Плотность (алкогольные напитки)

Плотность, в контексте ферментации алкогольных напитков относится к удельному весу или относительной плотности по сравнению с водой сусла или должно на разных стадиях ферментации. Концепция используется в пивоваренной и винодельческой отраслях. Удельный вес измеряют с помощью ареометра, рефрактометра, пикнометра или электронного измерителя с U-образной трубкой.

Плотность сусла во многом зависит от содержания сахара в сусле. Во время спиртового брожения дрожжи превращают сахар в диоксид углерода и спирт. Уменьшение содержания сахара и присутствие этанола (который значительно менее плотен, чем вода) понижают плотность сусла. Процентное содержание спирта можно рассчитать, исходя из разницы между исходной плотностью (сокращенно OG) сусла и текущей удельной массой (сокращенно SG) сусла. Наблюдая за снижением SG с течением времени, пивовар получает информацию о состоянии и ходе ферментации и определяет, что оно завершено, когда сила тяжести перестает снижаться. Если ферментация закончена, удельный вес называется конечной плотностью (сокращенно FG). Например, для пива типичной крепости OG может быть 1,050, а FG - 1,010.

Для измерения первоначальной силы тяжести использовалось несколько различных шкал. По историческим причинам пивоваренная промышленность в основном использует шкалу Платона (° P), которая по сути совпадает со шкалой Brix, используемой в винодельческой промышленности. Например, OG 1.050 примерно соответствует 12 ° P.

Принимая во внимание исходную плотность, пивовар или винодел получает указание на возможное максимальное содержание алкоголя в своем продукте. OE (оригинальный экстракт) часто называют «размером» пива, и в Европе он часто обозначается на этикетке как Stammwürze, а иногда и просто в процентах. В Чешской Республике, например, общепринятыми описаниями являются «пиво 10 градусов», «пиво 12 градусов», что относится к плотности сусла перед ферментацией по Платону.

• 1 Пиво с низкой и высокой плотностью
• 2 Термины, относящиеся к плотности
  • 2.1 Удельный вес
  • 2.2 Исходная плотность (OG); исходный экстракт (OE)
  • 2.3 Конечная плотность (FG); кажущийся экстракт (AE)
  • 2,4 Истинный экстракт (TE)
  • 2,5 Содержание спирта
  • 2,6 Затухание
  • 2,7 Баллы Брюера
• 3 См. также
• 4 Ссылки

Разница между исходной плотностью сусла и конечной плотностью пива является показателем того, сколько сахара было превращено в алкоголь. Чем больше разница, тем больше присутствует алкоголь и, следовательно, тем крепче пиво. Вот почему крепкое пиво иногда называют пивом с высокой плотностью, а «сессионное» или «маленькое» пиво называют пивом с низкой плотностью, хотя теоретически конечная плотность крепкого пива может быть ниже, чем у сессионного пива, потому что из большего количества присутствующего алкоголя.

Удельный вес

Удельный вес - это отношение плотности образца к плотности воды. Соотношение зависит от температуры и давления как образца, так и воды. Давление всегда считается (при пивоварении) равным 1 атмосфере (1013,25 гПа), а температура обычно составляет 20 ° C как для пробы, так и для воды, но в некоторых частях мира могут использоваться разные температуры, и продаются ареометры, откалиброванные на: например, 60 ° F (16 ° C). При любом преобразовании в ° P важно, чтобы для используемой таблицы преобразования или формулы использовалась правильная пара температур. Текущая таблица ASBC составляет (20 ° C / 20 ° C), что означает, что плотность измеряется при 20 ° C и относится к плотности воды при 20 ° C (0,998203 г / см). Математически

$SG\; true\; =\; \rho \; образец\; \rho \; воды\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{true\}\}\; =\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{sample\}\}\; \backslash \; over\; \backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{\; вода\}\}\}\}$

Эта формула дает истинный удельный вес, т.е. основанный на плотности. Пивовары не могут (за исключением использования счетчика с U-образной трубкой ) напрямую измерять плотность и поэтому должны использовать ареометр, шток которого находится в воздухе, или взвешивание пикнометром, которое также выполняется на воздухе. На показания ареометра и соотношение весов пикнометра влияет воздух (подробнее см. Статью Удельный вес ), и они называются «кажущимися» показаниями. Истинные показания легко получить по кажущимся показаниям:

$SG\; true\; =\; SG\; очевидная\; -\; \rho \; воздух\; \rho \; вода\; (кажущаяся\; удельная\; масса\; -\; 1)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{true\}\}\; =\; \{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{visible\}\}\; -\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{air\}\}\; \backslash \; over\; \backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{water\}\}\}\; (\{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{\; кажущийся\}\}\; -\; 1)\}$

Однако в таблице ASBC используется кажущийся удельный вес, поэтому многие электронные плотномеры автоматически выдают правильные числа ° P.

Исходная плотность (OG); исходный экстракт (OE)

Исходная плотность - это удельный вес, измеренный до ферментации. Из него аналитик может вычислить исходный экстракт, который представляет собой массу (граммы) сахара в 100 граммах сусла (° P), используя шкалу Плато. Символ $p\; \{\backslash \; displaystyle\; p\}$будет обозначать OE в формулах, которые следуют ниже.

Конечная гравитация (FG); кажущийся экстракт (AE)

Конечная плотность - это удельный вес, измеренный по завершении ферментации. Кажущийся экстракт, обозначенный $m\; \{\backslash \; displaystyle\; m\}$, представляет собой ° P, полученный путем вставки FG в формулы или таблицы в статье Шкала Платона. Использование «кажущегося» здесь не следует путать с использованием этого термина для описания показаний удельного веса, которые не были скорректированы с учетом воздействия воздуха.

Истинный экстракт (TE)

Количество экстракта, которое не было преобразовано в дрожжевую биомассу, диоксид углерода или этанол, можно оценить, удалив спирт из дегазированного и осветленного пивом путем фильтрации. или другими способами. Это часто делается как часть перегонки, при которой спирт собирается для количественного анализа, но также может быть выполнено выпариванием на водяной бане. Если остаток восстанавливается до исходного объема пива, которое было подвергнуто процессу выпаривания, удельный вес этого восстановленного пива измеряется и преобразовывается в значение Платона с использованием таблиц и формул в статье Платон, тогда TE -

$n\; =\; P\; recon\; SG\; recon\; SG\; beer\; \{\backslash \; displaystyle\; n\; =\; P\; \_\; \{\backslash \; text\; \{recon\}\}\; \{\{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{recon\}\}\; \backslash \; over\; \{\backslash \; text\; \{SG\}\; \}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{beer\}\}\}\}$

Подробности см. в статье Платон. TE обозначается символом $n\; \{\backslash \; displaystyle\; n\}$. Это количество граммов экстракта, оставшееся в 100 граммах пива после завершения ферментации.

Содержание алкоголя

Зная количество экстракта в 100 граммах сусла до ферментации и количество граммов экстракта в 100 граммах пива по завершении ферментации, количество образовавшегося алкоголя (в граммах) во время брожения можно определить. Формула, приписываемая Баллингу

$A\; w\; =\; (p\; -\; n)\; (2.0665\; -\; 1.0665\; p\; /\; 100)\; =\; fpn\; (p\; -\; n)\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{w\}\; =\; \{(pn)\; \backslash \; over\; (2.0665-1.0665p\; /\; 100)\}\; =\; f\_\; \{pn\}\; (pn)\}$

где $fpn\; =\; 1\; (2.0665\; -\; 1.0665\; p\; /\; 100)\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pn\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; (2.0665\; -1.0665p\; /\; 100)\}\}$дает количество граммов алкоголя на 100 граммов пива, то есть ABW. Обратите внимание, что содержание алкоголя зависит не только от уменьшения экстракта $(p\; -\; n)\; \{\backslash \; displaystyle\; (pn)\}$, но и от множителя $fpn\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pn\; \}\}$, который зависит от оригинального оборудования. Табличные значения Баллингса Де Клерка для $fpn\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pn\}\}$, но их можно просто вычислить из p

$fpn\; =\; 1\; (2,0665\; -\; 1,0665\; p\; /\; 100)\; \approx \; 0,48394\; +\; 0,0024688\; p\; +\; 0,00001561\; p\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pn\}\; =\; \{1\; \backslash \; over\; (2.0665-1.0665p\; /\; 100)\}\; \backslash \; приблизительно\; 0,48394\; +\; 0,0024688p\; +\; 0,00001561p\; ^\; \{2\}\}$

Эта формула подходит для тех, кто хотят потрудиться над вычислением TE (реальная ценность которого заключается в определении аттенюации), что составляет лишь небольшую часть пивоваров. Другие хотят более простой и быстрый способ определения крепости алкоголя. Это заложено в Принципе Табари, который гласит, что снижение удельного веса пива, в которое добавлен этанол, такое же, как снижение плотности воды, в которое было добавлено равное количество спирта (в весовом отношении). Использование принципа Табари позволяет нам вычислить истинный экстракт пива с видимым экстрактом $m\; \{\backslash \; displaystyle\; m\}$как

$n\; =\; P\; (P\; -\; 1\; (m)\; +\; 1\; -\; \rho \; EtOH\; (A\; w)\; \rho \; вода)\; \{\backslash \; Displaystyle\; п\; =\; P\; (P\; ^\; \{-\; 1\}\; (m)\; +1\; -\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{EtOH\}\}\; (A\_\; \{w\})\}\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{water\}\}\}\})\}$

где $P\; \{\backslash \; displaystyle\; P\}$- функция, преобразующая SG в ° P (см. Платон ) и $P\; -\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; P\; ^\; \{-\; 1\}\}$(см. Plato ) его обратное и $\rho \; EtOH\; (A\; w)\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{EtOH\}\}\; (A\_\; \{w\})\}$- плотность водного раствора этанола крепостью $A\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{w\}\}$по весу при 20 ° C. Подставляя это в формулу спирта, получаем после перегруппировки

$[p\; -\; P\; (P\; -\; 1\; (m)\; +\; 1\; -\; \rho \; EtOH\; (A\; w)\; \rho \; water)]\; (2,0665\; -\; 1,0665\; p\; /\; 100)\; -\; A\; вес\; знак\; равно\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; left\; [pP\; \backslash \; left\; (P\; ^\; \{-\; 1\}\; (m)\; +1\; -\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{EtOH\}\}\; (A\_\; \{w\})\}\; \{\backslash \; rho\; \_\; \{\backslash \; text\; \{water\}\}\}\}\; \backslash \; right)\; \backslash \; right]\; \backslash \; over\; (2.0665-1.0665p\; /\; 100)\}\; -\; A\_\; \{w\}\; =\; 0\}$

Что может быть решено, хотя и итеративно, для $A\; w\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{w\}\}$как функция OE и AE. Опять же, можно прийти к соотношению вида

$A\; w\; =\; fpm\; (p\; -\; m)\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{w\}\; =\; f\_\; \{pm\}\; (pm)\; \backslash ,\}$

Де Клерк также выводит в таблицу значения для $fpm\; =\; 0,39661\; +\; 0,001709\; p\; +\; 0,000010788\; p\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pm\}\; =\; 0,39661\; +\; 0,001709p\; +\; 0,000010788p\; ^\; \{2\}\}$.

Большинство пивоваров и потребителей привыкли к тому, что о содержании алкоголя сообщает объем (ABV), а не вес. Взаимное преобразование простое, но необходимо знать удельный вес пива:

$A\; v\; =\; A\; w\; SG\; beer\; 0.79661\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{v\}\; =\; A\_\; \{w\}\; \{\{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{\; пиво\}\}\; \backslash \; более\; 0,79661\}\}$

Это количество куб.см этанола в 100 куб.см пива.

Поскольку ABV зависит от мультипликативных факторов (один из которых зависит от исходной выдержки, а другой - от конечной), а также разницы между OE и AE, невозможно придумать формулу вида

$A\; v\; =\; k\; (p\; -\; m)\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{v\}\; =\; k\; (pm)\; \backslash ,\}$

где $k\; \{\backslash \; displaystyle\; k\}$- простая константа. Из-за почти линейной связи между экстрактом и (SG - 1) (см. удельный вес ), в частности, потому что $p\; \approx \; 1000\; (SG\; -\; 1)\; /\; 4\; \{\backslash \; displaystyle\; p\; \backslash \; приблизительно\; 1000\; (\{\; \backslash \; text\; \{SG\}\}\; -\; 1)\; /\; 4\}$формула ABV записывается как

$A\; v\; =\; 250\; fpm\; (OG\; -\; FG)\; SG\; beer\; 0.79661\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{v\}\; =\; 250f\_\; \{\; pm\}\; (\{\backslash \; text\; \{OG\}\}\; -\; \{\backslash \; text\; \{FG\}\})\; \{\{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; \_\; \{\backslash \; text\; \{beer\}\}\; \backslash \; over\; 0.79661\}\}$

Если значение, указанное выше для $fpm\; \{\backslash \; displaystyle\; f\_\; \{pm\}\}$соответствует OE 12 ° P, что составляет 0,4187, а 1,010 можно принять как типичный FG, тогда это упрощается до

$A\; v\; =\; 132,715\; (\; OG\; -\; FG)\; =\; (OG\; -\; FG)\; /\; 0,00753\; \{\backslash \; displaystyle\; A\_\; \{v\}\; =\; 132,715\; (\{\backslash \; text\; \{OG\}\}\; -\; \{\backslash \; text\; \{FG\}\})\; =\; (\{\backslash \; text\; \{OG\}\}\; -\; \{\backslash \; text\; \{FG\}\})\; /\; 0.00753\; \backslash ,\}$

При типичных значениях 1.050 и 1.010 для OG и FG, соответственно, эта упрощенная формула дает ABV 5,31% по сравнению с 5,23% для более точной формулы. Формулы для алкоголя, подобные этой последней простой, изобилуют пивоваренной литературой и очень популярны среди домашних пивоваров. Формулы, подобные этой, позволяют маркировать ареометры шкалой «потенциального алкоголя», исходя из предположения, что FG будет близким к 1, что более вероятно при производстве вина, чем при пивоварении, и виноделы должны эти обычно продаются.

Затухание

Падение экстракта во время ферментации, деленное на OE, представляет собой процент потребленного сахара. Реальная степень затухания (RDF) основана на TE

$RDF\; =\; 100\; (p\; -\; n)\; p\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{RDF\}\}\; =\; 100\; \{(pn)\; \backslash \; over\; p\}\}$

и кажущаяся степень ферментации (ADF) основана на AE

$ADF\; =\; 100\; (p\; -\; m)\; p\; \approx \; 100\; (OG\; -\; FG)\; (OG\; -\; 1)\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; text\; \{ADF\}\}\; =\; 100\; \{(pm)\; \backslash \; over\; p\}\; \backslash \; приблизительно\; 100\; \{(\{\backslash \; text\; \{OG\}\}\; -\; \{\backslash \; text\; \{FG\}\})\; \backslash \; over\; (\{\backslash \; text\; \{OG\}\}\; -\; 1)\}\}$

Из-за почти линейной зависимости в формуле ADF можно использовать значения удельного веса между (SG - 1) и ° P, как показано.

Точки Брюера

Многие пивовары любят использовать почти линейную зависимость между (SG - 1) и ° P для значительного упрощения расчетов. Они определяют

$pt:\; =\; 1000\; (SG\; -\; 1)\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{t\}:\; =\; 1000\; (\{\backslash \; text\; \{SG\}\}\; -\; 1)\; \backslash ,\}$,

называют это «баллами» или «баллами пивовара». "или" избыточная гравитация "и используйте это, как если бы это был экстракт. Таким образом, степень Платона приблизительно равна баллам, разделенным на 4:

$p\; \approx \; pt\; /\; 4\; =\; 1000\; (SG\; -\; 1)\; /\; 4.\; \{\backslash \; displaystyle\; p\; \backslash \; приблизительно\; p\_\; \{t\}\; /\; 4\; =\; 1000\; (\{\backslash \; text\; \{SG\; \}\}\; -\; 1)\; /\; 4.\}$

В качестве примера можно сказать, что сусло SG 1.050 имеет 1000 (1.050 - 1) = 50 баллов, а степень Платона составляет приблизительно 50/4 = 12,5 ° P.

Точки можно использовать в формулах ADF и RDF. Таким образом, пиво с OG 1.050, которое сброжено до 1.010, считается аттенуированным на 100 × (50 - 10) / 50 = 80%. Очки также могут использоваться в версиях SG формул спирта. Просто нужно умножить на 1000, так как точки составляют 1000 раз (SG - 1).

Программные инструменты доступны пивоварам для преобразования между различными единицами измерения и корректировки ингредиентов и графиков затора для достижения целевых значений. Полученные данные могут быть переданы через BeerXML другим пивоварам для облегчения точного воспроизведения.

• Портал пива
• Портал вина
• Портал ликера

• Шкала Платона