|
Абсорбция углекислого газа
|
|
ДенисКозеев  | Дата: Пн, 2023-03-27, 13:32 | Сообщение 1 |
Опытный пивовар
Группа: V.I.P.
Сообщений: 429
| Сталкивался с тем, что нет чёткого понимания, какое давление углекислого газа "идеально" для нормальной карбонизации пива. А так же нет чёткого понимания между разницей физических процессов при искуственной и естественной карбонизации. Попробую разобраться.
Сатурация - это процесс искусственного насыщения воды углекислым газом. Основой данного процесса является способность углекислого газа при взаимодействии с водой образовывать водный раствор. Плотность воды и пивного сусла отличаются незначительно. Следовательно, все процессы связанные с искуственной или естественной карбонизацией можно почти точно взять из данных по растворимости углекислого газа в воде.
При искусственной карбонизации, углекислый газ подаётся НАД суслом. Процесс поглощения водой углекислого газа или растворения углекислого газа в воде назвыается абсорбцией углекислого газа. При искусственной карбонизации наилучшим представлением физических процессов будет плёночная теория. Согласно этой теории на границе жидкости и газа создаются две плёнки, через которые происходит диффузия (проникновение, смешивание) газа с водой (суслом). Этот процесс теряет свой КПД, если кроме углекислого газа присутствует кислород (или любой другой газ), даже в небольших количествах. Отсюда можно сделать первый вывод. Если кислород попал в сусло, которое планируется подвергнуть искусственной карбонизации, то абсорбция углекислого газа будет затруднена и может привести к гашингу (лавинообразная реакция выделения углекислого газа). Но к гашингу ещё вернёмся.
Растворимость газа в воде называется коэффициентом абсорбции, который показывает, какое количество газа может раствориться в воде при нормальном давлении (760 мм рт.ст) и температуре 0 °С. Для воды коэффициент абсорбции углекислого газа будет 1,71 м3/м3 или 0,335 граммов на 100 граммов воды.
Замечаем, что коэффициент абсорбции прямо указывает нам на то, какое количество газа может удерживать вода.
На коэффициент абсорбции так же оказывает сильное влияние давление углекислого газа. Если увеличить давление в 6 раз (до 6 атмосфер), абсорбция составит 8,65 м3/м3, но когда мы откроем бутылку, то вода сможет удержать только 1,71 м3/м3, а остальной объём газа (6,94 м3) будет стремиться вырваться наружу.
Какие ещё процессы происходят при карбонизации пива? Углекислый газ в реакции с водой образовывает угольную кислоту. Которая нестабильна и легко превращается в снова в воду и углекислый газ. И к этому тоже ещё вернёмся позже.
Теперь посмотрим, как влияет температура на абсорбцию углекислого газа
И видим, чем больше температура, тем сложнее раствоярется в жидкости газ. При 20 °С почти в два раза хуже.
Дальше попробую простыми словами и понятным языком изложить суть удерживания углекислого газа в воде. Вода состоит из молекул Н2О, но сами молекулы образуют как бы группы, в которых связывается с углекислым газом. Чтобы произошла прочная связь, насыщение воды углекислым газом должно быть равномерным. При искусственной карбонизации этого можно достигнуть интенсивным перемешиванием молодого пива и углекислого газа. А потом нужно дать достаточно времени, чтобы возникли устойчивые связи и образовалась угольная кислота. Важно так же понимать, что давление 1 атмосфера и коэффициент абсорбции 1,71 м3/м3 действительны при температуре 0°С. Если такую бутылку, в которой (казалось бы) почти нет давления или оно приблизительно равно атмосферному, нагреть до 20°С, то давление в ней возрастёт примерно в два раза и составит 2 атмосферы.
Таким образом, подходим к важному пониманию правильных значений карбонизации пива (будь то искусственное или естественное) при различных температурах.
Если посмотрим на эту таблицу, то светло-серые значения означают слабую карбонизацию и такой напиток можно не боясь вспенивания разливать при температуре +10°С. Серо-синяя зона - слабая карбонизация и разлив при +6°С. Светло-жёлтая зона - умеренная карбонизация, можно разливать пиво при +4°С. Светло-зелёная зона - оптимальная карбонизация. Можно разливать пиво при температуре +1°С. Светло-розовая зона - сильная карбонизация, не получится перелить такое пиво при атмосферном явлении даже при +1°С и возможны проблемы при разливе пива через раздаточные головки при более высоких температурах. Ну и последняя зона, это гашинг, перешпунтованный напиток. Такой напиток просто невозможно будет разлить в стаканы и удержать в бутылке при её вскрытии. Обратите внимание на то, что абсорбция 0,5 сохраняется при увеличении температуры и увеличении давления одновременно. А для устойчивой абсорбции должно пройти некоторое время, чтобы в воде сформировались группы молекул воды, которые и будут удерживать углекислый газ. Это время может увеличиться, если применяется искусственная карбонизация пива. Нужно так же понимать, что если мы карбонизируем пиво при температуре 25 градусов и давлении 2,5 атмосферы, то охладив пиво до +1°С мы можем при нормальном атмосферном давлении перелить пиво из ЦКТ или ферментера в бутылки без вспенивания напитка, закупорить бутылки, нагреть до 25 °С и снова получить давление 2,5 атмосферы. Равно, как и обратная ситуация. Производя карбонизацию (искусственную или естественную) при температуре 9°С и давлении 1,5 атмосферы, то при нагреве напитка закупоренного в бутылке до 25°С мы снова получаем давление в 2,5 атмосферы.
Здесь возникает ещё один подводный камень. Мы карбонизировали пиво при температуре 9 градусов и давлении на шпунт-аппарате 1,5 атмосферы. Если при этом мы случайным или намеренным образом нагрели пиво до 25 градусов, но не изменили давление на шпунт аппарате на 2,5 атмосферы, то часть углекислого газа выйдет из пива и мы получим недокарбон. Перекарбон точно так же получить довольно легко. Это превышение давления карбонизации при низких температурах.
Итог. Конечно, есть напитки, которые должны быть карбонизированы несколько больше, чем "идеальное пиво" или наоборот, быть почти без углекислого газа. Но в целом, "нормой" карбонизации является абсорбция примерно 0,5. Как этого добиться, указано в таблице зависимости абсорбции от температуры и давления.
Всем удачных варок!
Хочешь - 1000 возможностей, не хочешь - 1000 причин.
Самое страшное в жизни - не успеть, самое главное в жизни - не спешить, а то "успеешь".
Сообщение отредактировал ДенисКозеев - Пн, 2023-03-27, 13:33
|
Статус: Offline |
 
|
|
| Qmlv | Дата: Пн, 2023-03-27, 19:55 | Сообщение 2 |
|
Опытный пивовар
Группа: V.I.P.
Сообщений: 274
| Букаф много - толку мало. Читаем Главашека - "Пиво это сложная коллоидная система". В пива СО2 не только растворен в воде, но и адсорбирован на коллоидных частицах.
|
Статус: Offline |
|
|
| Vale-d | Дата: Пн, 2023-03-27, 20:14 | Сообщение 3 |
Эксперт пивоварения
Группа: V.I.P.
Откуда: Санкт-Петербург
Сообщений: 537
| Цитата ДенисКозеев (  ) Но в целом, "нормой" карбонизации является абсорбция примерно 0,5. |
Статус: Offline |
|
|
| ДенисКозеев | Дата: Вт, 2023-03-28, 01:04 | Сообщение 4 |
Опытный пивовар
Группа: V.I.P.
Сообщений: 429
| Qmlv, читаем Главашека. Готовое пиво обычно содержит 0,3 - 0,4 мас %, а бутылочное даже 0,5 мас% углекислого газа. Я что-то не то написал?
Цитата Vale-d ( ) А как же bjcp с рекомендациями по уровню карбонизации? Откуда "идеальное пиво" взялось?
Цитата ДенисКозеев ( ) Конечно, есть напитки, которые должны быть карбонизированы несколько больше, чем "идеальное пиво" или наоборот, быть почти без углекислого газа.
Хочешь - 1000 возможностей, не хочешь - 1000 причин.
Самое страшное в жизни - не успеть, самое главное в жизни - не спешить, а то "успеешь".
Сообщение отредактировал ДенисКозеев - Вт, 2023-03-28, 01:58
|
Статус: Offline |
|
|
|
|
Личный кабинет 
