Gravity (alkoholhaltig dryck)

En termometer som används för att testa temperaturen på öl

Gravity , i samband med jäsning av alkoholhaltiga drycker , hänvisar till den specifika vikten (förkortat SG), eller relativ densitet jämfört med vatten, av vörten eller musten i olika stadier av jäsningen. Konceptet används inom bryggeri- och vintillverkningsindustrin. Specifik vikt mäts med en hydrometer , refraktometer , pyknometer eller oscillerande elektronisk mätare med U-rör .

En vörts densitet är till stor del beroende av sockerhalten i vörten. Under alkoholjäsning omvandlar jäst sockerarter till koldioxid och alkohol. Genom att övervaka minskningen av SG över tiden får bryggaren information om jäsningens hälsa och framsteg och fastställer att den är klar när gravitationen slutar att minska. Om jäsningen är avslutad kallas den specifika vikten för slutvikt (förkortat FG). Till exempel, för en typisk styrkeöl kan den ursprungliga gravitationen (förkortat OG) vara 1,050 och FG kan vara 1,010.

  Flera olika skalor har använts för att mäta den ursprungliga gravitationen. Av historiska skäl använder bryggeriindustrin till stor del Plato-skalan (°P), som i huvudsak är densamma som Brix -skalan som används av vinindustrin. Till exempel motsvarar OG 1.050 ungefär 12 °P.

Genom att ta hänsyn till den ursprungliga vikten får bryggaren eller vinodlaren en indikation på den sannolika slutliga alkoholhalten i deras produkt. OE (Original Extract) kallas ofta för "storleken" på ölet och är i Europa ofta tryckt på etiketten som Stammwürze eller ibland bara som en procent. I Tjeckien, till exempel, är vanliga beskrivningar "10 graders öl", "12 graders öl" som syftar på gravitationen i Platon av vörten före jäsningen.

Öl med låg eller hög vikt

Skillnaden mellan vörtens ursprungliga vikt och ölets slutliga vikt är en indikation på hur mycket socker som har förvandlats till alkohol. Ju större skillnaden är, desto större mängd alkohol finns och därmed desto starkare öl. Det är därför som starköl ibland kallas högviktsöl, och "session" eller "små" öl kallas lågviktsöl, även om den slutgiltiga gravitationen för ett starköl i teorin kan vara lägre än för en sessionsöl eftersom av den större mängden alkohol som finns.

Termer relaterade till gravitation

Specifik gravitation

Specifik vikt är förhållandet mellan densiteten hos ett prov och vattentätheten. Förhållandet beror på temperaturen och trycket hos både provet och vattnet. Trycket anses alltid (vid bryggning) vara 1 standardatmosfär (1 013,25 hPa) och temperaturen är vanligtvis 20 °C (68 °F) för både prov och vatten men i vissa delar av världen kan olika temperaturer användas och där är hydrometrar som säljs kalibrerade till till exempel 16 °C (60 °F). Det är viktigt, när någon omvandling till °P är involverad, att rätt temperaturpar används för omvandlingstabellen eller formeln som används. Den aktuella ASBC- tabellen är (20 °C/20 °C) vilket betyder att densiteten mäts vid 20 °C (68 °F) och refereras till densiteten för vatten vid 20 °C (68 °F) (dvs. 0,998203 g/ cm ³ eller 0,0360624 lb/cu in). Matematiskt

${\text{SG}}_{\text{true}}={\rho _{\text{sample}} \över \rho _{\text{vatten}}}$

Denna formel ger den verkliga specifika vikten, dvs baserat på densiteter. Bryggare kan inte (om de inte använder en U-rörsmätare ) mäta densiteten direkt och måste därför använda en hydrometer, vars skaft är badat i luft, eller pyknometervägningar som också görs i luft. Hydrometeravläsningar och förhållandet mellan pyknometervikter påverkas av luft (se artikel Specific Gravity för detaljer) och kallas "skenbara" avläsningar. Sanna avläsningar erhålls lätt från skenbara avläsningar av

${\text{SG}}_{\text{true}}={\text{SG}}_{\text{apparent}} -{\rho _{\text{luft}} \över \rho _{\text{vatten}}}({\text{SG}}_{\text{skenbar}}-1)$

Men ASBC-tabellen använder uppenbara specifika vikter, så många elektroniska densitetsmätare kommer att producera korrekta °P-tal automatiskt.

Ursprunglig gravitation (OG); originalextrakt (OE)

Den ursprungliga vikten är den specifika vikten uppmätt före jäsning. Från den kan analytikern beräkna det ursprungliga extraktet som är massan (gram) socker i 100 gram (3,5 oz) vört (°P) med hjälp av Platonskalan . Symbolen $p$ kommer att beteckna OE i formlerna som följer.

slutlig gravitation (FG); skenbart extrakt (AE)

Den slutliga vikten är den specifika vikten som mäts vid avslutad jäsning. Det skenbara extraktet, betecknat $m$ , är °P som erhålls genom att infoga FG i formlerna eller tabellerna i artikeln i Platons skala . Användningen av "skenbar" här ska inte förväxlas med användningen av den termen för att beskriva specifik viktavläsningar som inte har korrigerats för effekterna av luft.

True extrakt (TE)

Mängden extrakt som inte omvandlats till jästbiomassa, koldioxid eller etanol kan uppskattas genom att ta bort alkoholen från öl som har avgasats och klarats genom filtrering eller på annat sätt. Detta görs ofta som en del av en destillation där alkoholen samlas upp för kvantitativ analys men kan också göras genom indunstning i vattenbad. Om återstoden görs tillbaka till den ursprungliga volymen öl som var föremål för indunstningsprocessen, den specifika vikten för det rekonstituerade ölet mäts och omvandlas till Platon med hjälp av tabellerna och formlerna i Platon-artikeln, så är TE

$n=P_{\text{recon}}{{\text{SG}}_{\text{recon}} \över {\text{SG}}_{\text {öl}}}$

Se Platon -artikeln för detaljer. TE betecknas med symbolen $n$ . Detta är antalet gram extrakt som återstår i 100 gram (3,5 oz) öl när jäsningen är klar.

Alkoholhalt

Genom att känna till mängden extrakt i 100 gram (3,5 oz) vört före jäsning och antalet gram extrakt i 100 gram (3,5 oz) öl när den är färdig, kan mängden alkohol (i gram) som bildas under jäsningen bestämmas . Formeln följer, tillskriven Balling

$A_{w}={(pn) \over (2,0665-1,0665p/100)}=f_ {pn}(pn)$

där $f_{pn}={1 \over (2,0665-1,0665p/100)}$ ger antalet gram alkohol per 100 gram (3,5 oz) av öl dvs ABW. Observera att alkoholhalten inte bara beror på minskningen av extraktet $(pn)$ utan också på multiplikationsfaktorn $f_{pn}$ som beror på OE. De Clerck tabellerade Ballings-värden för $f_{pn}$ men de kan enkelt beräknas från p

$f_{pn}={1 \over (2,0665-1,085-1,0 p/4,0665-1}/4,0665-1,0 p. 0024688p+ 0,00001561p^{2}$

Denna formel är bra för dem som vill göra sig besväret med att beräkna TE (vars verkliga värde ligger i att bestämma dämpningen) som bara är en liten del av bryggarna. Andra vill ha en enklare och snabbare väg för att bestämma alkoholhalten. Detta ligger i Tabaries princip som säger att sänkningen av den specifika vikten i öl som etanol tillsätts är densamma som sänkningen av vatten till vilket en lika stor mängd alkohol (på aw/w-basis) har tillsatts. Användning av Tabaries princip låter oss beräkna det verkliga extraktet av en öl med skenbart extrakt $m$ som

$n=P(P^{-1}(m)+1-{\frac {\rho _{\ text{EtOH}}(A_{w})}{\rho _{\text{vatten}}}})$

där $P$ är en funktion som omvandlar SG till °P (se Platon ) och $P^{-1}$ (se Platon ) dess invers och $\rho _{\text{EtOH}}(A_{w})$ är densiteten för en vattenhaltig etanollösning med styrka $A_{w}$ i vikt vid 20 °C. Om du infogar detta i alkoholformeln blir resultatet, efter omarrangemang

${\left[pP\left(P^{ -1}(m)+1-{\frac {\rho _{\text{EtOH}}(A_{w})}{\rho _{\text{vatten}}}}\right)\right] \ över (2,0665-1,0665p/100)}-A_{w}=0$

Vilket kan lösas, om än iterativt, för $A_{w}$ som en funktion av OE och AE. Det är återigen möjligt att komma på ett förhållande till formen

$A_{w}=f_{pm}(pm)\,$

De Clerk tabellerar också värden för $f_{pm}=0,39661+0,001709p+0,000010788p^{2}$ .

De flesta bryggare och konsumenter är vana vid att ha alkoholhalten rapporterad i volym (ABV) snarare än vikt. Interkonvertering är enkel men ölets specifika vikt måste vara känd:

$A_{v}=A_{w}{{\text{SG}}_{\text{öl}} \over 0,79661}$

Detta är antalet kubikcentimeter etanol i 100 cc (6 cu in) öl.

Eftersom ABV beror på multiplikativa faktorer (varav en beror på originalextraktet och en på det slutliga) samt skillnaden mellan OE och AE är det omöjligt att komma på en formel för formen

$A_{v}=k(pm)\,$

där $k$ är en enkel konstant. På grund av det nära linjära sambandet mellan extrakt och (SG − 1) (se specifik vikt ) i synnerhet eftersom $p\approx 1000({\text{SG}}-1) /4$ ABV-formeln skrivs som

$A_{v}=250f_{pm}({\text{OG}}-{\text{FG}}){{\text{SG }}_{\text{öl}} \över 0,79661}$

  Om värdet ovan för $f_{pm}$ motsvarar en OE på 12 °P vilket är 0,4187, och 1,010 kan tas som ett typiskt FG så förenklas detta till

$A_{v}=132.715({\text{OG}}-{\text{FG}})=({\text{OG }}-{\text{FG}})/0.00753\,$

Med typiska värden på 1,050 och 1,010 för OG respektive FG ger denna förenklade formel ett ABV på 5,31 % i motsats till 5,23 % för den mer exakta formeln. Formler för alkohol som liknar denna sista enkla finns i överflöd i brygglitteraturen och är mycket populära bland hembryggare. Formler som denna gör det möjligt att märka hydrometrar med "potentiell alkohol"-skalor baserat på antagandet att FG kommer att vara nära 1 vilket är mer sannolikt fallet vid vinframställning än vid bryggning och det är för vinodlare som dessa brukar säljas.

Försvagning

Fallet i extrakt under jäsningen dividerat med OE representerar procentandelen socker som har konsumerats. Den verkliga graden av dämpning (RDF) baseras på TE

${\text{RDF}}=100{(pn) \over p}$

och den skenbara fermentationsgraden (ADF) är baserad på AE

${\text{ADF}}=100{(pm) \over p}\approx 100{({\text{ OG}}-{\text{FG}}) \over ({\text{OG}}-1)}$

På grund av det nära linjära förhållandet mellan (SG − 1) och °P kan specifika vikter användas i ADF-formeln som visas.

Brewers poäng

Många bryggare gillar att utnyttja det nära linjära förhållandet mellan (SG − 1) och °P för att förenkla beräkningarna avsevärt. De definierar

$p_{t}:=1000({\text{SG}}-1)\,$ ,

kalla det "points" eller "brewer's points" eller "excess gravity" och använd det som om det vore extrakt. Platongraden är alltså ungefär poängen dividerad med 4:

$p\approx p_{t}/4=1000({\text{SG}}-1)/4.$

Som ett exempel skulle en vört på SG 1,050 sägas ha 1000(1,050 − 1) = 50 poäng och ha Platongrad på ungefär 50/4 = 12,5 °P.

Poäng kan användas i ADF- och RDF-formlerna. Ett öl med OG 1.050 som jäst till 1.010 skulle alltså sägas ha försvagats 100 × (50 − 10)/50 = 80 %. Poäng kan också användas i SG-versionerna av alkoholformlerna. Det är helt enkelt nödvändigt att multiplicera med 1000 eftersom poäng är 1000 gånger (SG − 1).

Mjukvaruverktyg är tillgängliga för bryggare för att konvertera mellan de olika måttenheterna och för att justera mäskingredienser och scheman för att möta målvärdena. Den resulterande informationen kan utbytas via BeerXML till andra bryggare för att underlätta korrekt replikering.

Se även

• Platonskalan