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精酿课堂十——酿造中的反渗透水

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精酿啤酒课堂-V 发表于 2020-10-20 05:43:47 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
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一、什么是反渗透水?

        反渗透水基本上是指矿物质含量大大降低的过滤水。它是使用反渗透工艺生产的,该工艺使用高压和半透膜来去除矿物质。这种膜就像一个过滤器,只允许一定大小或更小的分子通过。在正常渗透作用下,液体会以最低盐浓度到最高盐浓度的方向流过膜。但是在反渗透中,高压导致液体向相反的方向流动,迫使水从膜的富含矿物质的一侧(被处理的水)通过膜,而浓缩的给水被排出,从而产生低矿物质的水

       反渗透水不同于去离子水或蒸馏水。它们使用不同的工艺,尽管它们也会产生矿物质含量降低的水。反渗透水并非不含矿物质,但矿物质含量比水源水少95-99%。水源水通常经过预处理,以帮助去除矿物质。现在高端反渗透机中,有五个阶段的过程:活性炭过滤、微米过滤、反渗透、后炭过滤和紫外线照射。这些其他步骤有助于去除氯、金属、有机物、病毒、细菌和其他不良物质。虽然这些步骤不是反渗透过程的一部分,但在这种情况下获得水简化了酿造。如果你认为所有这些处理都很昂贵,其实并非如此。

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二.反渗透水酿造有何优势?

      反渗透水是一块空白的白纸;它含有很少的矿物质,所以你可以把它作为一个起点,为你的目的制造酿造用水。它的碱度很低(溶解的碳酸盐和碳酸氢盐),所以它不会缓冲太多的酸——这意味着酸的加入可以很容易地改变酸碱度,而不是必须先中和这些缓冲液。并且(假设反渗透设备工作正常),它在不同批次之间非常一致。这意味着你不必担心你的水源的可变性,或者每次都根据水报告来分析。

       如果反渗透水如我们所描述的那样被处理,它还会去除任何氯,并去除其他不良物质。你的水不需要预煮、过滤或任何其他修改就可以冲煮了。我们通常只是快速检查总溶解固体(TDS),这是内置在的酸碱度计。如果它是低的,那么反渗透机器是正常工作的。

       已经提到过两次酸碱度,但还没有定义。粗略地说,它是溶液酸性或碱性的一种表达,7表示中性,较低的数字表示酸性,较高的数字表示碱性。氢离子浓度越高,溶液的酸性越强。标度是对数的,所以移动一个数字意味着溶液是酸性或碱性的十倍。尽管大多数测量值在0到14的范围内,但酸碱度是一个开放性的尺度。大多数与啤酒相关的测量更受限制——例如,大多数成品啤酒的酸碱度在4.1-4.5之间。

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三、水如何影响酿造过程


我们认为酿造过程中对水的三大担忧是:

1.这水味道好吗?

2.我能获得酶活性的合适的醪液酸碱度吗?

3.这种啤酒味道适合它的风格吗?

      为了实现第一个目标(口感好的水),啤酒厂通常会通过碳过滤或预煮对水进行预处理。市政供水商可以为你做一些这方面的工作,但是拥有自己的水井或私人水源的啤酒厂必须处理自己的水。购买反渗透水可以让你跳过所有这些步骤。你的水可以用了。

       为了达到第二个目标(适合酶活性的醪液酸碱度),你通常必须把醪液的酸碱度降低到一个理想的范围。关于这个目标,参考文献各不相同,但我通常把pH值定为5.2±0.1(有的文献说5.1到5.2是目标;强调较低的醪液pH值有助于避免醪液的酶促氧化,酶促氧化会导致啤酒过早老化)。

      当测量酸碱度读数时,要理解酸碱度按照惯例表示为77华氏度(25摄氏度),与反应温度无关。酸碱度随温度而变化(糖化醪温度下的酸碱度比参考温度下的酸碱度低约0.3),但除非另有说明,否则酸碱度通常写在标准参考温度下。

      啤酒厂通常通过煮沸、添加酸(无机酸、生物酸或酸性麦芽)或石灰(氢氧化钙)来调整酿造用水,以去除或抵消碱度(碳酸盐)。然后通过添加钙盐(氯化钙和/或硫酸钙)使水变硬。最后,水中的钙与麦芽中的磷酸盐反应来降低酸碱度。如果所有这些都计算正确,目标麦芽浆的酸碱度实现了。

      对于反渗透水,其中一些步骤得到了简化。去除碱度应该已经完成了。可以加入盐来达到目标钙水平(我们将在后面讨论),糖化反应仍然是一样的。酸或麦芽可能需要一些额外的酸碱度调节。

      最终目标(一种味道适合其风格的啤酒)包括对水的味道进行任何小的调整,以更好地支持酿造啤酒的风格。这就是所说的调整主要离子或者水中的化学惰性离子。这些盐的添加不会影响糖化醪的化学成分,但会影响啤酒的味道。不管使用反渗透水还是其他来源的水,调整这些盐是相同的。

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四、水离子对酿造的影响


       水通常被称为通用溶剂,因为它能溶解很多东西,包括盐。盐是由带正电和带负电的成分组成的固体化合物。水很容易分解盐(使它们分解成单独的带电粒子或离子),尽管有些盐比其他盐更易溶解。

啤酒中的各种游离盐离子具有酸碱度和风味效应。

钙离子—是酿造中最重要的离子。它是糖化醪酶活性的重要辅助因子,有助于蛋白质凝结(对于那些仍然记得澄清度很重要的酿酒商来说,有助于冷热破碎),并通过与麦芽中的磷酸盐相互作用来降低糖化醪的酸碱度。过量会有金属味,对酵母性能有不利影响。

镁离子—与钙有一些相同的作用,但作用较小。它还可以降低醪液的酸碱度,但在较高浓度下会产生令人不快的苦味和酸味;它还有通便的作用。

钠离子—对酿造过程没有影响,但有一些风味效果,如口感饱满。它在高浓度下尝起来有咸味,并且与导致高血压有关。

氯离子—增加啤酒口感的饱满度和圆润度。当它与钠结合时,会产生咸味。它是一种重要的风味离子。

硫酸根—增加了啤酒口感的干燥度,并能突出苦味。在更高的浓度下,它会变得粗糙和有硫。它是一种重要的风味离子。

碳酸根—提高醪液的酸碱度,并提供水中的碱度。在糖化时,它主要以碳酸氢盐的形式存在(HCO3–)。它通过提高酸碱度在酿造中引起问题,并且具有白垩味。降低碱度是啤酒厂在处理水时的主要目标。碳酸盐可以平衡像烤麦芽这样的酸性原料,但是不建议使用碳酸盐。

        酿造中存在的其他离子浓度较低,包括对酵母营养重要的微量元素,如锌离子,铜离子和锰离子、镍离子、铁等金属离子和是不希望的,并且会产生金属味道。

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五、配方和工艺考虑


      当你使用反渗透水时,你并没有试图把任何种类的水变成任何风格。 我们用反渗透水的目的是为了使得酿造过程非常可重复、一致和容易。

      有的时候时一个酝酿中的问题有多种解决方案。当降低麦芽浆的酸碱度时,你可以让钙离子和镁离子与麦芽相互作用,你也可以加入液体酸,或者你可以在麦芽浆中加入酸性麦芽。硬度的相互作用总是会发生,但通常不足以达到目标麦芽浆的pH值,有的文献指出,这是一个使用去离子水的非常标准化的过程。基础麦芽的醪液酸碱度通常稳定在5.8-6.0,这表明酿造时还需要进行其他酸化。

      如果你使用反渗透水,糖化基础麦芽应该产生一个相当一致的酸碱度,你可以测量和使用,作为你的配方规划的一部分。为此,建议使用高质量、经过校准的数字酸度计。然后你可以测量你需要添加多少酸到你的醪液中来降低酸碱度到你想要的范围。用你的酸度计监测酸碱度的变化,并记录所需的酸量。

      你可以把所有的反渗透酿造水酸化到酸碱度5.5,这是内华达山脉啤酒经常用到的一个技巧。这防止了洗糟过程中单宁的提取。即使你以不同的方式处理你的醪液酸碱度计算,建议酸化你的洗糟水,并保持温度低于176华氏度(80摄氏度)。如果你没有用(液体)酸酸化你的醪液,你可能会发现你需要添加2-3%酸化麦芽到你的谷物中,以达到你想要的麦芽浆pH值

      当酿酒时,每次为了保持一致的糖化性能。倾向于只糖化基本谷物和淀粉辅料——实际上需要糖化的东西。从麦芽浆中去掉了烤麦芽和水晶麦芽,因为它们已经被转化了,在麦芽浆糖化结束后加入这些谷物。因此,在不使用配方软件或水计算器的情况下,糖化过程中的酸碱度变得非常容易预测。

     如果你在糖化醪中加入了结晶麦芽和烘焙谷物,你可能需要使用水分计算器来调整糖化醪的化学成分,并达到理想的酸碱度。糖化醪的酸碱度应该在糖化醪的前10或15分钟内稳定下来,这样就可以测试酸碱度了(首先将一个小样品冷却至室温)。
——我不是懒,我只是懒得签名而已。PS:汽泡菌
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