HORIBA電導(dǎo)率計EC-22啤酒釀造中的水質(zhì)檢查
釀造水的質(zhì)量會影響麥芽汁中的酶活性,、礦物質(zhì)的溶解度、啤酒的味道和質(zhì)量以及釀造設(shè)備的狀況,。為了獲得啤酒的美味并確定清潔過程后設(shè)備的清潔度,,必須在釀造過程的各個階段使用可靠而準確的儀器進行水質(zhì)檢查。HORIBA LAQUAtwin 袖珍儀表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持儀表和電極有維護設(shè)計少,、樣品量要求低和操作簡便等優(yōu)點,推薦用于家庭和商業(yè)啤酒釀造者,。
介紹
啤酒是世界上消費廣泛的酒精之一,,也是受歡迎的飲料(僅次于水和茶)。它已成為許多國家文化的一部分,,并經(jīng)常與節(jié)日和游戲等社會傳統(tǒng)聯(lián)系在一起,。
釀造是制作啤酒的過程。啤酒的四種主要成分是谷物(例如麥芽,、小麥,、玉米、大米)作為淀粉來源,、水,、調(diào)味劑(例如啤酒花、麥芽、香草,、水果)和酵母,。麥芽和啤酒花分別是常用的谷物和調(diào)味劑。在啤酒釀造過程中,,淀粉來源與水混合并轉(zhuǎn)化為一種稱為麥芽汁的含糖液體,。隨后,麥芽汁通過酵母發(fā)酵轉(zhuǎn)化為酒飲料,。
由于啤酒的主要成分是水,,釀造用水的成分會影響啤酒的質(zhì)量。釀造用水應(yīng)清潔無味,。水有兩種來源——地表水和地下水,。前者溶解礦物質(zhì)含量低但有機物含量較高,而后者溶解礦物質(zhì)含量通常較高但有機物含量低,。2要 確定水中的礦物質(zhì)成分,,啤酒釀造者可以向當(dāng)?shù)厮畡?wù)公司索取報告,將水樣送到實驗室,,或使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備自行進行測試,。常見的測試參數(shù)如下所述。根據(jù)結(jié)果,,釀酒師可以對水進行必要的調(diào)整以釀造出優(yōu)質(zhì)的啤酒,。
由于啤酒釀造過程中的水質(zhì)檢查是獲得口感和啤酒品質(zhì)的關(guān)鍵步驟,因此建議啤酒釀造商使用 HORIBA LAQUAtwin 袖珍儀表和 LAQUA 溶解氧 (DO) 手持儀表和溶解氧 (DO) 電極,。除了操作簡單易行之外,,LAQUAtwin 袖珍儀表還具有平面?zhèn)鞲衅鳎稍诙潭處酌腌妰?nèi)測量低至 0.05 毫升的樣品,。LAQUA DO 手持儀表與 DO 電極一起包裝,,該電極有創(chuàng)新的可更換 DO 尖頭和內(nèi)置溫度傳感器,并裝在便攜箱中,,用于現(xiàn)場常規(guī)測量,。
水硬度
水硬度定義為水中溶解的鈣和鎂的量。鈣是決定水硬度的主要離子,。它可以克服麥芽磷酸鹽的緩沖能力,,將麥芽汁的 pH 值降低到可接受的范圍3 并促進成品啤酒的清澈度、風(fēng)味和穩(wěn)定性,。2釀造 水中的理想鈣濃度為 50 至 150 ppm,。3可以添加 硫酸鈣 (CaSO 4 )(也稱為石膏)或氯化鈣 (CaCl 2 ) 來增加水中的鈣離子量。鎂也會影響水的硬度,,因此會影響麥芽汁的 pH 值,,但影響程度小于鈣,。
堿度
堿度是指水抵抗 pH 值變化的能力,pH 值變化會使水變得更酸,。堿度是衡量溶解在水中的所有堿性物質(zhì)(如碳酸鹽和碳酸氫鹽)濃度的指標,,這些物質(zhì)通過中和酸來緩沖水中的 pH 值。
鈣濃度必須與低碳酸鹽-碳酸氫鹽水平保持平衡,,因為它們對鈣有抵消作用,。這些離子應(yīng)保持在 50ppm 以下。碳酸氫鹽是強堿性緩沖劑,,如果大量存在,,可能會將麥芽漿的 pH 值升高到不可接受的水平。
pH
pH 在啤酒釀造的各個階段(麥芽漿,、麥芽汁和成品啤酒)中都很重要,。大多數(shù)市政水源呈弱堿性。當(dāng)水與谷物在麥芽漿桶中混合時,,混合物(稱為麥芽漿)的 pH 值會比單獨的水的 pH 值下降,。水中的礦物質(zhì)成分(即鈣、鎂,、碳酸鹽和碳酸氫鹽)和麥芽谷物在搗碎過程中的自然酸化過程決定了麥芽漿的 pH 值,。理想的麥芽漿 pH 值范圍為 5.2 至 5.5,最好選擇較低值(5.2),,以提高酶活性,,從而將淀粉最佳地轉(zhuǎn)化為液態(tài)糖(稱為麥芽汁)。4 糖化后,,麥汁被瀝干,,谷物被清洗。這個過程稱為沖洗,。隨著沖洗的進行,,從麥芽漿中流出的麥汁的 pH 值會增加。流出的麥汁的 pH 值應(yīng)低于 6,,因為較高的 pH 值會從谷物中提取單寧,、硅酸鹽和其他化合物,導(dǎo)致啤酒變澀,、渾濁。
將收集到的麥汁轉(zhuǎn)移到煮沸鍋中,。在煮沸過程中,,磷酸鈣仍會沉淀(只要鈣仍然存在),pH 值會降低,,就像糖化過程中一樣,。煮沸后的麥汁 pH 值應(yīng)達到 5.0 至 5.2,。此 pH 值范圍將有助于從啤酒花中提取最佳特性,最大限度地增加形成的啤酒花碎塊量,,并將顏色吸收保持在低限度,。煮沸的另一個重要功能是凝固熱碎塊。碎塊形成的最佳 pH 值為 5.2,。如果在煮沸初期麥汁中存在大塊,、蓬松的碎塊,則表明 pH 值處于正確范圍內(nèi),。5必須 去除熱碎塊,,以使熱麥汁清澈。
當(dāng)酵母加入麥芽汁中時,,發(fā)酵就開始了——糖變成酒精和二氧化碳,。在發(fā)酵過程中,pH 值會持續(xù)下降,,因為酵母會吸收銨離子(強堿性)并排出有機酸(包括乳酸),。所選的酵母菌株會影響啤酒的最終 pH 值——大多數(shù)拉格啤酒的 pH 值為 4.2 – 4.6,一些麥芽啤酒的 pH 值為 3.8,,酸啤酒的 pH 值為 3.0 左右,。最佳 pH 值低于 4.4 有利于啤酒更快成熟、啤酒更清澈,、生物穩(wěn)定性更好,、啤酒口感更精致。
鈉
鈉是啤酒中理想的離子,,可使最終產(chǎn)品風(fēng)味更復(fù)雜,。范圍是 0-150 ppm Na +。 專業(yè)釀酒師使用簡單的清潔過程或就地清洗 (CIP) 技術(shù),,使定期清潔高效有效,。CIP 涉及通過封閉設(shè)備中的噴球循環(huán)清潔劑或消毒劑。每次將麥芽汁或啤酒從容器中轉(zhuǎn)移時,,釀酒師都會進行清潔,。例如,在麥芽汁煮沸并通過熱交換器送入發(fā)酵罐后,,必須清潔水壺,。以氫氧化鈉(通常稱為苛性鈉)為活性成分的清潔劑是迄今為止在釀酒廠使用廣泛的清潔劑。10可以使用離子選擇性傳感器和儀表檢查清潔過程/ CIP 后設(shè)備中的任何鈉殘留物,。
總?cè)芙夤腆w(TDS)
來自市政水源的釀造水可能含有總?cè)芙夤腆w (TDS),,例如礦物質(zhì)、鹽和有機物,。TDS 是水質(zhì)指標,,如上所述,,水中的礦物質(zhì)成分會影響釀造過程中的麥芽汁 pH 值。水中的推薦 TDS 水平為 500ppm,??梢允褂?TDS 計估算水中的 TDS 含量,該計測量溶液的電導(dǎo)率并使用系數(shù)將其轉(zhuǎn)換為 TDS,。雖然 TDS 沒有水的確切礦物質(zhì)成分,,但它可用于監(jiān)測水中的任何變化。
電導(dǎo)率 (EC)
電導(dǎo)率 (EC),,通常簡稱為電導(dǎo)率,,是衡量水溶液承載電流能力的指標。純水沒有電導(dǎo)率(讀數(shù)不為零,,但非常低),,因為其中沒有溶解離子。溶液中的離子越多,,電導(dǎo)率值越高,。啤酒釀造中水源的電導(dǎo)率測量可以指示水的純度,并在釀酒商進行任何調(diào)整(例如添加礦物質(zhì))之前提供基線測量值,。
溶解氧 (DO)
在鍋中煮沸后,,加酒花的麥芽汁不含氧氣。為了更好地吸收氧氣,,在充氧之前,,它會迅速冷卻至 80 °F (27 °C) 以下。所需的溶解氧量取決于酵母菌株和麥芽汁的原始比重,。傳統(tǒng)的淡啤酒和拉格啤酒麥芽汁通常不會收集到高于 1045 (12°P) 的溫度,,并且需要 6 至 8 ppm 的溶解氧。在高濃度釀造中,,原始比重會升高到 1080 (20°P),,并且需要溶解麥芽汁的氧氣水平達到 16 ppm 或更高。現(xiàn)代酵母菌株需要的溶解氧高達 20ppm,。充氧后,,酵母被投入麥芽汁中。酵母利用氧氣來恢復(fù)健康并繁殖,,然后將麥芽汁發(fā)酵成啤酒,。氧氣是產(chǎn)生酵母細胞壁所需的不飽和脂肪酸和固醇所必需的。堅固的細胞壁可增強酵母的酒精耐受性,。健康的酵母將麥芽汁代謝成酒精和二氧化碳,,而不會產(chǎn)生異味或異味。發(fā)酵完成后,,啤酒中沒有氧氣,,必須避免接觸氧氣以防止氧化和變質(zhì)。在轉(zhuǎn)移和包裝(裝瓶和罐裝)過程中幾乎不可能不引入氧氣,,但氧氣量應(yīng)不足以讓健康的酵母生長,。7 釀酒商應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)包裝內(nèi)總氧氣含量低于 50 ppb (0.05ppm)。
鉀
麥芽中鉀含量為 4-6 g/kg,,其中大部分在糖化過程中溶解,;啤酒中鉀的濃度為 300 – 500 ppm(mg/L)。超過 500 ppm,,啤酒會變咸,。鉀具有純鹽效果。鉀/鈣比會影響酵母絮凝,。
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