 6,3 кварта (6,0 л). Отже, загальний обсяг рідкої води становить 28,0 - 6,3 = 21,7 кварти (26,5 - 6,0 = 20,5 л). Для забезпечення достатнього обсягу рідкої води додайте до розрахункового значення об'єм будь-якого мертвого простору в резервуарі з гарячим спиртним напоєм або посудині з рідкою водою.

Скільки разів?

Якщо ви добуваєте рідкісні речовини, у багатьох випадках туш для затирання недостатньо великий, щоб весь об’єм рідкої води можна було додати за одну партію. Часто потрібно більше однієї партії рідкої води. Звичайна процедура полягає у розподілі загальної кількості рідкої води на рівні порції, виходячи з корисної ємності судна та обсягу затору після зливу перших потоків. Формула для розрахунку кількості необхідних партій:

Кількість партій рідкої води = (Об'єм рідкої води - об'єм мертвого простору судна з розпушувачем)/(корисна ємність розпилювального судна - об'єм зерна - об'єм води, поглиненої зерном)

Потім округлите результат до наступного цілого числа.

У нашому прикладі ми припустимо, що корисна ємність затирання становить 24 кварти (22,7 л). Тому розрахунки такі:

(21,7 - 1,0)/(24,0 - 3,2 - 5,0) = 1,3
або (20,5 - 0,9)/(22,7 - 3,0 - 4,7) = 1,3

Округлено до наступного цілого числа, в результаті отримують дві партії рідкісних променів.

Формула обсягу рідкої води на партію - це просто об'єм рідкої води, поділений на кількість партій рідких речовин, у нашому прикладі 21,7/2 = 10,9 кварт (20,5/2 = 10,3 л).

Склавши все це разом

Озброївшись усією цією інформацією, ми можемо розрахувати загальний об’єм води, необхідний для сеансу заварювання. Переглядаючи список раніше в цій статті, ми нагадуємо, що загальна кількість необхідної води складається із суми обсягів ударної води, будь-яких додаткових вливань затору води, рідкої води (включаючи будь-який мертвий простір судини з рідкою водою), будь-якої води, доданої в чайник перед кип’ятінням та будь-яку воду, додану до чайника або ферментера після кипіння. Виражене як формула, це:

Загальний об'єм необхідної води = Об'єм ударної води + об'єм будь-яких додаткових вливань затору води + об'єм рідкої води (включаючи будь-який мертвий простір судини з рідкою водою) + будь-яка вода, додана до попереднього кипіння чайника + будь-яка вода, додана в чайник або ферментер після кипіння

У нашому гіпотетичному прикладі не було додаткових вливань заторної води, мертвого простору рідкої води або води, доданої в чайник або ферментер до або після кипіння. Це призводить до обчислення загального обсягу води для заварювання як простого додавання ударної води та рідкої води, або:

12,5 кв. + 21,7 кв. = 34,2 кварти
(11,8 л + 20,5 л = 32,3 л)

Хоча гіпотетичні розрахунки були виражені з точністю до 0,1 літра або літр, у реальних ситуаціях домашнього пивоваріння вам може знадобитися лише виміряти обсяг фактичного додавання води до найближчої цілої одиниці. Для партій 5–10 галонів (19–38 л) багатьох домашніх пивоварів це становить точність приблизно 5% або менше і, ймовірно, дасть значущі та корисні результати.

Звичайно, багато домашніх виробників визначають свої потреби у воді простими методами спроб і помилок. Перевага знання того, як розраховується використання води, виникає, коли ви модернізуєте або модифікуєте пивоварню, або купуєте, або будуєте нову.